牵引供电系统与变电所
牵引供电变电所 分区所 AT所
变电所分区所 AT所开闭所（sub-section post）牵引网有分支引出时，为保证不影响电力牵引安全可靠供电而设的带保护跳匣断路器等设施的控制场所。
多设于枢纽站、编组场、电力机务段和折返段等处。
在供电分区范围较大的复线AT牵引网中，有时为了进一步缩小接触网事故停电范围和降低牵引网电压损失和电能损失，也可在分区所与牵引变电所之间增设开闭所，也称辅助分区所（subsectioning post）。
开闭所的主要设备是断路器。
电源进线一般设两回，复线时可由上、下行牵引网各引一回，出线则按需要设置。
当出线数量较多时，也可将开闭所母线实行分段。
单线时如就近无法获得第二电源，也可只引一回电源。
AT牵引网辅助分区所（SSP）的典型结构见下图。
图中，T为接触网；F为正馈线，PW为与钢轨并联的保护线（protection wire）；B为断路器；SD为保安接地器；LA为避雷器；OT为控制回路电源；PT为电压互感器；AT为自耦变压器。
保护线的作用是当接触网或正馈线绝缘子发生闪络接地时，可与保护线形成金属性短路，便于断电保护动作。
分区亭分区亭设于两个牵引变电所的中间，可使相邻的接触网供电区段(同一供电臂的上、下行或两相邻变电所的两供电臂)实现并联或单独工作。
如果分区厅两侧的某一区段接触网发生短路故障，可由供电的牵引变电所馈电线断路器及分区亭断路器，在继电保护的作用下自动跳闸，将故障段接触网切除，而非故障段的接触网仍照常工作，从而使事故范围缩小一半。
AT所牵引网采用AT供电方式时，在铁路沿线每隔10km左右设置一台自耦变压器AT，该设置处所称做AT所。
牵引网的构成：1 馈电线2 接触网3 轨道回路和回流系统（一）牵引变电所牵引变电所是电气化铁路的心脏，它的功能是将电力系统输送来的110kV或220kV等级的工频交流高压电，通过一定接线形式的牵引变压器变成适合电力机车使用的27.5kV等级的单相工频交流电，再通过不同的馈电线将电能送到相应方向的电气化铁路（接触网）上，满足来自不同方向电力机车的供电需要。
牵引变电所原理
牵引变电所是一种用于电气牵引系统的供电设备，主要用于供应电力给铁路牵引车辆。
其工作原理如下：
1.输电系统：牵引变电所通常连接到高压输电网，通过输电线路将电能传输到牵引变电所。
2.变电系统：牵引变电所内部设有变电设备，包括变压器和开关设备。
变压器将输电线路上的高压电能转换为所需的供电电压，通常为600V或1500V。
3.供电系统：将被转换后的供电电压通过开关设备分配和控制，根据牵引车辆的需要进行调节和供应。
4.牵引系统：最后，供应的电能通过接触线或供电杆传输到铁路牵引车辆，并提供所需的电力供应，以驱动列车行驶。
牵引变电所的工作原理基于电力传输和分配的基本原理，通过变压和电力控制来满足铁路牵引系统对电能的需求。
经过转换和调节后的电能会通过供电系统传输给牵引车辆，实现列车的动力来源。
牵引变电所在实际应用中需考虑安全性、稳定性和可靠性等因素。
同时，为了提高电能的利用效率，牵引变电所还可以采用回馈制动等技术，将列车制动时产生的能量回馈至电网，提高系统的能量利用效率。
总而言之，牵引变电所通过对电能的转换、分配和控制，为铁路牵引系统提供所需的电力供应。
它是电力传输和分配在铁路牵引领域的应用之一，具有重要的作用，提供可靠的动力支持，确保列车行驶安全和顺畅。
轨道交通供电4 牵引变电所的主要电气设备(1)
(3)多绕组变压器：用于电力系统 (4)自耦变电器：用于连接不 中一种电压等级输入变换得到多种 同电压的电力系统。也可做为 不同电压等级。如分裂变压器。 普通的升压或降后变压器用。
4.按冷却方式分：
(2)油浸式变压器：依靠油作冷却 (1)干式变压器：依靠空气对 介质、如油浸自冷、油浸风冷、油 流进行冷却，一般用于局部照 浸水冷、强迫油循环等。 明、电子线路等小容量变压器。
5.按铁芯形式分： (1)芯式变压器：用于高 压的电力变压器。 (2)壳式变压器：用于大电流的特殊 变压器，如电炉变压器、电焊变压器； 或用于电子仪器及电视、收音机等的 电源变压器。
6.按容量分： 按电力部门的相关规定: 630KVA以下为小型变压器；800--6300KVA为中小型变压器； 8000--63000KVA为大型变压器；90000KVA及以上为特大型变压器；
牵引变电所的电源一般来自电力系统的区 域变电所，牵引变电所的任务就是将电力系 统提供的三相工频交流电变为牵引所用的电 能。根据牵引制式的不同，牵引变电所又分 为直流牵引变电所和交流牵引变电所。根据 不同的牵引制式，变电所内完成相应的变压、 变相、变流作用。目前我国的牵引变电所主 要有电气化铁路的单相工频交流制牵引变电 所和城市轨道交通系统（地铁、轻轨）的直 流牵引变电所。
城市轨道交通牵引供电系统构成示意图
城市电网
主变电所
高压供电系统
三相交流
牵引变电所 牵引供电系统
馈线 回流线
接触网
直流
轨道
牵引变电所的类型和原理
牵引变电所是城市轨道交通牵引供电系统 的核心，它负担对电动列车直流电能的供 应，它的站位设置，容量大小，需根据所 采用的车辆形式、车流密度、列车编组， 经过牵引供电计算，经多方案比选确定。 牵引变电所有两种形式：户内式变电所和 户外式箱式变电所，前者适宜地下线路， 后者适宜地面线路。
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。
铁道供电原理
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。
电力牵引与电气计算、牵引变电所容量
定义
电力牵引是一种使用电能作为 动力源的牵引方式，通过牵引 电动机驱动车辆或机械设备。
环保
电力牵引不产生尾气和噪音污 染，对环境友好。
可靠性高
电力设备具有较高的可靠性， 减少了机械磨损和维护成本。电力牵引的应用与发展 Nhomakorabea应用
电力牵引广泛应用于地铁、轻轨 、动车组、货运列车等领域，成 为现代轨道交通的主要牵引方式 。
供电距离和线路参数
供电距离越长，线路阻抗越大，所需 牵引变电所容量越大。
牵引网供电方式
不同的牵引网供电方式对牵引变电所 容量有不同的影响。
牵引变电所容量优化策略
根据实际运行情况调整变压器分 接头
通过调整变压器分接头来改变电压水平， 从而减小变压器容量。
采用新型节能设备
采用新型节能设备如高效电动机、节能变 压器等，以减小牵引负荷，从而减小牵引 变电所容量。
优化供电系统网络结构
加强负荷管理
通过优化供电系统网络结构，减少供电距 离和线路阻抗，从而减小牵引变电所容量 。
通过加强负荷管理，合理安排机车运行和 调整负荷曲线，提高负荷率，从而减小牵 引变电所容量。
04 牵引变电所容量与电力牵 引的关系
牵引变电所容量对电力牵引的影响
供电能力
01
牵引变电所的容量直接决定了其供电能力，从而影响电力牵引
列车运行图
列车运行图决定了电力牵 引系统的运行方式和时间， 从而影响牵引变电所的容 量需求。
技术进步
随着电力牵引技术的不断 进步，列车牵引负荷逐渐 增加，对牵引变电所的容 量需求也随之提高。
电力牵引与牵引变电所容量的协调发展
规划与设计
在电力牵引系统的规划与设计中， 应充分考虑牵引变电所的容量需 求，确保其满足电力牵引发展的 需要。
牵引变电所简介
下面是电力牵引的输、供电系统示意图：
~ 发电厂或变电站（电力系统） 输电线（电力系统） 牵引变电所 馈电线
接触网
钢轨回流线
电力机车 钢轨
牵引供电系统
（2）外桥接线：如下图所示。该接线的特点是变压器故障 不影响线路，变压器的投入和切除方便，线路穿越功率只 经过桥断路器，但线路故障时影响一台变压器的供电。这 种接线往往用于电力系统中比较重要的系统联络线上。
3、双T接线：双T进线是目前采用较普遍的一种接线方式， 它在变电所要求有两回进线时采用。一般情况下，其中一 回引自电源点的专用间隔，另一路进线可从电力系统的各 供电线路上T接。双T接线比上述两种接线型式都简单，双 回进线在供电要求不高的场合，采用一回主供，另一回备 用。若两回进线均能作为主供回路，并能作为互为备用， 可取消外跨条，在供电要求高的场合，应优先采用两回进 线均能作为主供的方案。
直接供电方式
牵引变电所
接触网
电力机车
直接供电方式（基本型）
钢轨
还有一种直接供电方式称为带回流线的直 接供电方式，它是在接触网支柱上架设一条与 钢轨并联的回流线，称为负馈线（NF），如下 图。利用接触网与回流线之间的互感作用，使 钢轨中的回流尽可能地由回流线流回牵引变电 所，减少了电气空间，因而能部分抵消接触网 对邻近通信线路的干扰，但其防干扰效果不及 BT供电方式。这种供电方式可在对通信线路防 干扰要求不高的区段采用，能进一步降低牵引 网阻抗，供电性能要好一些，但造价稍高。
（1）三相YN/D11接线（Y/△接线） （2）单相V/V接线 （3）单相并联接线 （4）三相/两相斯科特接线
铁路牵引变电所、电力变、配电所讲义
故障处理流程和方法
故障判断
根据设备异常现象和保护动作情况，迅速 判断故障性质和范围。
故障处理
根据故障性质和现场情况，采取相应措施 进行处理，如更换故障设备、调整运行方
式等。
故障隔离
采取相应措施将故障设备隔离，防止事故 扩大。
故障记录与分析
详细记录故障发生时间、现象、处理过程 及结果，并对故障原因进行分析，总结经 验教训，防止类似故障再次发生。
检修
配电所应定期进行检修，包括预防性试验、小修、中修和大 修等，以发现和处理设备存在的问题，确保设备安全可靠运 行。
PART 05
铁路牵引变电所、电力变、 配电所运行管理
REPORTING
WENKU DESIGN
运行管理制度建立和执行
建立完善的运行管理制度
包括值班制度、交接班制度、设备巡视制度、倒闸操作制度、工作票制度、安全制度等，确保各项工作有章可循。
PART 04
配电所在铁路牵引供电中 作用
REPORTING
WENKU DESIGN
配电所功能及组成
功能
配电所是铁路牵引供电系统的重要组成部分，负责将高压电能转换为适合铁路 牵引设备使用的低压电能，并分配到各个牵引变电所和电力变。
组成
配电所主要由高压开关柜、变压器、低压开关柜、保护装置、测量仪表等组成。
牵引变电所作用与分类
作用
将电力系统提供的电能转换为适 合铁路牵引的电能，保证电力机 车的正常运行。
分类
根据电压等级、接线方式、设备 配置等不同因素，牵引变电所可 分为不同类型，如单相牵引变电 所、三相牵引变电所等。
电力变压器基本原理
变压器工作原理
利用电磁感应原理，通过变换交流电压、电流和阻抗等方 式，实现电能的传输和分配。
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*牵引供电系统组成
按电力机车集电方式的不同，接触网可分为： 架空单线式、架空复线式、第三轨方式 交流电气化铁道一般均采用架空单线式；城市无轨电 车则采用架空复线式，第三轨方式则普遍应用于地下 铁道。 架空接触网： 是一种悬挂在电气化铁道钢轨上方并和轨面保持一定 距离的链型或单导线系统，专为电力机车或电动车组 提供电力的特殊供电回路，机车通过受电弓与接触网 滑动接触取得电能。 由牵引变电所馈线到接触网末端的一段供电线路，称 为供电分区，也称供电臂。
*牵引供电系统组成
馈电线： 连接牵引变电所和接触网的导线，也称馈出线。馈电 线一般采用钢芯铝绞线，将变电所的电能输送给接触 网。
回流线： 是牵引供电回路中的一部分，是将轨道和牵引变 电所主变压器接地相之间连接的导线，通过其将 流经电力机车的负荷电流引入变电所。
*牵引供电系统组成
轨道： 除了作为电力机车的导轨外，轨道同时是牵引 供电系统中回流电路的一部分，在供给机车的 电流中有一部分是流入大地的，轨道的作用就 是将大地中的回流导入变电所。
*牵引供电系统组成
分相绝缘器： 又称电分相，串在接触网上，目的是把两相不同 的供电区分开，并使机车光滑过渡，主要用在牵 引变电所出口处和分区亭处。分段绝缘器又称电 分段，分为纵向电分段和横向电分段，前者用于 线路接触网上，后者用于站场各条接触网之间。 通过其上的隔离开关将有关接触网进行电气连通 或断开，以保证供电的可靠性、灵活性和缩小停 电范围等。
返回
*牵Байду номын сангаас供电系统组成
分区亭：
*牵引供电系统组成
开闭所：
实际上是起配电作用的开关站，增加牵引变电 所馈线数目,将长供电臂分段,使接触网横向电 分段,缩小故障范围。
*牵引供电系统组成
自耦变压器站： 将自耦变压器按一定间隔距离跨接在AT牵引网的接 触网、正馈线和钢轨间，起着支撑馈电系统的作用。 工频单相交流电气化铁道如采用自耦变压器（AT） 供电方式时，在沿线需每隔10～15km设置一台自耦 变压器。同时将分区亭和开闭所合并，以利运行管理。
牵引变电所—馈电线—接触网—电力机车——钢轨 和大地—回流线—牵引变电所
*牵引供电系统组成
牵引变电所：
完成变压、变相和向牵引网供电等功能，并实 现三相交流一次供电系统与单相电力牵引系统 的接口与系统变换。 （1）三相牵引变电所（Y／∆－11）
（2）单相牵引变电所（V／V）
（3）三相一二相牵引变电所（采用特种接线 方式，用以变相的平衡变压器）。
*牵引供电系统组成
分区亭： 1、可以使两相邻的供电区段实现并联工作或单独工 作。 2、当相邻牵引变电所发生故障而不能继续供电时， 可以闭合分区亭的隔离开关，由非故障牵引变电所 实行越区供电。 3、双边供电的供电区内发生牵引网短路事故时，可 由分区亭的断路器切除事故点所在处的一半供电区， 非事故段仍可照常工作。
变配电所的位置与作用
电力牵引供变电系统是指从电力系统或一次供电 系统接受电能，通过变压、变相或换流后，向电 力机车负荷提供电能，并完成牵引电能传输、配 电等全部功能的完整系统。 牵引供电系统主要由牵引变电所和牵引网组成。 牵引网实行单相供电，由馈电线、接触网、轨道 电路及回流线等组成。牵引供电构成的回路是： 牵引变电所——馈电线——接触网——电力机 车——钢轨和大地——回流线——牵引变电所。