高速铁路牵引动力与供电系统
高铁动力原理
高铁动力原理
高铁是一种运行速度较快的铁路交通工具，其动力原理是指高铁列车在运行过程中所采用的动力装置和动力传递方式。
高铁动力原理的研究和应用对于提高高铁列车的运行速度、安全性和能效性具有重要意义。
本文将从高铁动力系统的组成和工作原理两个方面进行介绍。
首先，高铁动力系统主要由牵引系统、供电系统和控制系统组成。
牵引系统是高铁列车的动力来源，通常采用电力机车或动车组作为牵引装置。
电力机车是通过接触网获取电能，再通过牵引电机将电能转化为机械能，从而推动列车运行。
而动车组则是在车厢内安装有电力机车，通过车辆间的电力传输实现列车的牵引。
供电系统是指为高铁列车提供电能的系统，主要包括接触网、供电设备和电力线路等。
控制系统则是对高铁列车的牵引力、制动力、速度等进行控制和调节的系统，以保证列车的安全、平稳和高效运行。
其次，高铁动力系统的工作原理是指在列车运行过程中，牵引系统、供电系统和控制系统之间的相互配合和作用。
当高铁列车启动时，牵引系统将电能转化为机械能，推动列车运行。
同时，供电系统通过接触网向列车提供电能，保证列车的正常运行。
而控制系统则根据列车的实际运行情况，对牵引力、制动力和速度进行调节，以保证列车在运行过程中的安全性和平稳性。
综上所述，高铁动力原理是指高铁列车在运行过程中所采用的动力装置和动力传递方式。
高铁动力系统的组成和工作原理对于高铁列车的运行速度、安全性和能效性具有重要意义。
通过不断的研究和改进，可以进一步提高高铁列车的运行效率和舒适性，推动高铁交通事业的发展。
牵引供电系统与高速列车接口的相关标准
摘
要 ：牵 引供 电系统为高速列车提供运行所需的电能，其接 口涉及 电气 、机械等方面 内容 。从 牵引供
电系统的功能人手 ，介绍牵引供电系统与高速列 车的接 口要求 ，列出牵引供电系统 与高速列车的接 口及相关
标准 ，为今后的理论研究和标准制定提供依据。 关键词 ：牵 引供 电；高速列车 ；接 口；标准
中 图分 类 号 ：Ｕ ２ ．： ２ ６２ ６ ２ ３６ Ｕ ６ — ５
．
文 献标 识码 ：Ｂ
文 章 编号 ： １０ — １８（０ ２ ０ — ０ ５ ０ ０ ６９７ ２１ ） ５００—２
０ 引言
牵引供 电系统作 为 高速列 车 的电能来 源 ，需 要 保证将 电能优质可靠地传输给高速列车 。研 究牵引供 电系统与高速列车问的接 口和相关标准 ，将 可以从 全
局 考虑 并规范 有关技 术兼 容性参 数和相 关标 准 的制
动态 过程 ，这一 动态过 程包 括多种 电气状 态和机 械
运动 状态 的变化 ，因此 ，弓网受流 过程是个 复 杂 的
路功率与列车需求功率的协调， 谐波特ｊ的协调等。 生
２１ 电气 接 口相 关标准 ．． ２
牵 引供 电系统 与高速 列车 电气接 口相关 标准 见
表 １ 。 ２２ 机械 接 口 ．
储的特点 ，高速铁路上运行的列车必须依靠专 门的
外 部 装 置 提供 电能 。 电能 由牵 引变 电所 经 馈 线 送 出 ，由馈 线 、接 触 网 、轨道 等构成 的牵 引 网向列 车 供 电 ，列 车通过受 流装 置获得 电能 以后 ，需要 对 电
定 ，以保障牵引供 电系统 与高速列 车协 调有序运 转 。 总结 国际 国外 牵引供 电 系统 与 高速列 车 问的接 口标 准 ，对我 国高速铁路的发展具有重要 的参考 价值 。
高速铁路概论第三章 高速列车牵引动力
3、牵引动力集中配置与分散配置的比较
为了对不同机车车辆簧下质量的影响进行比较，通常采用 等效簧下质量的概念。牵引动力集中配置的高速列车动力车 的每轮等效簧下质量略低于动力分散配置的数值。
3、牵引动力集中配置与分散配置的比较
（3）粘着利用和加速性能
充分利用粘着是高速列车牵引动力设计时的一个重要的指 导思想。日本在研制牵引动力装置时，认为粘着系数将随速 度的提高而下降，担心单轴的粘着力过小，只好增加动轴的 数量，以保证足够的牵引力，这就是日本的高速列车的牵引 动力采用分散配置形式的原因之一。
空气阻力的计算公式为：
方空 成气 正阻
D 空1 2气C 密dV 度2A(Cdd L)
比力 与
C d 空气阻力系数
列 车 速
V 列车速度
A 列车断面积
度 的 平
C d
列车压力阻力系数 列车侧面气动摩擦系数
L 列车长度
d 列车气动直径
三、牵引动力及其配置
1、牵引动力的形式
电力牵引 内燃电传动牵引
电力牵引的优点：功率大、轴重小、经济性能好、环境污染小 电力牵引的缺点：初期投资大 内燃电传动牵引的优点：投资少、见效快、经济性能好
概 第
一
节 述
从速度上看，目前已开行的高速列车的最高速度可以划分为 三个等级。
第一速度级： 最高运行速度200～250Km/h 第二速度级： 最高运行速度250～300Km/h 第三速度级： 最高运行速度300Km/h以上
高速铁路概论-第三讲-高铁牵引供电和车辆
1.3 牵引网向电力机车的供电
（1）带负馈线的直接供电方式
F T
Us
I
R
电流从牵引变电所馈线通过接触网流向动车组，从动车组下到 钢轨上，回流分为三部分：一部门直接沿钢轨流回变电所，约 占40%；一部门从钢轨通过吸上线流向负馈线，通过负馈线返 回变电所，约占30%；剩余电流从钢轨漏泄至大地，沿大地流 向牵引变电所，在变电所附近，返回钢轨或变电所地网。
接触网
牵引网
钢轨
额定电压25kV，正常工作范围20~29kV。
7
一. 牵引供电系统
牵引变电所（Traction Substation, SS）
从公用电力系统（Public Electric Power Systems）接受电能，通过 变压器将电能从三相110kV或220kV变换成单相27.5kV（对AT系统为 55kV或2×27.5kV），并向铁路上、下行两个方向的牵引网供电。 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：
11
1.1 电力系统向电气化铁道的供电
国外高速铁路普遍采用高电压、大容量的电源供电，绝 大多数都采用220kV或以上电压等级，个别采用132kV或 154kV时，则要求其由较大的系统短路容量。 我国基本上形成了以500k V线路为骨架、省间220kV为 主干通道的四通八达的输变电网络。这为客运专线采用 220kV电源电压创造了条件。 220kV电网的短路容量较之同一系统的110kV电网显著 增大，一般为3-4倍以上，牵引变电所采用220kV进线将 使电压总谐波畸变率、三相电压 不平衡度和电压波动百 分数等电能质量指标明显降低，助于减轻牵引负荷对电 力系统的不良影响。
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1.2 牵引变电所向牵引网的供电
高铁概论第4章高速铁路牵引供电与车辆动力
电气化铁道电力系统属于一级负荷。一级，二级，三极负荷不是按照负荷大小区 分的，而是按照负荷重要性区分的。 1、一级负荷：一级负荷指中断供电将造成人员伤亡；中断供电将造成重大政治影 响和重大经济损失；中断供电将造成公共场所秩序严重混乱的电力负荷。 2、二级负荷：二级负荷指中断供电将造成较大政治影响；中断供电将造成较大经 济损失；中断供电将造成公共场所混乱的电力负荷。二级负荷多采用两路电源供 电。在负荷较小或地区供电条件困难时，可由一路6kV及以上专用的架空线路供电。 3、三级负荷：三级负荷指凡不属于一级负荷和二级负荷的电力负荷。三级负荷对 供电无特殊要求。
中国的电力都是用什么方式发出 来的？电力的不同来源的道理是 什么？
中国电力来源主要是火 力发电、水力发电、风 力发电和核电，占比分 别为：火电接近75%， 水电不到18%，风电约 为4%，核电不到4%。
概述
由于电力牵引具有功率大、效率高、 清洁无污染、能够综合利用各种一次能 源的优点，被高速铁路普遍采用。
第4章 高速铁路 牵引供电与车辆
动力
目录
1概述
2牵引供电系统
3接触网
4综合SCADA系统
5.车辆动力装置
什么是电？
能
量
能量以多种不同的形式 存在；按照物质的不同运 动形式分类，能量可分为 机械能、化学能、热能、 电能、辐射能、核能、光 能、潮汐能等。这些不同 形式的能量之间可以通过 物理效应或化学反应而相 互转化。
电气铁路和电车用的称为牵引变电所
三相交流电是由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120°角的交流电路组成的电力系统。 目前，我国生产、配送的都是三相交流电。
单相交流电电路中只具有单一的交流电压，在电路中产生的电流，电压都以一定的频率随时间变化。
高速铁路列车牵引系统设计与性能研究
高速铁路列车牵引系统设计与性能研究一、引言高速铁路作为一种现代化、高效率的交通运输方式，正逐渐取代传统的铁路运输方式成为人们出行的首选。
而高速铁路列车的牵引系统作为其核心技术之一，对列车的运行安全、舒适性和效率具有重要影响。
本文将对高速铁路列车牵引系统的设计与性能进行研究和分析。
二、牵引系统的设计原理高速铁路列车的牵引系统主要是指电力牵引系统。
该系统由电力机车或高速列车的牵引逆变器、牵引变压器、驱动电机和控制系统等组成，其主要功能是提供适量的牵引力，使列车正常运行。
1. 牵引逆变器牵引逆变器是牵引系统的核心组成部分，它将直流电源转换为交流电源，通过调节电压和频率控制驱动电机的转速和扭矩。
逆变器的设计应考虑效率高、噪音低、体积小以及电磁兼容性等因素。
2. 牵引变压器牵引变压器用于将高压电网供电的电能转换为适合列车牵引电机的低电压和高电流的电能。
牵引变压器的设计应考虑功率损耗、温升等因素，以确保高效率和安全性能。
3. 驱动电机高速铁路列车一般采用三相异步电动机或同步电动机作为牵引电机。
驱动电机的设计与选型应考虑其额定功率、转速范围、效率和可靠性等因素。
4. 控制系统牵引系统的控制系统包括驱动控制器、牵引力控制器和牵引力反馈系统等。
控制系统的优化设计可以改善列车的牵引性能、提高安全性和乘坐舒适度。
三、牵引系统性能研究高速铁路列车的牵引系统性能对列车的运行安全和乘坐舒适度至关重要。
对牵引系统的性能进行科学研究和优化设计，可以提高列车的牵引能力、降低能耗、改善运行稳定性。
1. 牵引力控制牵引力控制是牵引系统的关键性能之一。
合理控制牵引力的大小，可以提高列车的启动加速度和爬坡能力，并保证列车在不同路况下的牵引力稳定性。
通过控制系统对牵引力进行精确调节和反馈控制，可以有效降低列车的能耗和磨损。
2. 制动控制制动控制是牵引系统的另一个重要性能参数。
合理的制动控制可以确保列车在运行过程中的平稳减速和停车操作。
牵引系统应具备快速响应的制动控制能力，能够根据不同速度和负载条件下的制动需求进行精确调节。
高速铁路概论教案12.10终版
教案2019 ~2020 学年第一学期学院（部）交通运输课程名称《高速铁路概论》专业、年级、班级乘务1901~1902主讲教师教案编写说明教案又称课时授课计划，是任课教师的教学实施方案。
任课教师应根据专业的培养方案，紧扣教学大纲，认真分析教学内容，切合学生实际，提前编写设计好每门课程每个章、节或主题的全部教学活动。
教案编写说明如下：1、编号：按施教的顺序标明序号（每堂课一个序号）。
2、学时数：指完成一个授课题目所用教学时间。
理论课通常以学时数为单位（一般2学时），而实践课则以学时数，天数或周数为单位。
3、授课类型表示所授课程的类型，请在理论课、实验课、习题课、实践课及其它栏内选择打“√”。
4、授课题目：标明章、节或主题。
5、教学目的要求。
6、教学重点、难点。
5、教学方式和手段。
6、教学过程（含复习旧课、引入新课、组织教学、启发思维等）。
将授课的内容按逻辑层次，有序设计编排。
本部分不同专业的授课可有自己的特色。
7、讨论、思考题和作业。
8、参考资料：列出参考书籍、有关资料。
9、日期的填写系指本堂课授课的时间。
授课教案应根据专业技术领域发展、教学要求变化、学生实际水平，以及教师以往教学的课后小结、批注等进行补充、修改或重写，以保持教学内容的先进性和适用性。
请妥善保存各阶段的教案，并配合好学院（部）的教学检查和归档等工作。
编号：1备注：电子版的字体为宋体。
编号：2备注：电子版的字体为宋体。
编号：3备注：电子版的字体为宋体。
编号：4编号：5编号：6编号：7编号：8编号：9编号：10编号：11编号：12编号：13编号：14编号：15编号：16。
动车组主供电、牵引系统及设备-动车组牵引高压设备概述
高速受电弓
一、动车组高压设备组成及作用：
高速受电弓（大功率受电及工作可靠）
滑板与接触 导线之间要 保持恒定的 接触压力
减轻受电弓 运动部分的
重量
垂直工作范 围内始终保 持水平位置
滑板的材 料、性状和 尺寸应适应 高速的要求
升、降弓时 初始动作迅 速，终了动 作较为缓慢
二、高速受电弓的分类： 1.双臂式：双臂式受电弓是最传统的受电弓，也 可称“菱”形受电弓，因其形状为菱形。双臂 式受电弓结构对称，侧向稳定性好，但结构复 杂，调整困难，保养成本较高，加上故障时有 扯断电车线的风险，目前部分新出厂的铁路车 辆已改用单臂式受电弓。
日本的0系高速列车，16 辆编组全部是动力车
日本的100系高速 列车，12M＋4T
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动车组牵引方式
动力分散式、动力集中式
动力分散动车组优点: • 牵引功率大 • 轴重小 • 启动加速性能好 • 可靠性高 • 列车利用率高 • 编组灵活
动力分散动车组是当今世界高速动车组技术发展的方向。
动力集中动车组优点: • 技术成熟 • 编组更为灵活 • 设备集中 • 动力设备数量少成本小 • 车内环境噪声小
本章知识点
4、我国动车组受电弓采用单臂受电弓。 5、动车组受电弓碳滑板分为单碳滑板和双碳滑板。 6、在受电弓碳滑板使用中，接触网结冰情况下可使用除 冰碳滑板。 7、动车组双辆车编组重联运行时，前后各升1架弓，禁止 升弓模式为后弓+前弓，即禁止前车升后弓,后车升前弓的 模式。 8、动车组一个标准编组配备2台受电弓
组，辅助绕组。
主电路采用3电平式 结构（脉冲整流器、 中间直流电路、逆变 器构成），牵引变流 器采用脉宽调制方式
(PWM)。
将电能转变成机械能 的设备，每辆动车设 置2台或者4台牵引电 机，牵引电机为三相 鼠笼式异步电机，通 过弹性齿型联轴节连
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第三章高速铁路牵引动力与供电系统
主要内容
3.1 概述
二、牵引供电系统的组成
牵引供电系统内部构成示意图（以客专为例）
三、牵引供电系统的管理与安全
3.2 高速铁路的牵引动力
高速铁路牵引动力的要求
一、牵引动力的形式及其配置
（三）牵引动力集中配置于分散配置的比较
二、传动方式与传动装置
三相交流牵引电动机的优点
3.3高速铁路牵引供电系统
一、概述
二、牵引变电所
●变电所自动化系统：变电所自动化是指集监控与中央信
牵引变电所的作用
（二）一次供电方式
散射供电（辐射线供电）
牵引变电所向牵引网的供电
复线区段的单边供电
（三）牵引变电所的运行与检修
检修周期
三、接触网
牵引网供电方式
直接供电方式(TR)
BT(吸流变压器)供电方式
带回流线的直接供电方式(TRNF)
AT(自耦变压器)供电方式
世界一些国家高铁采用的牵引供电方式。