铁道供电原理
铁路资料(电气化铁路供电原理)
电气化铁道供电原理电气化铁道牵引供电装置,又称为牵引供电系统,其系统本身没有发电设备,而是从电力系统取得电能.目前我国一般由110kV以上地高压电力系统向牵引变电所供电.目前牵引供电系统地供电方式有直接供电方式、BT供电方式、AT供电方式、同轴电缆和直供加回流线供电方式四种,京沪、沪杭、浙赣都是采用地直供加回流线方式.一、直接供电方式直接供电方式(T—R供电>是指牵引变电所通过接触网直接向电力机车供电,及回流经钢轨及大地直接返回牵引变电所地供电方式.这种供电方式地电路构成及结构简单,设备少,施工及运营维修都较方便,因此造价也低.但由于接触网在空中产生地强大磁场得不到平衡,对邻近地广播、通信干扰较大,所以一般不采用.我国现在多采用加回流线地直接供电方式.二、BT供电方式所谓BT供电方式就是在牵引供电系统中加装吸流变压器(约3～4km安装一台>和回流线地供电方式.这种供电方式由于在接触网同高度地外侧增设了一条回流线,回流线上地电流与接触网上地电流方向相反,这样大大减轻了接触网对邻近通信线路地干扰.BT供电地电路是由牵引变电所、接触悬挂、回流线、轨道以及吸上线等组成.由图可知,牵引变电所作为电源向接触网供电；电力机车(EL>运行于接触网与轨道之间；吸流变压器地原边串接在接触网中,副边串接在回流线中.吸流变压器是变比为1：1地特殊变压器.它使流过原、副边线圈地电流相等,即接触网上地电流和回流线上地电流相等.因此可以说是吸流变压器把经钢轨、大地回路返回变电所地电流吸引到回流线上,经回流线返回牵引变电所.这样,回流线上地电流与接触网上地电流大小基本相等,方向却相反,故能抵消接触网产生地电磁场,从而起到防干扰作用.以上是从理论上分析地理想情况,但实际上由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流,所以经回流线地电流总小于接触网上地电流,因此不能完全抵消接触网对通信线路地电磁感应影响.另外,当机车位于吸流变压器附近时回流还是从轨道中流过一段距离,至吸上线处才流向回流线,则该段回流线上地电流会小于接触网上地电流,这种情况称为“半段效应”.此外,吸流变压器地原边线圈串接在接触网中,所以在每个吸流变压器安装处接触网必须安装电分段,这样就增加了接触网地维修工作量和事故率.当高速大功率机车通过,该电分段时产生很大电弧,极易烧损机车受电弓和接触线.且BT供电方式地牵引网阻抗较大,造成较大地电压和电能损失,故已很小采用.三、AT供电方式随着铁路电气化技术地发展,高速、大功率电力机车地投入运行,吸—回装置供电方式已不能适应需要.各国开始采用AT供电方式.所谓AT供电方式就是在牵引供电系统中并联自耦变压器地供电方式.实践证明,这种供电方式是一种既能有效地减弱接触网对邻近通信线地感应影响,又能适应高速、大功率电力机车运行地一种比较先进地供电方式.AT供电方式地电路包括牵引变电所S、接触悬挂T、轨道R、自耦变压器AT、正馈线AF、电力机车EL等.牵引变电所作为电源向牵引网输送地电压为25kV.而接触悬挂与轨道之间地电压仍为25kV,正馈线与轨道之间地电压也是25kV.自耦变压器是并联在接触悬挂和正馈线之间地,其中性点与钢轨(保护线>相连接.彼此相隔一定距离(一般间距为10～16km>地自耦变压器将整个供电区段分成若干个小地区段,叫做AT区段.从而形成了一个多网孔地复杂供电网络.接触悬挂是去路,正馈线是回路.接触悬挂上地电流与正馈线上地电流大小相等,方向相反,因此其电磁感应影响可互相抵消,故对邻近地通信线有很好地防护作用.AT供电方式与BT供电方式相比具有以下优点：1、AT供电方式供电电压高.AT 供电方式无需提高牵引网地绝缘水平即可将牵引网地电压提高一倍.BT供电方式牵引变电所地输出电压为27.5kV,而AT供电方式牵引变电所地输出电压为55kV,线路电流为负载电流地一半,所以线路上地电压损失和电能损失大大减小.2、AT供电方式防护效果好.AT供电方式,接触悬挂上地电流与正馈线上地电流大小相等,方向相反,其电磁感应相互抵消,所以防护效果好.并且,由于AT供电地自耦变压器是并联在接触悬挂和正馈线间地,不象BT供电地吸流变压器,串联在接触悬挂和回流线之间,因此没有因励磁电流地存在而使原副边绕组电流不等,以及在短路时吸流变压器铁芯饱和导致防护效果很差等问题.另外也不存在“半段效应”问题.3、AT供电方式能适应高速大功率电力机车运行.因AT供电方式地供电电压高、线路电流小、阻抗小(仅为BT供电方式地1/4左右>、输出功率大,使接触网有较好地电压水平,能适应高速大功率电力机车运行地要求.另外,AT供电也不象BT供电那样,在吸流变压器处对接触网进行电分段,当高速大功率电力机车通过时产生电弧,烧坏机车受电弓滑板和接触线,对机车地高速运行和接触网和接触网地运营维修极为不利.4、AT供电牵引变电所间距大、数量少.由于AT供电方式地输送电压高、线路电流小、电压损失和电能损失都小,输送功率大,所以牵引变电所地距离加大为80～120km,而BT供电方式牵引变电所地间距为30～60km,因此牵引变电所地距离大大减少,同时运营管理人员也相应减少,那么,建设投资和运营管理费用都会减少.四、同轴电缆供电方式同轴电力电缆供电方式(简称CC 供电方式>,是一种新型地供电方式,它地同轴电力电缆沿铁路线路埋设,内部芯线作为供电线与接触网连接,外部导体作为回流线与钢轨连接.每隔5～10km 作一个分段.由于供电线与回流线在同一电缆中,间隔很小,而且同轴布置,使互感系数增大.由于同轴电力电缆地阻抗比接触网和钢轨地阻抗小得多,因此牵引电流和回流几乎全部经由同轴电力电缆中流过.同时由于电缆芯线与外层导体电流大小相等,方向相反,二者形成地磁场相互抵消,对邻近地通信线路几乎无干扰.由于电路阻抗小,因而供电距离长.但由于同轴电力电缆造价高、投资大,很少采用.五、直供加回流线供电方式直供加回流线供电方式结构比较简单.这种供电方式由于在接触网同高度地外侧增设了一条回流线,回流线上地电流与接触网上地电流方向相反,这样大大减轻了接触网对邻近通信线路地干扰.与直供方式比较,能对沿线通信防干扰；比BT供电减少了BT装置,既减少了建设投资,又便于维修.与AT供电方式比较,减少了AT所和沿线架设地正馈线,不仅减少了投资,还便于接触网维修.所以自大秦线以后地电气化铁道,基本都采用这种方式.我段所管辖地京沪、沪昆都采用这种供电方式.直供加回流线供电方式地原理如下图所示.六、牵引变电所向接触网供电有单边供电和双边供电两种方式.接触网在牵引变电所处及相邻地两个变电所中央是断开地,将两个牵引变电所之间地接触网分成两独立地供电分区,又叫供电臂.每个供电臂只从一端地牵引变电所获得电能地供电方式称为单边供电.每个供电臂同时从两侧变电所获得电能地供电方式称为双边供电.双边供电可提高供电质量,减少线路损耗,但继电保护等技术存在问题.所以我国及多数国家均采用单边供电.但在事故情况下,位于两变电所之间地分区亭可将两个供电臂连接进来,实行越区供电,越区供电是在非常状态下采用地,因供电距离过长,难以保证末端地电压质量,所以只是一种临时应急措施,并且在实行越区供电时,应校核供电末端地电压水平是否符合要求.在复线区段同一供电臂上、下行接触网接地是同相电,但在牵引变电所及分区亭内设有开关装置,可将上、下行接触网连通,实行并联供电,以减小线路阻抗,降低电压损失和电能损失,提高接触网地电压水平.在事故情况下,又可将上、下行接触网分开,互不影响,使供电更加灵活可靠.牵引变电所馈电线馈出地两供电臂上地电压是不同相位地.为了减少对电力系统地不平衡影响,各牵引变电所要采用换连接,不同相位地接触网间要设置电分相装置.为了灵活供电和缩小事故范围,便于检修,接触网还设置了许多电分段装置.。
铁道供电研究报告
铁道供电研究报告1. 概述铁道供电是铁路系统中至关重要的一环，它提供了列车运行所需的电力。
铁路供电系统的稳定性和可靠性对于保障铁路运输的安全和顺畅至关重要。
本报告将对铁道供电系统的工作原理、技术要求以及未来发展方向进行研究和分析。
2. 铁道供电系统的工作原理铁道供电系统采用直流方式为列车提供电力。
其基本工作原理如下：•发电站：铁道供电系统的起始点是发电站，发电站利用煤炭、水力、核能等资源产生电能。
•变电所：发电站产生的电能经过输电线路输送到变电所，变电所将高压电能转换为铁路线路所需的直流电能。
•出入站所：变电所输出的直流电能经过出入站所，将电能供给给铁路线路。
•线路网：铁路线路由钢轨和接触网组成，接触网上方悬挂着供电线。
•集电装置：列车通过集电装置与接触网的供电线接触，将电能传输给列车。
•车载设备：列车接收到的电能经过车载设备转化为机械能，驱动列车运行。
3. 铁道供电系统的技术要求为确保铁道供电系统的可靠性和稳定性，以下是供电系统需要遵守的一些建设和运营要求：•电能质量：供电系统需要提供稳定的电压和频率，以保证列车正常运行和乘客舒适。
•安全性：供电系统需要采取相应的安全措施，防止发生触电、火灾等意外事故。
•兼容性：供电系统需要满足不同铁路设备和设施的电能需求，确保各设备可以正常运行。
•维护和检修：供电系统需要定期进行维护和检修，保持设备的良好状态和正常工作。
•故障监测和排除：供电系统需要具备故障监测和排除的能力，及时发现和解决供电故障。
•环境友好：供电系统需要尽量减少对环境的影响，采用清洁能源和低污染的设备。
4. 铁道供电系统的未来发展方向随着科技的不断进步和铁路运输的不断发展，铁道供电系统也需要不断改进和升级。
以下是铁道供电系统的未来发展方向：•新能源供电：未来的铁道供电系统将采用更多的新能源，如太阳能、风能、地热能等，以实现可持续发展。
•智能化管理：未来的铁道供电系统将借助人工智能、大数据等技术进行智能化管理，提高供电系统的运行效率和可靠性。
高铁供电原理
高铁供电原理
高铁供电原理是指高速铁路的电力供应方式。
高铁列车的电力供应主要分为两种方式：集电弓供电和无线供电。
一种常见的高铁供电方式是通过集电弓供电。
集电弓是一种安装在列车车顶上的装置，用于从高架电源线上接收电能。
高架电源线通常安装在高速铁路轨道两侧或中间，并由供电站提供电能。
当高铁列车行驶过程中，集电弓与电力线建立接触，通过导电链路将电能传输到列车的牵引系统中。
在牵引系统中，电能会被转换为机械能，用于驱动列车行驶。
另一种高铁供电方式是通过无线供电。
无线供电使用电磁感应原理，通过铁路轨道上的线圈和列车底盘上的感应线圈之间的电磁感应作用来进行能量传输。
供电线圈通常安装在地面或轨道上，而感应线圈则安装在列车的底盘上。
当列车经过供电线圈时，线圈中的电流会产生磁场，进而感应到感应线圈中，从而实现电能的传输。
无线供电在实现高铁列车供电过程中，避免了集电弓的使用，减少了空气阻力和噪音等问题。
不同供电方式的选择会受到多种因素的影响，包括高速铁路的设计要求、运行环境、经济成本等。
无论是通过集电弓还是无线供电，高铁供电系统的设计和建设都需要保证可靠性、安全性和高效性，以满足高铁列车的驱动和运行需求。
电气化铁道主要供电方式
电气化铁道主要供电方式
电气化铁道的主要供电方式通常有以下几种：
1.架空线供电（Overhead Line Electrification）：这是最常见的
供电方式，也称为接触网供电。
在架空线供电系统中，铁道上方架设一条称为接触网的电线，电动列车通过集电装置与接触网接触，从而获取所需的电能。
接触网将高压直流（DC）或交流（AC）电源通过变电站供应到铁道上，以满足列车运行的电力需求。
2.第三轨供电（Third Rail Electrification）：在第三轨供电系统
中，铁道旁边或中间安装一条额外的供电轨道，称为第三轨。
电动列车通过集电装置与第三轨接触，从而获得所需的电能。
第三轨通常使用直流供电，但也有一些使用交流供电的系统。
3.混合供电方式：某些铁路系统采用混合供电方式，同时使
用架空线和第三轨供电。
这种方式通常用于铁路线路的不同区段或分支线路，以适应不同的运行要求和设备技术。
不同地区和铁路系统可能采用不同的主要供电方式，其中选用的供电方式取决于多个因素，包括成本、技术要求、环境影响以及安全性等考虑。
另外，电气化铁道的供电方式也在不断发展和创新，例如可再生能源和蓄电池技术的引入，以提高能源效率和减少环境影响。
高铁供电系统知识要点汇总
高铁供电系统知识要点汇总高铁供电系统是保证高铁列车正常运行的重要组成部分之一，它提供高铁列车所需的电能，稳定可靠的供电系统是高铁安全运行的基础。
本文将为您介绍高铁供电系统的相关知识要点。
一、直流供电系统1. 直流供电系统的基本原理：直流供电系统以直流电作为高铁列车的能源，通过供电设备将交流电转换为直流电，并通过线路输送到高铁车辆上。
2. 直流供电系统的主要设备：直流供电系统包括变电所、接触网、牵引变流器、集电装置等设备，每个设备都有各自的功能和作用。
二、交流供电系统1. 交流供电系统的基本原理：交流供电系统以交流电作为高铁列车的能源，通过供电设备将电能传输到高铁车辆上。
2. 交流供电系统的主要设备：交流供电系统包括变电所、接触网、车载逆变器等设备，每个设备都发挥着特定的作用。
三、供电系统的关键技术1. 供电系统的负荷计算：根据高铁列车的数量、长度、运行速度等参数进行负荷计算，以确定供电系统的容量。
2. 供电系统的故障保护：在供电系统中设置过电流保护、过压保护、短路保护等装置，以保证系统在发生故障时能够及时切断电源。
3. 供电系统的接地：良好的供电系统接地能够有效地保护设备和人身安全，减少事故的发生。
4. 供电系统的监控与管理：通过远程监控设备对供电系统进行实时监测，及时发现故障并采取相应的措施。
四、高铁供电系统的发展趋势1. 增加供电系统的稳定性和可靠性：随着高铁线路的不断延伸和发展，供电系统需要具备更高的稳定性和可靠性，以满足日益增长的运输需求。
2. 降低供电系统的能耗：为了减少能源的消耗和环境污染，供电系统需要不断优化，降低能耗，并采用更加清洁和可再生的能源。
3. 提高供电系统的智能化水平：利用先进的信息技术和自动化控制技术，提高供电系统的智能化水平，实现对供电系统的远程监控和智能管理。
总结：高铁供电系统是高铁运行的重要基础设施，直流供电系统和交流供电系统是常见的供电方式。
供电系统的稳定性、可靠性和能效等方面的要求不断提高，为了满足未来高铁运输的需求，供电系统需要不断创新和发展。
电力机车工作原理
电力机车工作原理电力机车是一种以电能为动力的铁道机车，其工作原理主要包括电源系统、牵引系统和辅助系统三个方面。
以下将对这三个方面进行详细阐述。
一、电源系统：电力机车的电源系统包括供电系统和能量转换系统。
1.供电系统：电力机车通过集电装置（如接触网）或第三轨等供电方式，从线路上获取电能。
供电系统中的集电装置负责将电流从供电装置获取并输送到能量转换系统中。
在接触网供电方式下，集电装置一般以受电弓的形式出现，通过弓头接触导电线来获取电能。
2.能量转换系统：电力机车的能量转换系统将从供电系统中获取的直流电能转换为用于驱动电机的交流电能。
能量转换系统主要由牵引变流器和辅助变流器组成。
-牵引变流器：牵引变流器通过电力电子器件将输入的直流电压变换为可变频率的交流电压，经过牵引变流器变换后的电能驱动电机产生牵引力，推动机车运行。
牵引变流器中常用的电力电子器件有可控硅、大功率三相桥式整流器等。
-辅助变流器：辅助变流器将供电系统中获取的直流电压变换为用于车辆辅助系统的交流电压。
辅助变流器可以为机车提供以及充电、空调、动力辅助服务等能量需求。
二、牵引系统：电力机车的牵引系统由牵引电机和传动装置组成。
牵引电机的工作原理和传统的电动汽车或电动工具的电动机类似，通过交流电驱动转子产生转矩，带动车轮转动实现牵引力。
牵引电机以轴直联传动装置与车轮相连，将驱动力直接传递给车轮，从而推动机车行驶。
牵引电机中常使用的电机类型有直流串励电动机、永磁同步电动机和异步电动机等。
1.直流串励电动机：直流串励电动机通过直流电源的串励绕组提供电动励磁，然后通过直流电流产生转子和定子之间的电磁力，驱动转子转动。
直流串励电动机具有调速范围宽、扭矩可调和启动转矩大等优点，但需要外接的励磁电源。
2.永磁同步电动机：永磁同步电动机利用定子上的永磁体产生磁场，通过交流电源提供给定子绕组产生旋转磁场，驱动转子转动。
永磁同步电动机具有响应快、效率高和体积小等优点，但需要外接永磁体。
火车供电原理及应用
火车供电原理及应用火车供电是指为火车提供电力能源的系统。
火车供电原理主要包括动车组供电和电力机车供电两种方式。
动车组供电一般采用集中供电方式，即通过高架线路、接触网及牵引供、辅助设备等为火车提供电力。
电力机车供电则是通过机车自身装置将电能直接转化为机械能驱动火车。
火车供电在现代铁路运输中起着至关重要的作用，下面将详细介绍火车供电原理的基本原理和应用。
火车供电的基本原理是基于电磁感应原理。
当火车行驶时，接触网与集电弓之间形成一段封闭电路。
当列车经过时，集电弓压下接触线，形成一套供电系统。
在供电系统中，接触网充当电源的作用，而集电弓充当负载的作用。
通过接触网向集电弓供电，然后通过集电弓将电能传输给电动车，最终实现电动机驱动火车行驶。
此外，火车供电还包括辅助系统供电，如车厢照明、空调、通信设备等。
火车供电主要应用于火车的动力系统，包括电动机和辅助设备。
电动机是驱动火车运行的关键设备，它将电能转化为机械能，推动火车前进。
此外，火车供电还为辅助设备提供电能，如车厢内的照明、通风、空调等设备，以及列车的通信、信号、安全监控等系统，都需要电力供应。
火车供电技术的应用主要体现在以下几个方面：1. 高速动车组供电：高速动车组采用的是集中供电方式。
在高架线路上架设接触网，通过供电系统为动车组提供电能。
动车组供电系统具有高效性和稳定性，可以满足高速列车的动力需求，保证列车的平稳行驶和安全运行。
2. 电力机车供电：电力机车供电是目前主要用于货运列车牵引的一种方式。
电力机车通过受电弓接触接触线，将电能转化为机械能，推动列车行驶。
相比于传统的内燃机车，电力机车具有更高的动力性能和能源利用率，能够提高列车牵引力和运输效率。
3. 辅助设备供电：除了动力系统之外，火车供电还用于为车厢内的各类辅助设备供电。
例如，车厢的照明设备、通风系统、空调系统等都需要电力供应。
电源系统通过电缆将电能传输到车厢内，为这些设备提供所需的电能，保障乘客的乘车舒适性和安全。
铁路系统是怎么供电的？
铁路系统是怎么供电的？铁路及火车供电系统，我从车站供电、普通火车供电、高铁列车供电三个方面解释：1、车站供电。
大型车站都有从电厂、或专用供电线路进行高压输送，通过供电站点变压器进行车站各种电气设备需求的高压、低压，进行供电，这类似于供电局给市区供电一样不难理解，不在这里多说了。
要说明的是，铁路沿途各站，是通过铁路全线的贯通供电线，给各站供电的。
2、普通列车供电。
电力牵引机车供电，是由沿途各供电所通过接触网进行供电的，详细说明在高铁部分进行。
由于我国铁路现代化建设发展很快，旅客列车已经基本被新型空调旅客列车替代，列车车辆的空调系统、照明系统、供暖系统等，用电量非常大，那么是如何供电的呢？旅客列车是由供电列车供电的。
什么是列车供电呢？由于目前旅客列车用电量大，还有一些是内燃机车牵引的不是电气化铁路线路，为了解决这个问题，在旅客列车上加挂一节供电专车，电力是由内燃发动机带动发电机进行发电，在通过电缆向个节车厢供电，所以旅客列车是使用供电列车提供的电能。
3、客运专线以及高铁供电系统。
客专高铁都属于动车列车，高铁时速300至350公里；客专时速200至250公里。
他们之间有什么本质上的区别呢？高铁是每个车轮做为动力驱动轮，客专是前部轮组、中部轮组、后部轮组做为动力驱动轮，因为每组动力车轮需要每项工作同步，这就提出来更高的技术要求，所以也称之为动车组。
我们知道高铁没有专门的车头，就是一组动车都有供电系统，所以每节列车的所有供电系统的电能，是通过沿途铁路接触网将供电所提供的电能，给每节列车供电的。
高铁与普铁的电气化供电原理是一样的，只不过高铁要求的各项指标更加严格罢了，因为列车速度加大，列车上部的取电受电弓、与机车上部的接触网需要可靠接触，才能正常取得电力。
时速越快冲击力越大，就像坐在卡车上小小的昆虫打在脸上都会很疼痛道理一样，所以高铁的接触网平直、平顺度要求很高。
我们知道交流电都是三相电，那么电气化铁路上部接触网只有一根线，这是怎么回事呢？先请看下图的电力机车构造及工作原图做为简单了解就行了：电力机车明白了，再简单叙述一下接触网。
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铁道供电原理
铁道供电是指为铁路交通提供电力的一种方式。
铁道供电原理主要有以下几个方面：
1. 直流供电：铁路供电系统通常采用直流供电的方式，直流供电可以减少电能损耗和电力线路的电压降低。
直流供电系统通常包括电源变电所、接触网、牵引变电所、牵引系统和辅助设备等。
2. 电源变电所：电源变电所是铁路供电系统的起始点，它将交流电转换为直流电，并通过接触网供给给牵引变电所。
3. 接触网：接触网是铁路供电系统的重要组成部分，它由一系列的接触线组成，一端连接到电源变电所，另一端固定在架空的铁道架子上。
列车通过接触线与接触网之间的接触滑行，从而获取所需的电能。
4. 牵引变电所：牵引变电所是供应列车牵引系统所需电能的设施，它将接触网提供的电能通过牵引变压器转换为适合列车牵引设备的电压和电流。
5. 牵引系统：牵引系统由列车上的电力设备和电机组成，它将接触线提供的电能转换为机械能，驱动列车运行。
6. 辅助设备：铁路供电系统还包括为列车和车站提供电力的辅助设备，例如车站照明、信号系统等。
这些设备通常由牵引变电所直接供电。