牵引供电系统简介
牵引供电系统
牵引供电系统第一章牵引变电一次设备一、概述1、什么叫牵引供电系统?牵引供电系统由哪几部分组成?铁路从地方引入110kv电源，通过牵引变电所降压至27.5kv送至电力机车的整个系统叫牵引供电系统。
牵引供电系统由以下几部分组成:地方变电站、110kv输电线、牵引变电所、27.5kv馈电线、接触网、电力机车、轨回流线、地回流线。
2、牵引供电系统的供电方式有哪几种?有以下三种: 直供方式---以钢轨与大地为回流；BT方式---电流通过吸流变压器与回流线再返回变电所，限制对通信线路的干扰；AT方式---利用自耦变压器对接触网供电，以减少对通信线路的干扰。
3、什么叫牵引网?通常将接触网、钢轨回路(包括大地)、馈电线和回流线组成的供电网称为牵引网。
4、牵引变电所的作用是什么?牵引变电所从地方引入110kv高压，通过牵引变压器降至适合电力机车运行的27.5kv 电压，送至接触网，供给电力机车运行。
其作用是接受、分配、输送电能。
5、牵引变电一次设备包括什么?牵引变电一次设备由以下几部分组成:牵引变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、母线、避雷器、电抗器、电容器、接地装置等。
6、牵引变电所有哪几个电压等级?交流:110kv, 27.5kv, 10kv ,380v ,220v ,110v直流:220v(110v)7、牵引变电所对接触网的供电方式有哪几种?牵引变电所对接触网的供电有两种方式:单边供电和双边供电。
接触网通常在相邻两牵引变电所的中央断开，将两牵引变电所间两个供电臂的接触网分为两个供电分区。
每以供电分区的接触网只能从一端的牵引变电所获得电能，称为单边供电。
如果在中央断开处设开关设备时可将两供电分区连通，此处称为分区亭。
将分区亭的断路器闭合，则相邻牵引变电所间的两个接触网供电分区可同时从两变电所获得电能，此方式称为双边供电。
8、牵引变电所一次接线方式有哪几种?牵引变电所一次接线主要有桥式接线和双T型接线两种。
牵引供电系统及接触网介绍
限位定位装置（定位管、定位底座、铝合金槽型或矩形定位器 及定位线夹等）
特殊定位器、软定位器等
牵引供电系统及接触网介绍
支柱（按材质分类）
预应力钢筋混凝土支柱（横腹杆式、环形等径式）
钢柱（圆钢、H型钢、角钢格构式）
谢谢大家！
单相变压器
馈电线 27.5KV
牵引供电系统及接触网介绍
27.5kV母线 隔离开关
隔离开关 控制手柄
27.5kV真 空断路器
牵引供电系统及接触网介绍
27.5kV馈电线 与接触网相接
牵引供电系统及接触网介绍
馈线与接 触网相连
牵引供电系统及接触网介绍
露天设置的
特殊输电线. 单一、没有 备用. 电力机车的 受电弓与其 滑动接触. 负载是移动 和变化的.
牵引供电系统及接触网介绍
跨距
接触网支柱沿铁路线路分布时，线路同侧支柱中心至 另一支柱中心的距离。
支柱侧面限界
支柱内侧缘距铁路线路中心的距离。新建电 气化铁路考虑大型养路机械作业，一般不小于3.1米。 电分段 在同一相供电的不同场区、股道间，为方便、灵活 地供电而设置的绝缘设备。 电分相 在变电所出口和不同变电所供电的连接处（供电臂 末端），为隔离不同相或不同变电所电源供电而设置的绝缘 设备。
一般采用铜、铜合金（银铜、镁铜、锡铜）和钢 铝（已淘汰）三种材质。正线选用截面积120（150）平方毫 米，站线选用截面积85平方毫米。 承力所 一般采用铜、铜合金（银铜、镁铜）和钢铝三种 材质制作的19股绞线，正线选用截面积95或120平方毫米 （铜、铜合金），185平方毫米（钢铝）。站线选用截面积 70平方毫米。 接触线高度 接触线距钢轨顶面的高度。《技规》规定：接 触线距钢轨顶面的高度不超过6500mm；在区间和中间站，不 小于5700mm（旧线改造不小于5330mm);在编组站、区段站和 个别较大的中间站战场，不小6200mm;站场和区间宜取一致； 双层集装箱运输的线路，不小于6330mm（兰州枢纽6450mm， 隧道内不小于6350mm）。
铁路供电系统介绍
一次设备介绍
牵引变压器
牵引变压器是将三相电力系统的电能传输给二个各自带负载的单相牵引线 路。二个单相牵引线路分别给上下行机车供电。在理想的情况下，二个单相 负载相同。所以，牵引变压器就是用作三相变二相的变压器。 根据变压器绕组数量及接线方式，主要有： （1）单相变压器 （2）平衡变压器 （3）YN，d11变压器 （4）V/V变压器 （5） V/X变压器 （6）SCOTT变压器
不同运行状态下具有明显差异的电气量有：流过电力元件的相电流、序 电流、功率及其方向；元件的运行相电压幅值、序电压幅值；元件的电压与 电流的比值即“测量阻抗”等。 第二步： 通过比较，保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最 后确定是否应该使断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执 行输出部分。 第三步：执行输出元件根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳 闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。
（二）牵引供电系统简介
1 2
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G1 2
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牵引供电系统示意图
1—区域变电所或发电厂；2—高压输电线；3—牵引变电所； 4—馈电线；5—接触网；6—钢轨；7—回流线； 8—分区所；9—电力机车；10—开闭所
（二）牵引供电系统简介
牵引所亭分类 （1）牵引变电所 （2）分区所 （3）开闭所 （4）AT所
进线1
进线2
1QF
2QF
7QF
3QF
4QF
5QF
6QF
8QF
(4)AT所
采用AT供电方式时，在沿线间隔10km左右设置一个自耦变压器站（AT所）
1AT
2AT
接JD
接JD
牵引供电系统名词解释
牵引供电系统名词解释
牵引供电系统是指为城市轨道交通、铁路、有轨电车等交通运输工具提供动力能源的电气系统。
它的主要功能是向行驶中的车辆提供电力，使其具有牵引和制动能力，同时也为车辆提供辅助电源。
在牵引供电系统中，电源为交流或直流电源，通过接触网、第三轨等设备向车辆传输电能。
牵引供电系统通常包括以下主要组成部分：
1.接触网：接触网是铁路牵引供电系统的主要组成部分，它用于提供电力给行驶中的列车。
接触网一般由钢轨、导线和支架组成，通过支架固定在正常的高度和位置。
2.集电装置：集电装置是车辆与接触网之间传递电能的设备，它通过对接触网的接触，将电能传输到车辆上。
3.变电所：变电所是牵引供电系统的电源设备，它将电网输送的高压电流转换为适合运输工具使用的低压电流，并将其输送到接触网上。
4.牵引变流器：牵引变流器是一种用于控制电力输出的电气设备，它将接收到的电能转换为适合电动车辆使用的电流和电压。
5.辅助电源：辅助电源是为车辆提供照明、空调、信号等设备供电的电源，也可以为车辆的启动和停车提供电能。
在牵引供电系统中，各个组成部分之间的协调和运行非常重要，它们共同保证了交通运输工具的牵引和制动能力，保障了交通运输的安全和稳定。
牵引供电系统简介
牵引供电系统简介：将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电气化铁路的供电系统，又称牵引供电系统，主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。
牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV（或220kV）降到27.5kV，经馈电线将电能送至接触网；接触网沿铁路上空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。
牵引变电所所在地的接触网设有分相绝缘装置，两相邻牵引变电所之间设有分区亭，接触网在此也相应设有分相绝缘装置。
牵引变电所至分区亭之间的接触网（含馈电线）称供电臂。
牵引供电回路是由牵引变电所——馈电线——接触网——电力机车——钢轨——回流联接——（牵引变电所）接地网组成的闭合回路，其中流通的电流称牵引电流，闭合或断开牵引供电回路会产生强烈的电弧，处理不当会造成严重的后果。
通常将接触网、钢轨回路（包括大地）、馈电线和回流线统称为牵引网。
牵引供电设备的检修运行由供电段负责，牵引供电系统的运行调度则由供电调度负责。
供电调度通常设在铁路局调度所。
牵引供电系统供电示意图如下所示：二、牵引变电所、分区所、开闭所牵引变电所：牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降低，同时以单相方式馈出。
降低电压是由牵引变压器来实现的，将三相变为单相是通过变电所的电气接线来达到的。
牵引变压器（主变）是一种特殊电压等级的电力变压器，应满足牵引负荷变化剧烈、外部短路频繁的要求，是牵引变电所的“心脏”。
我国牵引变压器采用三相、三相——二相和单相三种类型，因而牵引变电所也分为三相、三相——二相和单相三类。
随着技术水平的提高，我国干线电气化铁路已推广使用集中监视及控制的远动系统，牵引变电所将逐步实现无人值班，直接由供电调度实行遥控运行。
分区所：分区所设置在两个变电所中间，作用有三：提高供电质量、供电分段、越区供电。
•开闭所：一般设置在大型站场附近，进线由变电所或接触网引入，由开关馈出多个供电线路向多个供电设备供电。
作用是增强供电的灵活性，便于供电设备的运行及检修，便于行车组织，缩小供电事故及故障范围。
牵引供电系统介绍
一、牵引供电系统组成：
满足牵引供电系统基本要求所采取措施：
（1）牵引变电所进线采用两路电源供电（两路电源引自不 同的电力变电所或同一变电所的两个不同母线），进线 系统采用带跨条的供电方式，主变采用一主一备， 27.5KV（55KV）采用母线分段，馈线采用主备供电 方式（50%或100%备用）等。
（2）采用补偿装置（固定或动态补偿），采用AT供电方 式等。高铁对供电电压的要求：接触网的标称电压为 25KV、长期最高电压为27.5KV、瞬时（5分钟）最高 电压为29KV,设计最低电压为20KV。普速对供电电压 的要求：最高工作电压为27.5KV、瞬时最大值为 29KV, 最低工作电压为20KV、非正常情况下，不得低 于19KV。
二、牵引供电回流方式
以上供电方式的回流线均不直接接钢轨，全部通过扼流 变压器接钢轨。回流线N与保护线PW的区别。
1.直接供电方式回流：所内接地。
二、牵引供电回流方式
AT供电方式（55KV）：通过放电器接地。
二、牵引供电回流方式
AT供电方式（2X27.5KV）,可转换为直供电方式 （TRNF）:所内、接触网端均接地。
二、牵引变电设备－断路器
主要介绍断路器结构形式：单相、二相、三相、 单相：一台操作机构控制一台高压单极 二相：分机械联动（55KV及220KV等级需求较少）和电
气联动。机构联动：一台操作机构通过传动连杆带动二 极同时动作。电气联动：每个单极配备一台操作机构， 通过一套电气控制回路带动二极同时动作。电气联动断 路器：二极间同步问题、分合闸时间问题、与保护装置 间的接口问题 三相：同二相
满足牵引供电系统基本要求所采取措施：
（3）采用补偿装置（固定式或动态补偿方式），提高 机车功率因数（如动车、各谐机车）。 （4）采用Scott、平衡变压器等。 （5）采用直供加回流、AT供电方式等（目前通信方式 基本采用光纤通信，对通信信号的干扰相对减少）
牵引供电系统简介PPT课件
连接牵引变电所和接触网的导线
• 接触网
沿线路露天敷设，通过和受电弓的滑动接触把电能输送给电力机 车的供电设施。由接触线、承力索以及支持、悬挂和定位等装置组成。 从牵引网角度关注的是接触线、承力索和加强线等载流导线。
• 牵引变电所
拓扑结构三相不对称； 变压器接线特殊。
.
牵引供电系统主要技术问通信干扰
• 变电所两侧的牵引网区段被称作供电臂。 • 变电所的主要设备
牵引变压器（有多种接线方式） 断路器（SF6、真空、少油、油断路器），隔离开关 避雷器、避雷针 电压互感器、电流互感器 二次设备（控制、保护、测量、计量、监视和电源设备） 无功补偿装置、调压装置
.
牵引网（Traction Network）
（1）直接供电方式（T-R方式, Trolley-Rail）
T R
结构简单，投资少，维护费用低； 一部分电流从大地回流，对邻近通信线干扰大。
.
（2）吸流变压器供电方式（BT方式）
吸流变压器 Booster Transformer
F T
Us
I
R
• 防干扰效果好； • 牵引网阻抗偏大； • 电力机车过BT时，易产生电弧； • 由于是串联系统，可靠性较低。
.
（5）同轴电缆供电方式（CC方式）
同轴电缆 Coaxial Cable
T Us
R CC
• 防干扰效果好，占用空间小； • 牵引网阻抗小； • 投资大
.
1.5 牵引供电系统的特点及主要问题
• 负荷特点
移动性，变化剧烈，非线性，单相； 电流回路不可靠，存在薄弱环节（弓网受流）
牵引供电SCADA系统概述
遥调是指 调度所直 接对被控 站某些设 备的工作 状态和参 数的调整
遥测是将 被控站的 某些运行 参数传送 给调度所
遥信是将 被控站的 设备状态 信号远距 离传给调 度所
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兰州交通大学自动化与电气工程学院
LANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY
一、牵引供电SCADA系统概述
精选课件
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兰州交通大学自动化与电气工程学院
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一、牵引供电SCADA系统概述
WINDOWS操作系统 UNIX操作系统
实时多任务操作系统
兰州交通大学自动化与电气工程学院 LANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY
精选课件
操作系统
14
一、牵引供电SCADA系统概述
监视的站称为被控站，被控站完成远动系统的数据 采集、预处理，发送接收及输出执行等功能； 信道：远动信息传输的介质（通路）称为信道，可分 为有线信道及无线信道。
精选课件
4
兰州交通大学自动化与电气工程学院
LANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY
一、牵引供电SCADA系统概述
SCADA信息的传输
用计算机和人机联接 专用计算机的系统,它 提高了主计算机的工 作负荷能力。
精选课件
21
兰州交通大学自动化与电气工程学院
LANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY
二、牵引供电SCADA系统调度端
双机系统
双机系统通常由两台完全相同的主机及外设。 平时一台计算机承担在线功能，另一台处于热备用 状态。当在线机故障时，自动进行切换，由备用机 承担主要任务。
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牵引供电系统简介
一、系统功能
牵引供电系统的主要功能是：将地方电力系统的电源（交流电气化铁路：AC110 kV或AC220kV，城市轨道交通：中心变电所AC220kV 或ACIIOkV ~AC35 kV环网）引入牵引
供电系统的牵引变电所，通过牵引变压器变压为适合电力机车运行的电压制式（交流电气化铁路：AC25kV 或AC2 X25kV，城市轨道交通：DC750V、DC1500V 或DC3000V ），向电力机车提供连续电能。
电力牵引负荷为一级负荷，弓I入牵引变电所的外部电源应为两回独力可靠的电源，并互为热备用，能够实现自动切换。
交流电气化铁路及城市轨道交通牵引供电系统简图分别如图 1.1和图1.2所示。
几；.I -
I j
图1.2 城市轨道交通牵引供电系统
二、牵引网供电方式
1.交流电气化铁路
交流电气化铁路牵引网供电方式大体上可分为三种：直接供电方式（包括带回流线的直接供电方式）、BT供电方式和AT供电方式。
（1）直接供电方式
直接供电方式又可分为不带回流线直接供电方式（图2.1）和带回流线的直接供电方式（图
2.2）两种。
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图2.1 不带回流线的直接供电方式
图2.2 带回流线的直接供电方式
不带回流线的直接供电方式在我国早期的电气化铁路中采用，机车电流完全通过钢轨和
大地流回牵引变电所，牵引网本身不具备防干扰功能。
在接地方面，每根支柱需单独接地（设接地极或通过火花间隙），或者通过架空地线实现集中接地（架空地线不与信号扼流圈中性点连接）。
带回流线的直接供电方式，机车电流一部分通过钢轨和大地流回牵引变电所（约70%），
其余通过回流线流回牵引变电所（约30% ）。
由于流经接触网的电流和流经回流线的电流虽
然大小不等，单方向相反，且安装高度比较接近，两者对铁路沿线通讯设施的电磁干扰影响趋于抵消，因此牵引网本身具备防干扰功能。
在接地方面，接触网支柱通过回流线实现集中
接地，回流线每隔一个闭塞分区通过吸上线（铝芯或铜芯电缆，常用VLV-70和2XVLV-150 ）
与信号扼流圈中性点连接（吸上线间距3〜4km ）
（2）BT供电方式
BT （Boost Transformer ）供电方式又称吸流变压器供电方式，也是在我国早期电气化
铁路中有采用，其主要目的是为了提高牵引网防干扰能力，但随着通讯线路电缆化和光缆化，
防干扰矛盾越来越不突出，其生命力也已大大降低，该种供电方式目前已经基本不采用。
如图2.3所示，吸流变压器为1:1的单卷变压器，其原边串入接触网中（在绝缘锚段关节处），次边串入回流线中，吸流变压器的间隔为3〜4km，在两个吸流变压器的中间设有吸上线，
用于将钢轨中的牵引电流吸入回流线。
机车所处的BT间隔内存在“半段效应”即在该BT段
内接触网与回流线中的电流并不相等，防干扰效果并不明显，而在其余BT段内两者的电流
大小相等，方向相反，防干扰效果非常明显。
但是，由于BT变压器自身存在较大的阻抗，且安装密度较大，其在牵引网中引起的电
压将也较大。
因此，在同等条件下，BT供电方式变电所间距小于其它供电方式，且每3
4km在接触网内存在断口，断口两端因BT自阻抗而存在一定的电压差，机车通过该断口时可能会产生电火花，导致接触网的使用寿命缩短。
图2.3 BT供电方式
（3）AT供电方式
AT （Auto-Transformer ）供电方式又称自藕变压器供电方式，相对于其它供电方式而
言，AT供电方式具有更好的防干扰效果和更大的供电潜力，特别适合于高速和重载铁路。
如图2.4所示，牵引变电所主变压器二次侧土25KV端子分别接于接触网和正馈线，二次侧线圈中点接于钢轨。
每隔10〜15公里，将自藕变压器（ATI、AT2…）并入接触网和正馈
线之间，自藕变压器中点与钢轨相连接。
另外，上下行各架设有一根与钢轨并联（通过扼流
圈）的保护线，用于接触网或正馈线的闪络保护接地。
自藕变压器实为单绕组变压器，该绕组设有中心抽头。
理论上讲，除了机车所在的AT段（该AT段存在“半段效应”以外，其余
AT段内流经接触网中和正馈线中的电流大小相等，方向相反，且电流大小仅为机车电流之半。
在钢轨和保护线之间每隔3〜4km设有吸上线。
2.城市轨道交通
城市轨道交通接触网一般采用直流供电，接触网为正极，钢轨为负极，机车从相邻两变电所取电，即采用双边供电方式（交流电气化铁路一般为单边供电）。
如图2.5所示，机车所需的电流分别来自两相邻变电所。
■1 -
:nr. A ■a
J-■- ■■
—
图2.5 直流双边供电方式
牵引供电设施功能及分布
1.交流电气化铁路
交流电气化铁路牵引供电设施一般由以下几部分组成：
带回流线的直接供电方式。
如图 3.1所示，牵引供电设施由变电所、分区所、开闭
所（分区所兼开闭所）构成。
变电所间距一般为40〜60km （视负荷大小而定），变电所至
相邻分区所之间的供电范围称为一个供电臂，每变电所有左右两个供电臂（终端变电所除外）。
正常运行时，一个供电臂的上下行接触网在首端（变电所）和末端（分区所）均是并联的（上下行供电线引自所内同一母线）。
图3.1直接供电方式牵引供电设施分布示意图
AT供电方式。
如图3.2所示，牵引供电设施由变电所、分区所、AT所、开闭所（分区所兼开闭所、AT所兼开闭所）。
变电所间距一般为50〜80km （视负荷大小而定），变电所和分区所之间设有1个或2个AT所（视供电臂长度而定，AT间距一般为10〜15km ）。
一个供电臂被AT分为若干个供电区段，从变电所往分区所方向，这些供电区段依次称为第1、第2、第3AT段。
各AT段中流经接触网和正馈线的电流大小与列车所在的位置有关，一般来说，第
1AT段中接触网与正馈线中电流均较其它AT段大（且接触网中电流大于正
馈线中电流），因此，第1AT段有时需要设置加强线（同时正馈线截面也加大）。
攵弓产I 世岂吃/贵2
图3.2 AT供电方式牵引供电设施分布示意图
各牵引供电设施的功能如下：
（1）变电所。
用于向接触网供电，所内设有牵引变压器（AT方式非单相变压器供电时
设有自藕变压器），变电所出口附近接触网设有电分相，负荷电流经钢轨、回流线、大地最
终流回牵引变电所。
如图 3. 2所示，正常时一个变电所（如变电所2）仅对其左右A、B供电臂供电，当相邻变电所（如变电所3）解列时，该变电所将通过分区所对故障变电所的C。