牵引供电
牵引供电系统
牵引供电系统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。
牵引供电系统名词解释
牵引供电系统名词解释
牵引供电系统是指为城市轨道交通、铁路、有轨电车等交通运输工具提供动力能源的电气系统。
它的主要功能是向行驶中的车辆提供电力，使其具有牵引和制动能力，同时也为车辆提供辅助电源。
在牵引供电系统中，电源为交流或直流电源，通过接触网、第三轨等设备向车辆传输电能。
牵引供电系统通常包括以下主要组成部分：
1.接触网：接触网是铁路牵引供电系统的主要组成部分，它用于提供电力给行驶中的列车。
接触网一般由钢轨、导线和支架组成，通过支架固定在正常的高度和位置。
2.集电装置：集电装置是车辆与接触网之间传递电能的设备，它通过对接触网的接触，将电能传输到车辆上。
3.变电所：变电所是牵引供电系统的电源设备，它将电网输送的高压电流转换为适合运输工具使用的低压电流，并将其输送到接触网上。
4.牵引变流器：牵引变流器是一种用于控制电力输出的电气设备，它将接收到的电能转换为适合电动车辆使用的电流和电压。
5.辅助电源：辅助电源是为车辆提供照明、空调、信号等设备供电的电源，也可以为车辆的启动和停车提供电能。
在牵引供电系统中，各个组成部分之间的协调和运行非常重要，它们共同保证了交通运输工具的牵引和制动能力，保障了交通运输的安全和稳定。
牵引供电总结
1、.牵引供电系统的组成：牵引变电所 ，牵引供电回路 ，开闭所，分区所，自耦变压器站，牵引网（供电线，接触网，回流线，分相绝缘器，分段绝缘器，供电分区）牵引变电所：在牵引变电所内装设有牵引变压器，将电力系统110kV 或220kV 的高压降低为27．5kV 或2×27．5kV(自耦变压器供电方式)，以单相电馈送给牵引网，供电力机车使用。
分区所：接触网通常在两相邻牵引变电所的中央断开，将相邻的牵引变电所中间的两个供电臂分为两个供电分区没在中央断开出设置开关设备可以将两个供电分区联通，此处的开关设备称为分区所。
分区所可以使相邻的接触网供电区段实现并联或单独工作，可以增加供电的灵活性和运行的可靠性。
自耦变压器站:在沿线每隔10-15km 设置一台自耦变压器，用于自耦变压器供电方式。
2、供电电流制：直流制：600v ，750v ，1500v ，3000v 。
低频交流制：15kv/16.67hz ，11kv 或12.5kv/25hz ；单相工频交流制：27.5kv/50hz 。
3、牵引网的供电方式：直接供电方式（DF ）,直接加回流供电方式（DN ），自耦变压器供电方式（AT ），吸流变压器供电方式（BT ），CC 供电方式。
DF :牵引变电所将电能通过馈线传输到接触网，接触网通过受电弓连接到变压器仪一次测，然后通过钢轨流回变电所。
特点：供电回路的构成最简单，工程投资、运营成本和维修工作量都少；但对邻近通信线路的干扰影响严重，钢轨电位比其它供电方式要高。
DN ：在直接供电方式的结构上增设与轨道并联的架空回流线，就成为带回流线的直接供电方式，特点：原来流经轨道、大地的回流，一部分改由架空回流线流回牵引变电所，其方向与接触网中馈电电流方向相反，架空回流线与接触网距离较近，因此，相当于对邻近通信线路增加了屏蔽效果。
牵引网阻抗和轨道电位都有所降低。
AT:自耦变压器供电方式，简称AT 供电方式。
特点：它无需提高牵引网的绝缘水平及可将供电电压提高一倍。
牵引网供电方式课件
4
•吸流变压器—回流线装置BT
在牵引网中，每相距1.5km—4km间隔，设置 一台变比为1:1的吸流变压器。吸流变压器设在分 段中央，其原边串入接触网，副边串入沿铁路架 设的回流线。回流线通常就悬挂在铁路沿线的接 触网支柱外侧的横担上。
牵引网供电方式
5
1—牵引变电所；2—馈电线；3—接触网；4—电力机车； 5—钢轨；6—回流线；7—吸流变压器；8—吸上线。
所以实际装置是在供电臂内设置长度不大的许多吸上 分段，每个分段仅长2—4km，每个分段中央设置一台吸 流变压器。分段以吸上线为界，吸上线一端接回流线，另 一端焊入钢轨。
牵引网供电方式
10
按照这种安排，半段效应长度大大缩小，且只有处在一个分段 中的机车的电流而不是牵引网总电流在该分段产生半段效应影响。
但当高速、大功率机车在这种电路中通过吸 流变压器分段时，在受电弓上会产生强烈电弧， 为了克服此缺点，后来发展了一种新的牵引网供 电方式—自耦变压器供电方式。
牵引网供电方式
12
1/2I
T
n2
n2
I
R
n1
n1
F
AT1 1/2I
AT2
T—接触网；R—轨道；F—正馈线； AT—自耦变压器 AT供电方式：由接触网T、正馈线F、轨道大地系统R以 及每隔一定距离的自耦变压器(AT)构成。 AT并联于接触导线与正馈线之间，AT中点与钢轨相连。
缺点：1. 电力机车处于吸流变压器附近时防护效果差。
机车电流经轨道与大地，然后经回流线流回，接触网在a、
b段中没有电流，而回流线中有电流，则在ab段的长度内
等于没有防护。
牵引网供电方式
9
回流线cd 中无电流，在 接触网cd 段的长度内等于 没有防护。
(完整版)牵引供电方式
—轨道大地回路，改变为距离相对很小的接触网—回流线线路。而且，
方向相反，它们
这样就达到了牵引供电回路比较对称的目的，显著的消
使牵引电流在邻近的通信线路中的电
方式牵引网结构复杂，造价较高，由于吸流变压器串入接触网，使得牵
BT分段（火花间隙），不利于高速、
BT方式的钢轨电位低，抑制通信干扰的效果很好。
接触网对机车的供电方式
1） 直接供电方式
牵引网结构最简，投资最小，但钢轨电位较高，的直接供电方式
DN供电方式：在钢轨上并联架空回流线（又
。
原来流经轨道、大地的回流，一部分改由架空回流线流回牵
其方向与接触网中馈线电流方向相反，架空回流线与接触网距离较近，
G入地。在钢轨对地泄漏电阻和机车取流较
AT区段中部加横向连接线CPW，将钢
并联于牵引网中，克服了BT串入网中BT分段的缺陷，使供电电压成倍
170%-200%），网上压
5） CC供电方式
同轴电缆内外导体间的互感系数很大，吸流效果和抑制通信干扰的效果均
BT和AT供电方式。CC供电牵引网阻抗和供电距离与AT方式相近，钢轨
以加长带有不同电位的两段钢轨之间的距离，此外，当
--回方式比吸--轨方式抑制通信干扰的效果好。我国采用的BT方式均为
-回方式，日本东海道新干线也如此，而英国、法国、瑞典两种方式都有应用，
BT-钢轨方式。
1：1的特殊变压器，其特点是要求励磁电流小。吸
1.5-4km 设置
在两个吸流变压器中间，把轨道和回流线连接起来，这个连接
AF与T架设在同一支柱上。牵引变压器的次边以55kV，在供电臂上并接
。AT两半线圈匝数n1＝n2，即原、次边变比为2：1，使供给接触网上的电
铁路供电系统—牵引供电系统的供电方式
任务1 铁路供配电系统概述
带回流线的直接供电方式
相对直接供电方式，钢轨电位和 对通信线路的干扰有所改善。
优点：钢轨电位降低；牵引网阻 抗降低，供电距离增长；对弱电系统 的电磁干扰减小。
缺点：相对BT方式，结构简单， 投资少，维护费用低；牵引网阻抗减 小，供电距离增长。
项目三 铁路供电系统
任务1 铁路供配电系统概述
项目三 铁路供电系统
任务1 铁路供配电系统概述
一 铁路供配电系统的组成 二 牵引供电系统的供电方式
任务1 铁路供配电系统概述
供电方式的种类
铁路牵引供电系统主要的供电方式有3种：直接供电方式、带回流 线的直接供电方式和AT（自耦变压器）供电方式。
任务1 铁路供配电系统概述
直接供电方式
牵引电流通过电力机车后直接从钢轨或大地返回牵引变电所； 优点：结构简单，投资最少，维护费用低；在负荷电流较大的情 况下，钢轨电位高； 缺点：对弱电系统的电磁干扰较大，不适用平原地区及城市附近。
一 铁路供配电系统的组成 二 牵引供电系统的供电方式
任务1 铁路供配电系统概述
AT（自耦变压器）供电方式
自耦变压器供电方式又称AT供电方式，它是在馈电线中设置自耦 变压器，将其并联于接触网、钢轨和正馈线之中。
任务1 铁路供配电系统概述
AT（自耦变压器）供电方式
它是用自耦变压器代替了吸流变压器，正馈线代替了回流线。接 触网与钢轨、正馈线与钢轨间的自耦变压器两半线圈上电压相等。
任务1 铁路供配电系统概述
AT（自耦变压器）供电方式
自耦变压器并联于接触网上，不需增设电分段，能适应高速、大 功率机车的运行。但AT供电方式接触网结构复杂，供变电设施较多， 运营维护难度较大。
牵引供电系统外部电源与供电方式
高速铁路牵引供电系统的实际应用中，需要关注供电能力、电能质量和环 境保护等方面的问题。
磁悬浮列车牵引供电系统
磁悬浮列车牵引供电系统通常采用直流供电方式，通过磁悬浮变电所将来自电网的高压交流电转换为 直流电，为磁悬浮列车提供动力。
牵引供电系统外部电 源与供电方式
目录
• 牵引供电系统概述 • 牵引供电系统外部电源 • 牵引供电系统供电方式 • 牵引供电系统外部电源与供电方式的
优化 • 牵引供电系统外部电源与供电方式的
实际应用案例
01
牵引供电系统概述
牵引供电系统的定义与功能
定义
牵引供电系统是为电气化铁路或 城市轨道交通提供电能的系统， 通过接触网向电力机车或电动汽 车提供所需直流或交流电能。
容量
牵引供电系统外部电源的容量应根据 牵引负荷的大小和运行方式进行选择 ，以确保供电的可靠性和稳定性。
稳定性
外部电源的稳定性对牵引供电系统的 正常运行至关重要，应采取措施确保 电源的电压、频率和波形等参数的稳 定。
03
牵引供电系统供电方式
直接供电方式
01
直接供电方式是一种简单的牵引 供电方式，通过牵引网直接向电 力机车供电。
02
该方式结构简单，投资少，但会 对沿线通信线路产生干扰。
串联电容补偿供电方式
串联电容补偿供电方式是在牵引网中 串联电容，补偿感性负载的无功功率， 提高功率因数。
该方式可以减少对通信线路的干扰， 但需要增加补偿装置和滤波装置。
吸流变压器供电方式
吸流变压器供电方式是通过吸流变压 器将牵引电流从接触网引至回流线， 减少对通信线路的干扰。
牵引供电系统保护基本原理全
➢动作时限
t' 0s
没有人为延时，只考虑继电 保护固有动作时间
16
❖保护范围校验
最大运行方式下三相短路时保护范围最大，最小运行 方式下两相短路时保护范围最小。
最小运行方式下两相 短路时的保护范围
Lb%L Lm AiB n100%(15%~20% )
线路全长
ห้องสมุดไป่ตู้17
❖ 电流速断保护的评价
➢ 优点：简单可靠，动作迅速 ➢ 缺点：
jX
Zset
ZK
k
R
jX
1 2 Z set
o
Zset
1 Z K 2 Z set
ZK R
全阻抗继电器
方向阻抗继电器
34
方向阻抗继电器的死区及消除死区的方法
当在保护安装地点正方向出口处发生相间短路时,故 障环路的故障电压将降低为零,此时任何具有方向性 的阻抗继电器将因加入的电压为零而不动作,从而出 现保护装置的死区。 为减少和消除死区，可采用以下方法： ➢ 记忆回路 ➢ 装设辅助保护（主要为电流速断保护）
◆相控整流电力机车负荷电流中含有丰富的奇次谐波 分量（三次谐波为最多），而牵引网短路电流接近于 正弦波，因此可利用三次谐波的含量区分正常工作与 故障状态； ◆电力机车通过电分相或空载投入AT，牵引网产生 的励磁涌流接近故障电流，但其中含有较高的二次谐 波分量，因此可利用二次谐波区分励磁涌流和故障电 流。
保护2 电流速断
保护1 电流速断
A
B
C
D
2
1
t
t' 2
t '' 2
t '' 1
t
t ' t
1
l
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任务二：认知牵引供电系统
天津铁道职业技术学院
二○一四年九月
项目一：认知电力牵引供电系统
任务二：认知牵引供电系统
•任务描述：
通过学生绘制电气化铁道牵引供电系统示意图，列表说明 牵引变电所引入线方式、接触网供电方式、牵引供电系统供电 方式等技能训练，使学生认知牵引供电系统相关知识，能根据 实际线路设计合理的牵引供电方式。
作用：将供电臂分段，事故时缩小事故范围，提高供电 的可靠性、灵活性；减少变电所的复杂性；不改变电压大 小，只扩大馈线回路数，相当于配电所。
（2）分区亭（SP，分区所）—section post：设置于两个牵 引变电所的中间，可使两相邻的接触网供电区段实现并联 或单独工作。
位置：设在两个牵引变电所中间，增加供电的灵活性、可 靠性
4）分相绝缘器：
在单相交流牵引供电系统中，为了平衡电力系统的A、B、 C各相负荷，一般要实行A、B相轮流供电。所以A、B相之间 要进行分开，这称为电分相。电分相通常由分相绝缘器实现。 在变电所出口处及两牵引变电所之间（供电臂末端）必须设 电分相装置。
牵引变电所
电分相
回流线
列车
牵引变电所 接触网
吸流变压器供电方式示意图
该方式防干扰效果好，但供电臂阻抗大，电压损失大，牵引 变电所间距小,目前已基本不采用。每隔1.5-4 千米设置一台。
（四）自耦变压器供电方式（AT方式）
自耦变压器供电方式示意图
供电臂阻抗小，牵引变电所间距大，供电能力强，并且由于正 馈线的作用，对弱电系统的电磁防护效果与BT供电方式相当。
牵引变电所
电分相
回流线
列车
牵引变电所 接触网
电分相 钢轨
牵引供电系统原理示意图
(2)牵引网 牵引网是由馈电线、接触网、钢轨和大地、回流线
组成的供电网。
1）馈电线:连接牵引变电所和接触网的导线。它将牵引变电所 变换后的电能送到接触网。 2）接触网:是一种悬挂在轨道上方，沿轨道铺设的和铁路钢轨 保持一定高度，牵引电能就由接触网进入电动车组，从而驱动 牵引电动机使列车运行。
•成果展示：
牵引电力系统原理示意图 变电所一次侧的主接线方式列表 接触网的供电方式列表 牵引供电系统供电方式列表 识别**变电所引入线方式、**线路接触网供电方式、 牵引供电系统供电方式
问题提出：
电力系统向电气化铁路供电示意图
区域电网
220kV
CBA
牵引 变电所
V/X
牵引变
接触网 受电弓 动车组
电分相 钢轨
牵引供电系统原理示意图
电分相装置包括分相绝缘装置和相应的线路标志构成。
测试：
二、牵引变电所引入线方式
1）、“桥”接方式（通过式接法）
特点：输电线路上的负荷要穿越牵引变电所。
适用：环形供电和双边供电，以及电力系统要求电力网穿越牵引变电所的场 合
×
×
×
×
×பைடு நூலகம்
×
内“桥”接方式
外“桥”接方式
2）、“T”接(双 “T”)方式
× ×
双 “T”方式 特点：外部负荷不进入牵引变电所， 与前者比设备减少，投资节约。 适用：单边供电和双边供电。 3）单母线分段方式
特点：引入和引出线多，允许外部电源穿越牵引变电所,供电灵活. 适用：中心变电所。
×
五、接触网的供电方式
1）单边供电：变电所从一边给供电臂供应电能。接触网的分 界点设有柱上隔离开关，当一个变电所故障时，实现越区供电 (同相电) 。
受电弓-接触网系统
钢轨
受电弓-接触网系统是高速列车获得动力的唯一途径
一、牵引供电系统的组成与作用
G 电力系统(发电厂）
输电线
牵引变电所
馈电线
接触网
回流线 钢轨、地
电力机车
电力 地铁
G
电力系统(发电厂）
输电线
主（降压）变电站
回流线
直流牵引变电所
馈电线
接触网
走行轨
电动车辆
牵引供电系统组成示意图
一次供电网络
接触网有关知识
123456789111－－－－－－－－－0－－支棒平承接定吊定定钢平柱式腕力触位弦位位轨腕绝臂索线器管管臂缘支子撑
常见基础类型
全补偿悬挂
半补偿悬挂
未补偿悬挂
3）轨道:在非电牵引情形下只作为列车的导轨。在电力牵引 时，轨道除仍具有导轨功能外，还需要完成导通回流的任务 。因此，电力牵引的轨道，需要具有良好的导电性能。
电
气
化
铁
道
供
牵引变电所
电
系
统 牵引供电系统
馈电线
牵引网
接触网 钢轨与大地
回流线
1.牵引供电系统组成
(1)牵引变电所
牵引变电所的作用是降压，并将三相电源转换成两个单相
电源，然后通过馈电线分别供电给牵引变电所两侧的接触网。 牵引变电所的主要设备是牵引变压器，原边通常110kv(220kv)， 副边为27.5kv；AT供电方式副边电压为55kv或2×27.5kv。
4）回流线: 是连接轨道和牵引变电所的导线。通过回流线 把轨道中的回路电流导入牵引变电所的主变压器。
(3)牵引供电系统的其他供电设备
1）开闭所—sub-feeder switching post：指不进行电压变换 而用开关设备实现电路开闭的配电所。
位置：设在车站、货场附近、电力机务段、枢纽站等大 宗负荷处。
直接供电方式示意图
此方式结构简单，投资少，维护费用低，牵引网阻抗最小，但 对弱电系统的电磁干扰较大。
（二）带回流线的直接供电方式
带回流线的直接供电方式示意图
该方式基本能满足对弱电系统电磁防护的需要，是目前比较常 用的一种供电方式。（跟BT 、AT比牵引网结构简单）。
（三）吸流变压器供电方式（BT方式）
作用：分相；越区供电；缩小事故的范围
• 开闭所是扩充馈线用的，象编组站、机务段等；
• 分区所是复线电气化铁路不同供电臂之间为提供上下行接 触网并联和越区供电功能而设置的。
3）分段绝缘器：
分段绝缘器又称分区绝缘器，是接触网电气分段的常用 设备。它安装在各车站装卸线、机车整备线、电力机车库线、 专用线等处。在正常情况下，机车受电弓带电滑行通过。
单线单边供电 A
C
C
B
复线单边供电 1、复线单边末端并联供电
2、复线单边全并联供电
分区亭
测试：
×
×
×
×
×
×
×
× ×
双 “T”方式
C
C
B
A
2）双边供电：机车由相邻的两个变电所供电，由断路器合闸实现。 要求：设置分区所来缩小故障范围，和检修的停电范围。
复线双边供电设备复杂，保护困难，目前我国只采用复线单 边供电。 三、牵引供电系统向电力机车的供电方式 （ 一）直接供电方式