高速铁路概论-第三讲-高铁牵引供电和车辆
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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：
10
1.1 电力系统向电气化铁道的供电
电气化铁道属一级负荷，对供电可靠性要求高。牵引变 电所一般设置两台变压器，要求有两回独立电源。 独立电源 一回电源的故障停电，应不影响另一回电源的工作。 （1）引自不同的变电所（甚至不同地域的变电所） （2）引自同一变电所的不同母线（分别运行） 在布置变电所位置时，就要考虑外部电源条件，同电力 部门协商供电方案。
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
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一. 牵引供电系统
牵引网（Traction Network） 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。 轨道—— 牵引电流的回流导线；支撑与导向；信号专业轨道电路 回流线——指连接轨道和牵引变电所的导线 其他设施 负馈线（回流线），吸上线，BT，AT，正馈线，保护线，地线， 供电线
牵引供电系统应适应高速列 车采用再生制动工况
5
一. 牵引供电系统
电气化铁道（Electric Railways） 使用外部输入的电力能源（electric power）来驱动列车行驶的 铁道运输方式。 电能具有不能大量储存的特点。 电气化铁道包括：电力机车（含电动车组）、沿线的供电设施。
牵引供电系统（Traction Power Supply Systems） 向电Байду номын сангаас机车提供电能的沿线供电设施，从电能的传输、分配角
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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。
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1.3 牵引网向电力机车的供电
（2）自耦变压器供电方式（AT方式）
自耦变压器 Auto-transformer
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一. 牵引供电系统
牵引供电系统的其他设施
分区所（Section Post, SP） 设于两变电所之间，把电气化铁道牵引网分成不同供电区段，设有
开关设备，根据运行需要可以连接同一供电臂的上、下行接触网， 或连接不同的供电臂以实现越区供电。 开闭所（Sub-feeder Switching Post, SFSP） 实际上是开关站，多设于铁路枢纽，一般两路进线、多路馈线，以 实现对站场各股道群的分别供电控制。 （1）进线和馈线都经过断路器，可灵活地对各分区接触网停、供 电 （2）在断路器上可实现短路故障保护，从而缩小事故停电范围 （3）对AT牵引网，往往同ATP合建，增强对供电臂供电的灵活性 AT所（AT Post, ATP） AT供电系统，除变电所、分区所和开闭所外，在牵引网上放置自耦 变压器的场所。
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内容提要：
• §第一章 高速铁路牵引供电 • §第二章 高速铁路车辆
3
第一章 高速铁路牵引供电 1. 牵引供电系统 2. 接触网 3. 综合SCADA系统
4
高速铁路牵引供电系统的特点
机车牵引电流大，牵引供电 系统供电功率大
牵引供电 系统的特点
2021/4/14
供电臂中负荷电流波动大
列车速度高，列车通过供电 臂时间短
高速铁路概论
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高速铁路概论
课程内容安排
• 第一讲：高速铁路概述 • 第二讲：高速铁路基础设施与车站 • 第三讲：高速铁路牵引供电、车辆动力与车辆 • 第四讲：高速列车信号、控制系统、通信系统 • 第五讲：高速铁路运输组织与高速铁路客运服务 • 第六讲：高速铁路运用安全保障与环保 • 复习 • 考试
度构成牵引供电系统。 牵引供电系统主要包括：牵引变电所
牵引网 专用高压供电线路
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牵引供电系统示意图
电力系统 牵引变电所
YNd11接线 单相Ii接线 单相Vv接线 YN 接线 YN 接线 Scott接线 YNd11d1接线
直接供电方式 带回流线的直接供电方式 吸流变压器(BT)供电方式 自耦变压器(AT)供电方式
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1.2 牵引变电所向牵引网的供电
复线
SS1
SP
SS1
SP
单边分开供电
单边并联供电
SS1
SP
单边全并联供电
SS1 双边纽结供电
SS2
13
1.3 牵引网向电力机车的供电 为保证向动车组提供合格的电压，同时减
少电气化铁道对邻近通信线路的干扰影响， 牵引网有不同的拓扑结构。高速铁路牵引网 一般采用带负馈线的直接供电方式和AT供电 方式。
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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。
牵引网
钢轨
额定电压25kV，正常工作范围20~29kV。
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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：
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1.1 电力系统向电气化铁道的供电
电气化铁道属一级负荷，对供电可靠性要求高。牵引变 电所一般设置两台变压器，要求有两回独立电源。 独立电源 一回电源的故障停电，应不影响另一回电源的工作。 （1）引自不同的变电所（甚至不同地域的变电所） （2）引自同一变电所的不同母线（分别运行） 在布置变电所位置时，就要考虑外部电源条件，同电力 部门协商供电方案。
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
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一. 牵引供电系统
牵引网（Traction Network） 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。 轨道—— 牵引电流的回流导线；支撑与导向；信号专业轨道电路 回流线——指连接轨道和牵引变电所的导线 其他设施 负馈线（回流线），吸上线，BT，AT，正馈线，保护线，地线， 供电线
牵引供电系统应适应高速列 车采用再生制动工况
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一. 牵引供电系统
电气化铁道（Electric Railways） 使用外部输入的电力能源（electric power）来驱动列车行驶的 铁道运输方式。 电能具有不能大量储存的特点。 电气化铁道包括：电力机车（含电动车组）、沿线的供电设施。
牵引供电系统（Traction Power Supply Systems） 向电Байду номын сангаас机车提供电能的沿线供电设施，从电能的传输、分配角
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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
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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。
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1.3 牵引网向电力机车的供电
（2）自耦变压器供电方式（AT方式）
自耦变压器 Auto-transformer
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一. 牵引供电系统
牵引供电系统的其他设施
分区所（Section Post, SP） 设于两变电所之间，把电气化铁道牵引网分成不同供电区段，设有
开关设备，根据运行需要可以连接同一供电臂的上、下行接触网， 或连接不同的供电臂以实现越区供电。 开闭所（Sub-feeder Switching Post, SFSP） 实际上是开关站，多设于铁路枢纽，一般两路进线、多路馈线，以 实现对站场各股道群的分别供电控制。 （1）进线和馈线都经过断路器，可灵活地对各分区接触网停、供 电 （2）在断路器上可实现短路故障保护，从而缩小事故停电范围 （3）对AT牵引网，往往同ATP合建，增强对供电臂供电的灵活性 AT所（AT Post, ATP） AT供电系统，除变电所、分区所和开闭所外，在牵引网上放置自耦 变压器的场所。
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内容提要：
• §第一章 高速铁路牵引供电 • §第二章 高速铁路车辆
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第一章 高速铁路牵引供电 1. 牵引供电系统 2. 接触网 3. 综合SCADA系统
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高速铁路牵引供电系统的特点
机车牵引电流大，牵引供电 系统供电功率大
牵引供电 系统的特点
2021/4/14
供电臂中负荷电流波动大
列车速度高，列车通过供电 臂时间短
高速铁路概论
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高速铁路概论
课程内容安排
• 第一讲：高速铁路概述 • 第二讲：高速铁路基础设施与车站 • 第三讲：高速铁路牵引供电、车辆动力与车辆 • 第四讲：高速列车信号、控制系统、通信系统 • 第五讲：高速铁路运输组织与高速铁路客运服务 • 第六讲：高速铁路运用安全保障与环保 • 复习 • 考试
度构成牵引供电系统。 牵引供电系统主要包括：牵引变电所
牵引网 专用高压供电线路
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牵引供电系统示意图
电力系统 牵引变电所
YNd11接线 单相Ii接线 单相Vv接线 YN 接线 YN 接线 Scott接线 YNd11d1接线
直接供电方式 带回流线的直接供电方式 吸流变压器(BT)供电方式 自耦变压器(AT)供电方式
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1.2 牵引变电所向牵引网的供电
复线
SS1
SP
SS1
SP
单边分开供电
单边并联供电
SS1
SP
单边全并联供电
SS1 双边纽结供电
SS2
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1.3 牵引网向电力机车的供电 为保证向动车组提供合格的电压，同时减
少电气化铁道对邻近通信线路的干扰影响， 牵引网有不同的拓扑结构。高速铁路牵引网 一般采用带负馈线的直接供电方式和AT供电 方式。
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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。