铁路牵引供电系统基础知识31页PPT
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电气化铁路牵引供电安全工作基本知识
《电气化铁路有关人员电气安全规则 》
《电气化铁路有关人员电气安全规则 》第四章装卸作业和押运人员安全规定第二十二条 在带电的接触网下 ， 不准在敞车 、平车 、 罐车等车辆(棚车 、保温车 、家畜车内除外)上进行装卸 作业 ， 不准进行用竹竿等物测量货物的装载高度等靠近 接触网的作业。第二十三条 在电气化铁路区段各车站指定的装卸货物 线 、给水线和电力机车整备线的接触网上均设有分段绝 缘器和隔离开关 。 隔离开关平时要经常处于合闸状态 。 装卸作业时 ， 必须在指定的线路上安全区域内停电进行 。作业结束 ， 值班员确认所有人员已离开危险区域 ， 方 准合上隔离开关送电。在上述装卸线的分段绝缘器内侧二米处埋设安全作业标 志(如附图所示) ， 在标志外方或非指定带有接触网的线 路上严禁登上车顶作业 。安全作业标志 ， 在既有电化线 路上由使用单位 ， 在新建电化线路上由电化工程施工单 位负责制作设置。第5页/共41页
电气化铁路安全常识问答2 、 电气化铁路在安全方面有何特殊要求？答： 由于我国电气化铁路采用单相工频交流制供电 ， 架 设在铁路线路上空的接触网带有25KV的高压电 ， 直接威 胁人身安全和作业安全 。为确保电气化铁路运输安全 ， 铁道部除在《铁路技术管理规程》 中对保证安全方面作 出有关规定外 ， 还根据电气化铁路的特点 ， 颁布了《电 气化铁路有关人员电气安全规则》 、《牵引变电所安全 工作规程》 、《接触网安全工作规程》等； 铁路局根据 自局管内的具体情况 ， 专门制定电气化铁路行车组织办 法和保证行车安全的措施 ， 或在《行车组织规则》 中作 了补充规定 。 因此 ， 凡参加电气化铁路工作的运输 、供 电 、机务 、工务 、 电务 、车辆等部门的职工 ， 以及广大 旅客 、押运人员和沿线居民都应该认真学习和严格执行 有关电气化铁路安全的规定。第13页/共41页
《电气化铁路有关人员电气安全规则 》第四章装卸作业和押运人员安全规定第二十二条 在带电的接触网下 ， 不准在敞车 、平车 、 罐车等车辆(棚车 、保温车 、家畜车内除外)上进行装卸 作业 ， 不准进行用竹竿等物测量货物的装载高度等靠近 接触网的作业。第二十三条 在电气化铁路区段各车站指定的装卸货物 线 、给水线和电力机车整备线的接触网上均设有分段绝 缘器和隔离开关 。 隔离开关平时要经常处于合闸状态 。 装卸作业时 ， 必须在指定的线路上安全区域内停电进行 。作业结束 ， 值班员确认所有人员已离开危险区域 ， 方 准合上隔离开关送电。在上述装卸线的分段绝缘器内侧二米处埋设安全作业标 志(如附图所示) ， 在标志外方或非指定带有接触网的线 路上严禁登上车顶作业 。安全作业标志 ， 在既有电化线 路上由使用单位 ， 在新建电化线路上由电化工程施工单 位负责制作设置。第5页/共41页
电气化铁路安全常识问答2 、 电气化铁路在安全方面有何特殊要求？答： 由于我国电气化铁路采用单相工频交流制供电 ， 架 设在铁路线路上空的接触网带有25KV的高压电 ， 直接威 胁人身安全和作业安全 。为确保电气化铁路运输安全 ， 铁道部除在《铁路技术管理规程》 中对保证安全方面作 出有关规定外 ， 还根据电气化铁路的特点 ， 颁布了《电 气化铁路有关人员电气安全规则》 、《牵引变电所安全 工作规程》 、《接触网安全工作规程》等； 铁路局根据 自局管内的具体情况 ， 专门制定电气化铁路行车组织办 法和保证行车安全的措施 ， 或在《行车组织规则》 中作 了补充规定 。 因此 ， 凡参加电气化铁路工作的运输 、供 电 、机务 、工务 、 电务 、车辆等部门的职工 ， 以及广大 旅客 、押运人员和沿线居民都应该认真学习和严格执行 有关电气化铁路安全的规定。第13页/共41页
电气化铁路供电系统PPT课件
负序电流的危害：降低用户电能的利用 率，引起用户旋转电机转子表面温升过高。
整改措施：牵引供电系统采用换相方式 接入电力系统，采用新型供电方式。
限制：电力部门一直在对牵引供电系统 注入电力系统的负序电流进行限制。
第15页/共40页
功率因数问题
列车从牵引供电系统取用的电能会随着 列车牵引定数、路况（限坡、弯道）、运行 图、司机操作技术等因素的影响，因此改变 列车取用的有功功率和无功功率，导致功率 因素发生变化。
电力部门要求大工业用户的功率因数达 到0.9以上，高出部分奖励、低于该数值将罚 款。
整改措施：加功率因数补偿装置，困难 在于负荷波动导致功率因数大范围波动，难 以达到理想的补偿效果。
第16页/共40页
交-直-交机车的功率因数基本接近1.0。 但我国电气化铁路仍然存在大量的
交-直机车，所采用的功率因数动态补 偿装置由于电力电子技术、器件造价等 问题，仍然无法大规模应用。
第20页/共40页
机车自动过电分相的几种方式： 地面控制方式：在机车到达分相前，
地面控制系统发出对断路器合闸的命令， 使中性段带电，在机车运行到中性段某 一位置后，地面控制系统对断路器分闸 的命令，并延时发出对另外一台断路器 的合闸命令，在机车脱离中性段后，对 断路器分出分闸命令。
第21页/共40页
图3-54 接触网
第5页/共40页
链形接触悬挂是将接触 导线通过吊弦挂在承力索上。
简单接触悬挂是将接触导线 直接固定在支持装置上的悬挂 类型。
图3-55 链形接触悬挂
第6页/共40页
图3-56 简单接触悬挂
二牵引供电系统原理概述
图1、牵引供电系统示意图
第7页/共40页
●牵引供电系统的主要组成部分： 电源进线、牵引变压器、高压开关设备、导线、 绝缘子、电压互感器、电流互感器、避雷器、 馈出线等。
整改措施：牵引供电系统采用换相方式 接入电力系统，采用新型供电方式。
限制：电力部门一直在对牵引供电系统 注入电力系统的负序电流进行限制。
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功率因数问题
列车从牵引供电系统取用的电能会随着 列车牵引定数、路况（限坡、弯道）、运行 图、司机操作技术等因素的影响，因此改变 列车取用的有功功率和无功功率，导致功率 因素发生变化。
电力部门要求大工业用户的功率因数达 到0.9以上，高出部分奖励、低于该数值将罚 款。
整改措施：加功率因数补偿装置，困难 在于负荷波动导致功率因数大范围波动，难 以达到理想的补偿效果。
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交-直-交机车的功率因数基本接近1.0。 但我国电气化铁路仍然存在大量的
交-直机车，所采用的功率因数动态补 偿装置由于电力电子技术、器件造价等 问题，仍然无法大规模应用。
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机车自动过电分相的几种方式： 地面控制方式：在机车到达分相前，
地面控制系统发出对断路器合闸的命令， 使中性段带电，在机车运行到中性段某 一位置后，地面控制系统对断路器分闸 的命令，并延时发出对另外一台断路器 的合闸命令，在机车脱离中性段后，对 断路器分出分闸命令。
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图3-54 接触网
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链形接触悬挂是将接触 导线通过吊弦挂在承力索上。
简单接触悬挂是将接触导线 直接固定在支持装置上的悬挂 类型。
图3-55 链形接触悬挂
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图3-56 简单接触悬挂
二牵引供电系统原理概述
图1、牵引供电系统示意图
第7页/共40页
●牵引供电系统的主要组成部分： 电源进线、牵引变压器、高压开关设备、导线、 绝缘子、电压互感器、电流互感器、避雷器、 馈出线等。
牵引供电系统简介PPT课件
• 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题
• 电压水平 • 无功功率 • 负序电流 • 谐波 • 通信干扰
电气化铁道的供电要求 • 安全可靠供电 • 保证供电质量 • 降低投资和运营费用 • 提高电磁兼容水平
.
.
目前多采用分散式供电
内桥接线
外桥接线
双T接线 .
单母线分段
1.3 牵引变电所向牵引网的供电
• 单线
电 分 相
SS1
SP
SS2
单 边 供 电
SS1
SS2
双 边 供 电
.
复线
SS1
SP
单边分开供电
SS1
SP
单边并联供电
SS1
SP
单边全并联供电
.
SS1
SS2
双边纽结供电Βιβλιοθήκη 1.4 牵引网向电力机车的供电
.
（3）带负馈线的直接供电方式
F T
Us
I
R
• 防干扰效果不如BT供电方式； • 牵引网阻抗界于直接供电方式和BT供电方式之间； • 目前应用比较广泛。
.
（4）自耦变压器供电方式（AT方式）
自耦变压器 Auto-transformer
T
Us
R
F
• 防干扰效果与BT方式相当 • 牵引网阻抗小，输送容量大，供电臂长（可达40～50km） • 结构复杂，投资大，维护费用高
• 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
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题
• 电压水平 • 无功功率 • 负序电流 • 谐波 • 通信干扰
电气化铁道的供电要求 • 安全可靠供电 • 保证供电质量 • 降低投资和运营费用 • 提高电磁兼容水平
.
.
目前多采用分散式供电
内桥接线
外桥接线
双T接线 .
单母线分段
1.3 牵引变电所向牵引网的供电
• 单线
电 分 相
SS1
SP
SS2
单 边 供 电
SS1
SS2
双 边 供 电
.
复线
SS1
SP
单边分开供电
SS1
SP
单边并联供电
SS1
SP
单边全并联供电
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SS1
SS2
双边纽结供电Βιβλιοθήκη 1.4 牵引网向电力机车的供电
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（3）带负馈线的直接供电方式
F T
Us
I
R
• 防干扰效果不如BT供电方式； • 牵引网阻抗界于直接供电方式和BT供电方式之间； • 目前应用比较广泛。
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（4）自耦变压器供电方式（AT方式）
自耦变压器 Auto-transformer
T
Us
R
F
• 防干扰效果与BT方式相当 • 牵引网阻抗小，输送容量大，供电臂长（可达40～50km） • 结构复杂，投资大，维护费用高
• 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
牵引供电系统简介PPT课件
• 由馈电线、接触网、轨道、回流线等设施构成的输电网络 • 馈电线（Feeder，引出线:Lead Wire）
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）
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。
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（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）
第1讲 牵引供电系统PPT课件
牵引变电所的主要设备
AC220kV组合电器
SWJTU
OCS 2014.02.28
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牵引变电所的主要设备
AC25kV组合电器
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OCS 2014.02.28
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牵引变电所的主要设备
控制柜
SWJTU
OCS 2014.02.28
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直流牵引供电系统
直流电传动
SWJTU
弓网系统的组成
SWJTU
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弓网系统是由相互作用相互依赖的受电弓和接触网结合而成的、具有向电力 牵引车辆输电功能的有机整体，又是它从属的牵引供电系统的组成部分。
Page 36
弓网系统的分类
接触网系统
SWJTU
OCS 2014.02.28
架空接触网系统
接触轨系统
架空接触网
架空接触轨
牵引 变电所
I 吸流变压器 I
I
I
吸流变压器
回流线 接触网
25kV I
I
I
I
钢轨
目标： ①长回路中钢轨电位降为0；②长回路磁场完全平衡，电磁干扰降至最低。
Page 13
牵引供电系统的供电方式
SWJTU
OCS 2014.02.28
带回流线的直接供电方式（TRNF） 回流线与接触网同杆架设，两组导线
之间有互感，部分电流由回流线回流。
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牵引供电系统电流制式
电流制式
SWJTU
OCS 2014.02.28
DC：
750V 1.5kV 3.0kV
北京地铁等 上海、广州、成都等地铁 意大利、前苏联等
AC：
牵引供电系统基础知识
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。
(1)桥式接线:在通过式变电所中，有电力系统的穿过功率通过，桥断路器应经常处于闭合状态，这种接线称为桥式接线。
牵引变电所基础知识PPT课件
2、第三种工作票填写标准（样式见右边图）
山阳新干线
300
⑨、冷却装置、风扇电机应齐全，运行正常。
日本 北陆新干线 300 在可以通过投入备用设备恢复供电的情况下，应先设法恢复供电，再进行故障修复处理。
5KV小车式断路器:填写”断开×××、×××，将小车拉至试验位并闭锁“高压室全室停电维修无需将小车拉至试验位。
断”（先合刀闸再合断路器，先分断路器再断刀闸）。可手动操
作，也可电动操作（电动操作主要应用于110KV及以上，需要遥
控）
图形及文字符号表示：
文字符号：QS（新） G（旧）
。
新
旧
一次设备主要图形
手车式断路器：（常称为：手车开关） 像手推车一样可以推拉出来的自带隔离开关的断路器，手车拉出后即将两侧隔离 开关断开。 图形及文字符号表示： 文字符号：DL
牵引供电系统原边的供电方式
2.双侧供电
C B
A1
A2
C：牵引变电所；B：地区变电站；A：发电厂
牵引供电系统原边的供电方式
3.环形供电
牵引变电所
牵引变电所
地区变电站 或发电厂
地区变电站 或发电厂
牵引供电系统原边的供电方式
4.放射供电
牵引变电所
地区变电站 或发电厂
牵引变电所引入线的方式
又称牵引变电所一次侧主接线方式。主要有以下3种，。
1、牵引变电所值班员的安全等级不低于三级；
瓦朗斯－马赛
350
巴黎－斯特拉斯堡
350
西
马德里－塞维利亚
250
班
牙
马德里－巴塞罗那
350
供电电压 ( kV ) 275 275 275 275 275 225 225 225 225 225 225
铁路供电系统介绍 ppt课件
PPT课件
10
220KV 1#进线 CA B
M M
M
220KV 2#进线 CA B
M
M
接JD
至JD
T1 F1
M
M M
至JD M M
至JD
M
T2 F2
M
M
M
M
M
M
M M
M M
M T1 F1
T1 F1
M
PPT课件
M
T2 F2 T2 F2
11
(2)分区所
为了增加供电的灵活性，在两个牵引变电所的供电区中间常增设 分区所。断路器1QF、2QF正常工作时闭合，实现上、下行牵引网并 联运行。隔离开关1QS、2QS在正常运行时断开，当相邻牵引变电所 发生故障而不能继续供电时，可以闭合1QS、2QS由非故障牵引变电
路器跳闸或发出信号的一种自动装置。 功能：
1.自动、迅速、有选择性地将故障元件从供电系统中切除，使故障元件免 于继续遭到损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；
2.反应电力设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出 信号或跳闸。此时一般不要求迅速动作，而是根据对供电系统及其元件的危 害程度规定一定的延时，以免暂短的运行波动造成不必要的动作和干扰引起 的误动。
PPT课件
6
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7
（二）牵引供电系统简介
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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
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