城市轨道交通牵引供电系统研究
城市轨道交通直流牵引供电系统有关技术研究
城市轨道交通直流牵引供电系统有关技术研究摘要：轨道交通是近些年国内逐渐兴起的交通工具，相较于汽车、公交等系统，轨道交通噪音低、污染小，且不会出现拥堵问题，能够大大改善城市居民出行质量。
因此非常适用于国内交通质量存在缺陷的大中型城市。
作为城市交通网中的重要一环，在国内城市化及人口数量不断增加的同时，越来越多的城市开始引入了轨道交通方式。
轻轨、地铁等交通工具在改善交通压力的过程中，发挥出了很大的作用。
所以，本文对城市轨道交通直流牵引供电系统有关技术进行研究。
关键词：城市轨道交通；直流牵引供电系统；有关技术一、城市交通轨道发展现状对于城市轨道交通当中的高压供电系统来讲其主要就是所有的电气运行的基础，承担着轨道交通当中的供电以及传输和用电需求，对于轨道交通的安全以及可靠性有着重要的作用。
根据相关的实际功能要求可以将其分为两大部分，主要就是电力机车在运行中的牵引负荷以及车站和区间以及控制中心的相关服务用电负荷。
由于现阶段城市交通轨道的自动化程度以及信息化程度很高，对于其稳定以及安全性的要求也是非常的大，其主要就是维持供电稳定，因此相关的管理企业就需要加强对其有效的重视，以此来对设备故障实施防止和控制，在实际的设备运行和维护当中一定要加强相关制度的遵循，确保行车以及设备和人员的安全。
因为高压设备运行的环境比较特殊以及其在轨道交通当中所能够起到的相应作用，在实际的维护管理当中，一定要根据相关的科学合理性实施操作，强化班组建设管理以及制度完善管理，实施对于职工加强专业技术水平以及安全方面的意识提升工作，从而建立完善的专业化以及高素质的维护管理队伍。
在这当中，需要遵守预防为主的原则，在此基础上制定科学合理的管理计划以及维修管理顺序，对设备检修工作定期实施，对设备所产生的故障及时有效的处理，确保高压设备的稳定运行。
为了能够确保设备稳定得到维护，就需要加强对于成本以及效率的控制，在确保设备能够顺利运行的基础上降低成本，尤其是对于人力成本的重视。
城市轨道交通双向变流式牵引供电系统的应用研究
2021年2月城市轨道交通双向变流式牵引供电系统的应用研究黄焕隆（南宁轨道交通集团有限责任公司，广西南宁530000）【摘要】针对当下越来越常见的城市轨道交通,本文在简述既有牵引供电系统优缺点的基础上,提出双向变流系统构成和优势所在,并对其在牵引供电系统中的实际应用进行深入分析,最后经试验得出该装置的应用能在满足各项使用功能要求的基础上节省大量能量的结论,旨在为城市轨道交通牵引供电系统设计和使用提供可靠参考借鉴。
【关键词】轨道交通;牵引供电;双向变流装置;节能降耗【中图分类号】U223【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2021）02-0333-02城市轨道交通以其速度快、运输能力强、噪声小、安全性高、乘坐舒适性好和节能环保等特点优势逐渐在我国各大城市得到广泛应用，成为解决日益加重的交通拥堵问题的有效举措。
就目前来看，大多数城市轨道交通都将二极管整流器作为直流牵引供电系统，在这种情况下，因能量传输只能实现单向流动，且无法控制输出特性，导致车辆制动后产生的能量被制动电阻大量消耗，这样除了会造成能量严重浪费，还会引发其他能耗问题，如隧道环境温度急剧升高，导致环控系统承担高负荷。
因此，针对这部分能量回收与再利用问题，是现阶段相关技术人员研究的重点。
在牵引供电系统中使用双向变流装置，能够在逆变状态下，使再生制动能量进入交流电网，避免直接被制动电阻消耗，以此实现节能降耗的目标；而在整流状态下，能够为车辆提供牵引所需的能量，使直流网压保持稳定。
同时，还能实现无功补偿，对中压电网实施无功补偿，起到提高功率因数的作用。
1牵引供电系统城市轨道交通直流牵引供电系统包括变电所与接触网，负责为车辆输送电能。
在该系统中，主要采用的是整流机组，虽具有成本低和使用成熟的优势，但存在以下缺点：①能量浪费问题比较严重。
该机组仅可以为车辆提供基本能量，再生制动能量将被制动电阻完全消耗，导致能量被严重浪费，并引发隧道环境温度大幅升高，环控系统产生二次耗能的状况；②直流输出电压产生较大波动。
城市轨道交通牵引供电系统
城市轨道交通牵引供电系统简介城市轨道交通牵引供电系统是城市轨道交通运行的重要组成局部，负责向轨道交通车辆提供电力供给。
它不仅直接影响着轨道交通的运营效率和电力消耗情况，还与乘客的乘坐舒适度和平安性息息相关。
本文将介绍城市轨道交通牵引供电系统的根本原理、组成结构以及未来开展趋势。
根本原理城市轨道交通牵引供电系统的根本原理是将电源通过接触网供给给轨道交通车辆。
具体来说，电源会通过接触网上的触网集电装置传送给牵引系统。
牵引系统由主变压器、牵引变流器和牵引电动机组成，负责将电能转换为机械能，驱动轨道交通车辆运行。
组成结构城市轨道交通牵引供电系统由多个组成局部构成，包括接触网、辅助设备和车辆终端设备。
接触网接触网是城市轨道交通牵引供电系统的核心局部，通常安装在轨道上方。
它由导线、吊杆、挂装件等组成，用于提供电力给牵引系统。
接触网一般采用带电架空式供电，即以高架的方式悬挂在轨道上方，通过接触网上的触网集电装置与车辆终端设备连接。
辅助设备城市轨道交通牵引供电系统还包括一系列辅助设备，用于确保供电系统的正常运行。
辅助设备主要包括配电变压器、开关设备、保护和监控装置等。
配电变压器用于将高压电源转换为适合牵引系统使用的低压电源；开关设备用于控制电能的分配和传输；保护和监控装置那么用于监测供电系统的运行状态，及时处理故障和异常情况。
车辆终端设备车辆终端设备是城市轨道交通车辆上的设备，用于接收来自接触网的电能，并将其转换为机械能，驱动车辆行驶。
未来开展趋势随着城市轨道交通的不断开展，牵引供电系统也在不断创新和改良。
以下是一些未来开展趋势：高效能源利用未来的城市轨道交通牵引供电系统将更加注重能源的高效利用。
通过采用先进的能量回收技术，如再生制动系统、能量储存装置等，将能源回收再利用，减少能源的浪费。
无线供电技术无线供电技术有望成为未来城市轨道交通牵引供电系统的重要开展方向。
通过利用无线传输技术，可以不再依赖接触网，实现轨道交通车辆的无线供电，提高供电系统的稳定性和可靠性。
城市轨道交通DC3000V供电系统的方法研究
我 国城 市轨 道 交通 主 要 以地铁 和轻 轨 为主， 其普遍采用了直流供电制式。 《 地铁设 计规 范｝ （ Ｇ Ｂ ５ ０ １ ５ ７ — ２ ０ １ ３ ） 中规定 ， 国内城 市轨道交通 的供 电制式为 Ｄ Ｃ ７ ５ ０ Ｖ 和 Ｄ Ｃ １ ５ ０ ０ Ｖ，受流 方式 为第 三轨 方式 和架 空接触网方式。 其中： Ｄ Ｃ １ ５ ０ ０ Ｖ电压较多的 应用于架空接触 网 ， Ｄ Ｃ ７ ５ ０ Ｖ 电压 较 多 的 应用于接触轨， 此外， 随着技术的不断进步， 接触 轨开始推广 采用钢铝 复合导 电轨技 术 ，并 开 始采 用 Ｄ Ｃ １ ５ ０ ０ Ｖ 电 压 等级 。 Ｄ Ｃ ７ ５ ０ Ｖ和 Ｄ Ｃ １ ５ ０ ０ Ｖ供 电制式 适用 于列 车功率不大 、 供 电半径较小 、 行车密度高 、 车 站距 离小 、 启 动频 繁 的城 市轨 道交 通Ｔ程 。 图 １两组 １ ． ５ Ｋ Ｖ ／ １ ２脉 波 整 流 串联 图 ２ 两 组相 同 １ ． ５ Ｋ Ｖ ／ ２ ４ Ｐ整 流 串 联 随着城市交通拥堵 日益严重 ，我 国城 市 轨 道交 通发 展 将会 继 续 提速 ，选 用 更 高 电压 等级 ＤＣ ３ ０ ０ ０ Ｖ直流供电制式会成为 二 上 ［］［二 厂 ｌ ］ ＿ 种 趋 势 ，相 比较 与 Ｄ Ｃ １ ５ ０ ０和 Ｄ Ｃ ７ ５ ０ Ｖ ｝ ） （ ） Ｌ ） （ｊ 供 电制式 ， Ｄ Ｃ ３ ０ ０ ０ Ｖ供 电制式的供 电距离 二 ｊ 一 更大 ， 单位距离变电站数量更少 ， 牵 引网和 牵引变电所的能耗更低 ，土建工程投资更 低。Ｄ Ｃ ３ ０ ０ ０ Ｖ在国际上是一种成熟的供电 图 ３正负受流轨供电方案 图 ４ 负端受流的城轨动车 电路原理图 制 式 ，在 欧 洲地 区的一 些 国家 的 干线 电气 化铁路已有采用 Ｄ Ｃ ３ ０ Ｏ Ｏ Ｖ供电制式 ， 我国南车南京浦镇车辆有限公司 备相同 ， 那 么它们在钢轨上所产生的电流大小相 同， 相位相反 ， 从而两 钢轨上就没有了电流 ， 也就不存在杂散电流 ； 同 已经具备 Ｄ Ｃ ３ ０ ０ ０ Ｖ车辆生产制造能 ， 向格鲁吉亚生产出ｆ １ 过该电 个 回流电流相互抵消 ， 压等级 的 车辆 。 时， 在两个接触轨上 的电流大小也基本相同， 相位相反 ， 因此它们产生 本 文 提 出 了一 种 将有 的城 市轨 道交 通 Ｄ Ｃ １ ５ ０ ０ Ｖ供 电 系统改 造 为 的磁场也能够部分抵消。所以该方案不仅能有效解决杂散 电流和钢轨 还对电磁干扰能够起到很好的抑制作用。 Ｄ Ｃ ３ ０ ０ ０ Ｖ供 电的一种方法 ， 通过 ２ 组牵引整流机组串联 ， 中点接地 ， 得 电位异常问题 ， 到Ｄ Ｃ ３ Ｏ Ｏ Ｏ Ｖ的供 电电压 ， 由正负接触轨分别 向列车供电 ， 钢轨 回流接 ３车辆高压 电路方案分析 城市轨道交通车辆高压用电主要分为牵引系统用 电和辅助系统用 地， 从而形成正负 Ｄ Ｃ １ ５ ０ ０ Ｖ的双轨受流方式 。 并对牵引变 电所方案 ， 供 电网方案和车辆高压电路方案进行 了分析研究 ，该方案可作为将 电压 电两部分 ， 牵引系统由牵引逆变器将 Ｄ Ｃ １ ５ ０ ０ Ｖ电压逆变成为 Ｖ Ｖ Ｖ Ｆ 变 压 变频 电源 ，对 牵 引 电机进行 供 电 ；辅助 系统 由辅 助 逆变 器将 等级直接提升至 Ｄ Ｃ ３ ０ ０ ０ Ｖ的一个过度方案。 １牵 引变 电所方 案分析 Ｄ Ｃ １ ５ ０ ０ Ｖ电压转 换 成 ３相 Ａ Ｃ ３ ８ ０ Ｖ和 Ｄ Ｃ １ １ ０ Ｖ电压 ， 对辅 助负 载 进行 目前 ， 我 国各大城市所发展的城 市轨ｉ 荷 变通设施 ， 其牵引整流电力 供 电。 牵引系统主要包括牵引变流器 ， 牵引电机和牵引控制系统 。在图 ３ 系统大都采用轴 向双分裂结构变压器的 １ ２脉波或者 ２ ４ 脉波双桥并联 整流电路 ， 其 目的是为了提高直流供电质量 ， 降低 电压脉动， 减少注入 供 电网受流方案中 ，由 ＋ １ ５ ０ ０ Ｖ接触轨受流的车组可以沿用 Ｄ Ｃ １ ５ ０ ０ Ｖ 电压制式的牵引系统设备 ，而 由 一 １ ５ ０ ０ Ｖ接触轨受流的车组则需进行 电网谐波含量， 提高整流变压器效率。 为 了得 到 Ｄ Ｃ ３ ０ ０ ０ Ｖ 的供 电 电压 ： ａ 如 图 １所 示 ，可将 两组 设备调整 ， 将高速断路器（ ＨＳ Ｃ Ｂ ） ， 充电电路（ Ｃ Ｃ１ 、 Ｃ Ｃ ２ 和Ｃ Ｇ Ｒ构成 ） 接 １ ． ５ ｋ Ｖ ／ １ ２ Ｐ脉波整流并联改串联且中点接地， 形成 ２ ４脉波整流。 通过这 至负接触轨端 ； 制动斩波电路 （ Ｂ Ｃ和 Ｂ Ｒ ） 、 变频器（ ｖ ｖ ｖ ｒ ） 均正端接钢 负端接受流轨。图 ４ 为负端受流的城轨动车牵引系统电路原理图。 样的改造 ， 可以最简单有效的将电压等级提高至 Ｄ Ｃ ３ ０ ０ ０ Ｖ ｏ ｂ ． 如图 ２ 所 轨 ， 结束语 示 ，将 两 组 相 同 １ ． ５ Ｋ Ｖ ／ ２ ４ Ｐ脉波 整 流 串联 可将 电压 等级 提 升 至 Ｄ Ｃ ３ ０ ０ ０ Ｖ牵引供电制式在我我国还未有工程应用的实例 ，对于城 Ｄ Ｃ ３ ０ ０ ０ Ｖ ， 这样改造的牵引整流器较为复杂 ， 适合容量需求较大的线路， 轨 交 通领 域 而言还 是 一项 全新 的技 术 ， 本文 提 出 的基 于 现有 Ｄ Ｃ １ ５ ０ ０ Ｖ 且能够有效抑制电压不平衡 昕产生的中点飘逸。 系统改造 的 Ｄ Ｃ ３ ０ ０ ０ Ｖ供 电系统为城市轨道交通牵引供电制式的选择 ２ 供 电网方 案分 析 牵变电所供电电压增高， 不仅可以增加牵引变电所的供电距离 ， 减 提供了—个新的思路 ，其 中具体方案 的实际应用还有待进一步深入研 小 输 电线截 面积 来减 少投 资 和运 营成本 ，且 可 以满 足较 大功 率 负载供 究 。 参考 文献 电和提高机车速度 ， 但是电压等级的提高也会带来许多问题 ， 比如绝缘 等级需 要相 应提 高 。 【 １ 】 高勇． 城 市轨道 交通直流牵引供 电系统接地方案研 究ｌ Ｄ １ ． 重庆： 西南交 ２ ０ １ ５ ． 通过多牵引变压器进行中点接地 ， 是系统双线供 电， 在不改变系统 通 大学 ， 结构的睛况下 ， 增大了输 出电压等级。如图 ３所示 ， 将牵引变压器 中点 １ ２ １ 吴昊． 城市轨道列车电力牵引系统设计及仿真『 Ｄ 】 ． 重庆 ： 西南交通大学， ５ 接地 ， 系 统通 过 ＋ １ ５ ０ ０ Ｖ和 一 １ ５ ０ ０ Ｖ受流 轨 给机 车 分别 供 电 ， 同时 经 钢 ２０１ 轨 回流接地。 忽略正负受流轨电压不ｘ ｔ ， ｇ， 如果正负受流轨所负载的设
城市轨道交通供电系统及电力技术分析
城市轨道交通供电系统及电力技术分析【摘要】本文通过对城市轨道交通供电系统及电力技术的分析，探讨了其在城市轨道交通发展中的重要性和作用。
首先介绍了城市轨道交通的现状和研究背景，然后详细描述了城市轨道交通供电系统的组成与作用，以及现有的电力技术应用情况。
接着分析了供电系统存在的问题与挑战，并探讨了电力技术在城市轨道交通中的应用前景。
最后对城市轨道交通供电系统及电力技术的未来发展趋势和对城市轨道交通可持续发展的影响进行了总结和展望。
通过本文的研究，可以为城市轨道交通领域的发展提供技术支持和决策参考，推动城市轨道交通的可持续发展。
【关键词】城市轨道交通、供电系统、电力技术、发展现状、问题、挑战、应用、发展趋势、未来方向、可持续发展1. 引言1.1 城市轨道交通供电系统及电力技术分析的重要性城市轨道交通供电系统及电力技术分析的重要性在城市轨道交通系统中，供电系统是不可或缺的重要组成部分。
供电系统的稳定性和效率直接影响到城市轨道交通的正常运行和安全性。
通过对城市轨道交通供电系统及电力技术的分析，可以更好地了解这些系统的结构和运行机理，帮助运营管理者更好地指导和监控城市轨道交通系统的运行。
通过对电力技术的分析和研究，可以不断提高城市轨道交通系统的能效和可靠性，降低能源消耗和运营成本，促进城市轨道交通系统的可持续发展。
深入研究城市轨道交通供电系统及电力技术，对于提升城市轨道交通系统的运行效率、改善城市交通运输环境，具有非常重要的意义。
1.2 城市轨道交通发展现状随着城市化进程的加快和交通需求的增长，城市轨道交通系统在各大城市中扮演着越来越重要的角色。
目前，世界各地的城市都在积极建设和完善城市轨道交通网络，以提高城市交通效率，缓解交通拥堵，改善环境质量。
在中国，城市轨道交通的发展也取得了明显的成就。
据统计，截至2020年底，全国共有40个城市拥有城市轨道交通系统，运营里程超过8000公里，成为世界上轨道交通发展最快的国家之一。
城市轨道交通牵引供电系统分析
城市轨道交通牵引供电系统分析摘要：近年来，轨道交通的运输规模不断增加，给人们的出行带来更加便捷体验的同时，也引起了很多人的担忧。
因为交通运输规模的增加必然会导致车辆流动量的增加，这也给城市轨道交通牵引供电系统带来了全新的挑战。
这需要不断引进新的技术，不断消化吸收，努力进行创新和再创新，同时对轨道交通建设的标准与质量的认识也不断提高，所以对于其关键技术进行研究是有必要的。
关键词：城市；轨道交通；牵引供电系统1地铁车辆供电系统构成为了保证地铁的顺利运营，我们必须做好地铁供电系统的运行工作。
其关键作用是为地铁及其电气设备供电。
在地铁供电系统中，关键可分为高压电源供电和地铁内部结构供电。
高压电源可以立即应用于市政工程的用电。
在供电的情况下，一般采用混合供电方式、分散供电方式和集中供电方式。
地铁内部结构的供电分为照明供电和牵引供电。
牵引供电的目的是将高压交流电源转换为地铁运营所需的直流稳压电源。
然后根据同轴电缆将其发送到地铁-轨道交通接触网，地铁在用电过程中会立即从轨道交通接触网获得必要的用电。
在地铁照明灯具供电系统中，不仅需要给照明灯具供电，还需要给离心泵和离心风机供电。
该供电系统主要由电源线及其降压配电设备组成。
2牵引供电系统的关键技术2.1 双向变流装置双向变流装置通常由交流开关柜、变压器柜、双向变流器柜、直流开关柜和负极柜组成，整体接线方案与现有二极管整流机组的相一致。
其交流侧通过35kV开关柜被接于牵引变电所内的35 kV母线段；直流侧正极通过1500V直流开关柜被接于牵引变电所内的直流母线段正极，负极仍保留直流控制柜内的隔离开关，且被接于牵引变电所内的直流母线段负极。
传统二极管整流机组牵引供电方式中直流侧短路保护主要依赖直流进线柜和直流馈线柜的保护设施。
直流进线柜保护包含大电流脱扣保护和逆流保护；直流馈线柜保护包含大电流脱扣保护、ΔI保护、di/dt保护、过电流保护和双边联跳保护，各种保护相互配合，从而实现牵引网近、中、远端短路的全范围保护。
轨道交通双向变流式牵引供电系统研究
1.3
系统网络结构及监控平台
工业计算机监控平台所发出的控制命令由以太
网传输到每个 PWM 整流器单元，同时通过以太网向
计算机传输每个 PWM 整流器单元所采集的数字信
号与模拟量，采用计算机监控平台内的对应软件及
时处理与呈现 [22-24] ，系统的网络结构如图 4 所示。
的有效降低，并且电流谐波含量降低的效果会随着
[16]
此技术中并联单元数量的增多而提升 。
2）降低谐波机理
以并联两个 PWM 整流器单元为例，降低 C 相电
图2
错时矢量调制技术原理图
参考电网电压过零点，以特定时间 Ts/M 分别错
开 M 个整流器单元采样点，每个单元依旧以传统两
电 平 PWM 整 流 器 矢 量 调 制 方 式 为 依 据 实 行 控 制 。
矢量调制技术是 ISVM 技术的根本，ISVM 技术通过
图4
数个单元彼此间的配合实现系统整体电流谐波含量
摘要：针对不同运行情况下电流谐波效果不显著、电压与电流不稳定，且双向流动浪费能源的问
题，提出一种轨道交通双向变流式牵引供电系统。设计包含数个三相电压型 PWM 整流器单元并
联的双边供电系统主电路结构，单 PWM 整流器单元控制策略引入电流前馈解耦控制算法，去除三
相电流彼此间的耦合，实现对整流器单元各相电流的单独控制。多 PWM 整流器单元并联控制策
关键词：轨道交通；双向变流；牵引供电；错时矢量调制；谐波含量
中图分类号：TM464
文献标识码：A
DOI：10.14022/j.issn1674-6236.2021.09.017
文章编号：1674-6236（2021）09-0080-05
城市轨道交通牵引供电及电力技术分析
城市轨道交通牵引供电及电力技术分析摘要：城市轨道交通是一种新型的交通方式，得到了更多的应用。
在城市轨道交通牵引供电系统中，包含着直流供电以及交流供电两种。
通过使用基于接触网的供电网络技术、基于第三轨的供电技术等电力技术，使城市交通牵引供电系统的运行更加安全，耗能更低，电能传输的效率更高。
关键词：城市轨道交通；牵引供电；电力技术1城市轨道交通牵引供电系统分析1.1城市轨道交通牵引交流供电系统与城市轨道交通牵引直流供电系统不同，城市轨道交通牵引交流供电系统在搭建中使用的是单向连接的方式。
将两台变压器同时安装在变电站内，并使用双绕组的单项变压。
这样的搭建方式能够使得整个结构呈现出开口的三角形。
低压端口位于接地一侧，高压端口在电网接入端，其他的端口则要与牵引母线进行连接。
在进行城市轨道交通牵引交流供电系统的建设中，降压系统要设置在供电系统的终端以及线路的区间，这样的设置能够为城市轨道交通牵引交流供电系统的正常运行提供保障，尤其是对于线路中的照明系统的工作进行了更好的保护。
城市轨道交通牵引交流供电系统系统上的设备都要具有较强的耐磨性，使得供电系统能够更好的抵御运行中较大的瞬间接触压力。
1.2直流制牵引供电就我国目前阶段的供电方式来说，大部分的城市为了保障为人们的日常工作和生活提供稳定的电流和电压，都会在城市的变电站、牵引网、接触网的安置和运行过程中，采取1500V 直流电的供电方式。
而双轨道交通牵引作为一种对用电需求更高的城市轨道交通方式，需要在实际的运行过程中采取两边都供电的模式，这一模式的采用是为了防止当一边的供电系统出现故障时，另一边的供电系统能够接替进行工作，从而保障城市轨道交通的正常运行，不会造成城市交通故障，对使用者也是一种保障。
此外，还会辅助以直流牵引供电网的保护，借助杂散电流的保护方法，将使用的电能、电压、电能等均匀地分配到每一个运输网络，从而保证每一个用电器都能够保持正常的工作，而且对于长距离的运输线路来说，也具有一定的保障作用，不会由于线路过长而出现故障。
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O
ωt
1234 567 89
时间段2：此时间段A相电位最高，C相
因D4导通，B相电压最低，且加到D2、D6的阳 极，故D2、D6截止；，因D1导通，A相电压最 高，且加到D3、D5的阴极，故D3、D5截止
第一章 电力牵引供电系统概述
• 工频单相交流制式：
既保留交流制可以升高供屯电压的长处，又仍旧采用 直流串激电动机作为牵引电动机的优点，在电力机车上装 设降压变压器和大功率整流设备，它们将高压电源降压， 再整流成适合直流牵引电功机应用的低压寅流电．电动机 的调压调速可以通过改变降压受压器的抽头或可控制整流 装置电压来达到。
第一章 电力牵引供电系统概述
电网向牵引变电所供电形式：
✓ 双边供电接线
由两个主降压变电站向沿线牵引变电所供电，通往牵引变电所的输电线都 经过其母线联接，为了增加供电的可靠性．用双路输电线供电，而每路按 输送功率计算。这种接线可靠性稍低于环行供电。当引入线数目较多时， 开关设备多，投资增加。城市轨道交通牵引供电系统研究
✓ 启动加速性能：启动力矩大，加速平稳 ✓ 动力设备容量利用充分 ✓ 调速性能：速度调节容易实现，能量损耗小
• 满足上述条件：直流串激（串励）电动机
直流电动机工作原理与结构
励磁绕组和电枢绕组的联接方式
城市轨道交通牵引供电系统研究
第一章 电力牵引供电系统概述
• 直流串励电动机缺点：
通过串联电阻调速，原理简单，供电系统电压损失和能 量消耗较大
第一章 电力牵引供电系统概述
直流牵引变电所功能：将交流进线电压通过整
流变压器，然后经整流器将交流电变成直流电供 电动车辆直流牵引电动机使用。
最简单单相半波整流
城市轨道交通牵引供电系统研究
第一章 电力牵引供电系统概述
单相半波整流：
城市轨道交通牵引供电系统研究
第一章 电力牵引供电系统概述
单相全波整流：
供电系统向电动车辆或电力机车供电所采用的电流或电压 制式，包括直流/交流制、电压等级、交流电频率、交流 制中单相/三相等问题。
• 工频单相交流电
50Hz的单相交流电，电压220V ，周期是0.02
• 单相交流电和三相交流电
城市轨道交通牵引供电系统研究
第一章 电力牵引供电系统概述
• 电力牵引系统性能要求：
城市轨道交通牵引供电系统研究
第一章 电力牵引供电系统概述
三相半波整流：
120
三个二极管轮流导通，导通角均为 180°，脉动性减小 城市轨道交通牵引供电系统研究
第一章 电力牵引供电系统概述
三相全波整流：
u2
ABC
O
ωt
P iO
T
uA u2
D1 D3 D5
A
uB
uC
B
uO RL
C
N
D2 D4 D6
M
当今世界电气化铁路应用较晋遍的牵引供电制式
城市轨道交通牵引供电系统研究
第一章 电力牵引供电系统概述
• 城市轨道交通牵引制式：直流供电制式
城市轨道机车功率不大，供电半径小，城市之间运营 供电电压不能太高，以确保安全。
我国国标规定采用750V 和1500V直流供电两种制式 一般大运量的轨道交通系统，采用DC1500V电压和架 空接触网馈电，中运量的系统采用DC750V和接触轨馈电 方式。
城市轨道交通牵引供电系统研究
第一章 电力牵引供电系统概述
上海地铁一号线供电系统实例：
城市轨道交通牵引供电系统研究
第一章 电力牵引供电系统概述
• 电力牵引的制式 • 电力牵引供电系统的组成 • 向牵引变电所供电的接线图 • 直流牵引变电所的整流装置 • 电力牵引轨道沿线的迷流腐蚀与保护
城市轨道交通牵引供电系统研究
第一章 电力牵引供电系统概述
电网向牵引变电所供电形式：
✓ 单边供电接线
城市轨道交通牵引供电系统研究
第一章 电力牵引供电系统概述
电网向牵引变电所供电形式：
✓ 辐射形供电接线
每个牵引变电所用两路独立输电线与主降压变电站联接。这种接线方式适 合于轨道线路成弧形的情况。这种接线简单，但当主降压变电所停电时， 将全线停电。
• 低频单相交流制式：
低频单相交流制在德国、瑞典、瑞士等国得到发展， 这种电流制接触网电压一般为 15000伏,在电力机车上降 压,使用单相整流子牵引电动机。
采用低频的主要原因是整流子牵引电动机换向困难， 不适宜于在工频运转。
单相整流子牵引电动机不如直流牵引电动机构造简单 和容易维护。
城市轨道交通牵引供电系统研究
城市轨道交通牵引供电系统研究
城市轨道交通牵引供电系统研究第章 电力牵引供电系统概述• 电力牵引的制式 • 电力牵引供电系统的组成 • 向牵引变电所供电的接线图 • 直流牵引变电所的整流装置 • 电力牵引轨道沿线的迷流腐蚀与保护
城市轨道交通牵引供电系统研究
第一章 电力牵引供电系统概述
• 电力牵引的制式概念：
uO
11 33 55 11 33 5 5 466224 46 622 4
时间段1：此时间段A相电位最高，B相电位最 低，因此跨接在A相B相间的二极管D1、D4导 导 电 二 极 管 编 号 电。电流从A相流出，经D1，负载电阻，D4， 回到B相，见图中红色箭头指示的路径。此段时 间内其他四个二极管均承受反向电压而截止，
城市轨道交通牵引供电系统研究
第一章 电力牵引供电系统概述
• 电力牵引的制式 • 电力牵引供电系统的组成 • 向牵引变电所供电的接线图 • 直流牵引变电所的整流装置 • 电力牵引轨道沿线的迷流腐蚀与保护
城市轨道交通牵引供电系统研究
第一章 电力牵引供电系统概述
• 城市轨道交通电力牵引供电系统组成
城市轨道交通牵引供电系统研究
第一章 电力牵引供电系统概述
• 组成统一的电力系统的优点
✓ 充分利用动力资源 ✓ 减少燃料运输 ✓ 提高供电可靠性 ✓ 提高发电效率
城市轨道交通牵引供电系统研究
第一章 电力牵引供电系统概述
• 电力牵引的制式 • 电力牵引供电系统的组成 • 向牵引变电所供电的接线图 • 直流牵引变电所的整流装置 • 电力牵引轨道沿线的迷流腐蚀与保护
城市轨道交通牵引供电系统研究
第一章 电力牵引供电系统概述
电网向牵引变电所供电形式：
✓ 环形供电接线
由两个或两个以上主降压变电站和所有的牵引变电所用输电线联成一个环 行。环行供电是很可靠的供电线路，因为在这种情况下，一路输电线和一个 主降压变电站同时停止工作时，只要其母线仍保持通电，就不致中断任何一 个牵引变电所的正常供电。但城市其轨投道交资通较牵引大供。电系统研究