高速电气化铁路变配电系统构成(四学时2015)
当中性点不接地系统单相接地时，它的相对地绝缘所承受 的长期最大工作电压为线电压，操作过电压最大值可达3.5倍 相电压。
中性点直接接地方式的利弊分析 1.供电可靠性
供电可靠性低，任何短路故障均需跳闸，而且单相短路电流 很大，对断路器的运行不利。为避免停电事故，可采用自动重 合闸，但更增加了断路器负担，特别是在重合不成功时。也可 采用有备用接线形式，如：双回线、环形电网供电等。
U
(0) fB
120O U
U fB
对于中性点不接地系统，当发生单相接地故障时，非故障 相电压升高√3倍.
6
2.电弧单相接地
电弧接地常由雷击或鸟害引起，在线路或变电站的绝缘薄弱 环节发生，这种接地会在整个电网中引起操作过电压。
如果以后每 隔半个工频周 期都重复发生 熄弧和重燃， 过渡过程也将 重复，这样， 将导致非故障 相的最大过电 压为3.5Uxe， 故障相的最大 过电压为 2Uxe。
客运专线电力线路宜采用中性点直接接地方式
（3）提高系统抗灾能力
500kV、330kV、220kV、110kV、35kV、10kV 6kV、3kV、0.4kV 超高压： 500kV、330kV 特高压：750kV、1000kV
各种电器设备额定电压的确定：
电力线路和受电设备的额定电压和系统的额定电压 相等； 发电机的额定电压规定比系统的额定电压高5%； 变压器额定电压的确定：
如图所示三相系统：
U A
N
N L IL
II
fB fC
CCC
ABC
CCC
ABC
IL
If
U C
U fC
If
I fB I f
I fC U B
U N U fB
二、高速铁路的变配电系统
向铁路车站和沿线的全部非牵引电气设备供电（包 括动力、信号和照明等）的沿线供电设施。
铁路变配电系统主要包括：外部电源、变配电所、高 压电力贯通线及场站电力线路。
电力电缆
电力电缆
10kV电力电缆沿线路两侧电缆槽敷设，与接触网和钢 轨并行，电缆金属护层上产生的感应过电压超标。所以， 10kV电力电缆金属护层宜采用双端接地方式（或单端接 地）
9
5、提高电力供电可靠性措施
（1）保证系统可靠备用
●各配电所自国家电网接引两路电源 ●各配电所采用单母线分段接线型式 ●10kV配电网络采用双路环网电力电缆 ●变配电所、箱式变电站内配电变压器按双台配置
(VG k1
V ) / k2
VG k1
PR QX V
/
k2
(1)调节励磁电流以改变发电机端电压VG； (2)适当选择变压器变比k1、k2； (3)改变线路无功功率分布Q（并联电容补偿）； (4)改变线路参数X （串联电容补偿） ；
5
7、电力系统中性点运行方式
电力系统中性点：
(2)顺调压：在大负荷时允许中枢点电压低一些，但不低于线路 额定电压的102.5%，小负荷时允许其电压高一些，但不能高 于线路额定电压的107.5%。适用于供电距离较近，或负荷变 动不大的变电所。其特点为与电压变化规律一致，容易实 现，但调压效果差。
(3)常调压：介于逆调压和顺调压之间的调压方式，在任何负荷 下中枢点电压保持为恒定数值，一般比线路额定电压高 2%~5%。
电力系统无功功率平衡关系式： QGC QLD QL 0
维持频率稳定，实现有功功率平衡采用从全系统角 度实现平衡的方法；
维持电压稳定，实现无功功率平衡应采用以就地平 衡为主的方法，功率因数cosφ；
实现以上调压方式的措施：
VG
1:k1
G
R+jX
k2:1
Vb
P+jQ
b点的电压为：Vb
一次侧(接受功率侧)绕组额定电压：一次侧绕组 相当于受电设备，所以应与系统的额定电压相等；
二次侧(输出功率侧)绕组额定电压：二次侧绕组相 当于供电设备，所以应比系统的额定电压高10%；
3、电力网中电压分布及电气设备额定电压 的确定
试确定如下电力系统中发电机额定电压、变压器 额定变比：
10kV T1
220kV
外部电源
变配 电所
综合贯通线
一级贯通线
箱变
箱变
外部电源
变配 电所
综合贯通线
一级贯通线
箱变
箱变
外部电源
变配 电所
变配电所40-60km间隔
通讯网络 SCADA
相邻所对贯通线形成互供条件
8、铁路供电系统
1、外部电源
是指直接向变配电所供电的地方供电线路，供电线路一般 分为相互独立的两路，电压为 10kV（或110kV）。
（2） 中性点直接接地系统
这种系统的主要特点是单相接地短路电流很大，有时甚至会超 过三相短路电流，由此带来一系列缺点，如：所有故障都引起断 路器跳闸；断路器动作频繁并需要选择具有较大遮断容量的断路 器；对系统稳定影响较大的。其明显的优点是：电网设备的绝缘 水平可取低一些，是一种投资较少的中性点接地方式。
（2）提高设备可靠性
●配电所选用SF6气体绝缘开关柜 ●箱式变电站选用SF6气体绝缘开关柜 ●变压器选用干式变压器 ●低压开关柜采用高可靠性、模数化、组合式柜型
（2）Байду номын сангаас偿电抗器设置方案
集中补偿方案
分散补偿方案
补偿电抗器宜在配电所内集中设置
6、电力配电关键技术
（1）中性点接地方式
中性点直接接地和中性点经小电阻接地属于有效接地系 统，中性点不接地和中性点经消弧线圈接地属于非有效接地 系统。 中性点有效接地系统：短路电流大，短路易切除，过电压低； 中性点非有效接地系统：短路电流小，短路不易切除，过电压 高；
电力网：电力系统中输送和分配电能的部分，包 括升、降压变压器和各种电压等级的输 电线路。 电力网分为输电网和配电网
1
水力发电厂
火力发电厂 核发电厂
2
2、电力系统的额定电压和额定频率
任何电器设备都有其自身的额定电压VN和额定频 率fN，电器设备只有在其自身的额定电压VN和额定频 率fN下运行，才具有最好的技术性能和经济效果。 我国电力系统的额定频率fN=50Hz； 我国电力系统的额定电压VN包括：
得电能，如单回路放射式、干线式、 树状网络。
放射式
干线式
树状网络
5、对电力系统的基本要求
（1）电力系统运行的特点
电能不能大量存储； 电力系统的暂态过程非常短促； 与国民经济、人民生活联系密切；
（2）对电力系统运行的基本要求
保证供电的可靠性； 保证良好的电能质量； 保证系统运行的经济性； 减少对生态环境的有害影响；
电力系统中的其它无功源—无功补偿装置：电容器、 SVC、SVG等。
对电力系统电压中枢点的调整方式：
逆调压、顺调压、常调压
(1)逆调压：在最大负荷时保持中枢点电压比线路额定电压高 5%，在最小负荷时保持为线路额定电压。适用于供电线路 较长，负荷变动较大的中枢点。其特定为可改善电压质量， 但与电压的变化规律相反，所以实现起来要求较高，难度较 大。
发电机、变压器绕组采用星形连接的中性点。
中性点运行方式会影响电力系统的：
(1)供电可靠性； (2)过电压与绝缘水平的配合； (3)继电保护的配置； (4)对通讯的干扰； (5)对系统稳定的影响；
中性点的运行方式：
不接地、直接接地、经电阻接地(高阻或低阻)、经电抗器接 地等。
（1）中性点不接地系统
高速电气化铁路变配电系统构成
北京交通大学电气学院 郎兵 blang@
2015年10月
一、电力系统的基本概念
主要授课内容
一、 电力系统的基本概念 二、 高速铁路的变配电系统
1、什么是电力系统、电力网
电力系统：将用于生产、传输、分配和消费电能的 发电机、变压器、输配电线路及各种用 电设备连接在一起，而组成的统一整体。
（4）值班方式
采用无人值班工作方式。
3、10/0.4kV箱式变电站
主要对区间通信、信号等一级负 荷，以及沿线动力照明等供电。
包括：干式变压器、熔断器、 SF6负荷开关等。
4、10kV贯通线
沿线输电线路，高速铁路设置两回电力贯通线，一条为一级
负荷贯通线，另一条为综合负荷贯通线，分别沿铁路两侧预制 电缆槽敷设，采用单芯电缆，三相采用“品”字形全换位敷设。
IA A
UA
UC
B IB
C
UB
IC UN
CC CB
正常运行时中性点位移
RC RB RA CA
理论上：正常情况下，中性点不接地系统，如果三相系统对 称，三相电压对称，则中性点对地电位为零。
实际上：由于相对地、相对相存在分布电容且不对称，所以正 常运行时，则中性点对地电位不为零。通常情况下不
对称度在3.5%左右。
2.过电压与绝缘水平
中性点直接接地系统中，相对地的绝缘承受的长期最大工作 电压为相电压，承受的大气过电压，取决于避雷器的保护特 性。
7
（3）中性点经消弧电抗器接地系统
中性点经消弧电抗器接地是隶属于中性点不接地系统的一
种运行方式。中性点经消弧电抗器接地系统的主要优点是使单
相接地故障引起的停电事故大大减少。
如图所示三相系统：
N If
UC UB UA
If
大地
中性点不接地方式的利弊分析 1.供电可靠性
中性点不接地系统单相接地故障点流过的电容电流不大， 常能自动解除，即使遇到持久性接地故障，也不需要立即跳闸 开断线路，可让运行人员有一定时间处理故障或倒用备用设 备，因此保证了不间断供电，提高了供电可靠性。
4
6、电力系统的频率调整及电压调整
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.。
电气化铁道供电系统
（2）接触网
• 架在电气化铁道上空，向电力机车供电的输 电线路。
架空式接触网组成
2、电力机车
• 电力机车由车体、车底架、走行部、车钩缓 冲装置、制动装置和一整套电气设备等组成。 机车的走行部为两台三轴转向架。 • 电力机车是靠顶部升起的受电弓从接触网上 取得电能后并转换成机械能牵引列车运行的。
• 我国目前使用的干线电力机车主要是国产韶设备及其电路
– （1）主电路：
• • • • • 受电弓 主断路器 主变压器 调压装置 电抗器
– （2）辅助电路 – （3）控制电路
电力机车的电气设备及其电路
思考与练习
• 1. 电力机车主要由 、 、 车钩缓冲装 置、制动装置和一整套电气设备组成。 • 2.电力机车的电气设备主要由三条电路: 、 和 。 • 3. 电力机车上的主电路的电气设备依次是： 受电弓、主断电路、 调压装置、 、 、 制动电阻。
电气化铁道供电系统
三、电力机车
• 采用电力机车牵引的铁道称为电气化铁道。电气化 铁道由牵引供电系统和电力机车两部分组成。
1、牵引供电系统
• 将电能从电力系统传送到电力机车的电力设 备总称为电气化铁道的牵引供电系统，牵引 供电系统主要包括牵引变电所和接触网两部 分。
（1）牵引变电所
• 将电力系统高压输电线传来的110kV的三相交 流电，转换为单向交流电，并传送到邻近区 间的接触网上。
电气化铁路知识(学习)
2 安全电压、低压、高压和跨步电压的概念
第三章
工务作业 人身安全
安全电压是指对人体不会引起生命危险的电压，它是根据人体电阻确定的，人体电阻一般在 800Ω一lMΩ之间，流经人体不致发生生命危险的电流一般不会超过5OmA，按照欧姆定律可 推知人体安全电压应小于40V。我国规定36V以下为安全电压，在某些特殊场合规定12V为安 全电压。 低压指对地电压在250V及以下，如380/220V三相四线制居民生活用电线路、直流 220/110V电源等。
如果需要超出《技规》的有关技术标准，应提前与供电部门进行会签。必要时，工务和供电部门协同施 工。
23
4 工务作业安全注意事项
第三章
工务作业 人身安全
2．为保持接触网导线高度和接触网支柱内侧至线路中心的距离，工务和供电部门应该共同根据 线路以及接触网设计的轨面高度，在接触网支柱内侧划一红横线。红横线上面标明轨面至接触网 导线的高度，红横线下面标明支柱内侧至线路中心的距离，作为线路和接触网维修时共同遵守的 标准。工务和供电部门每年按照红横线会同复测一次。如果需要对线路或接触网进行施工时，施 工前工务和供电部门应会同按路局批准的施工文件测量复核，工程竣工后复查并重新测定。
交直交型电力机车（动车组）
受电弓
为克服交直型电力机车的缺点，
世界各国竞相开展了交流传动 电力机车的研制，1979年德国
车载变压器
开发了世界首台大功率干线交
流传动电力机车，欧洲等主要
发达国家迅速推广，目前已普
钢轨
遍采用。交直交型电力机车工
作原理如右图所示：
断路器
交流25kV 接触网
第一章
电气化铁 路的组成
杆脚手架上绑扎的铁丝等金属物，应该去掉余头，以防止尖端放电。距离带电部
《高速电气化铁路》PPT课件
精选课件ppt
18
4、采用综合自动化控制系统，纳入调度系统，实现 远程监控；采用安全监视系统，纳入综合视频监控 系统，实现无人值班（有人值守）---SCADA系统
SCADA系统：数据采集与监视控制系统，主要监控 牵引供电系统沿线各变电所、分区所、开闭所的设备 运行状态，完成遥控、遥测、遥信、遥视、保护和调 度管理，辅助完成事故分析及处理功能。
U c`b`
精选课件ppt
Ubc
U b`c`
17
3、高压侧开关采用SF6断路器或GIS，25kV侧采用 户内GIS、AIS或户外分散布置断路器
AIS：空气绝缘敞开式开关设备。以瓷套作为 设备外壳及外绝缘,优化了投资成本。但占地 面积大旦因设备外露部件多,易受气候环境条 件的影响,不利于系统的安全及可靠运行。
目前已建成的有秦沈客运专线、京 津城际客运专线、石太客专、郑西高速 铁路、武广高速铁路、甬台温客运专线、 温福州客运专线、福厦客运专线以及08 年通车的胶济客运专线东段
京石、武广、郑西、合武、合宁、 甬台温、温福、福厦、广深港、广珠、 京秦、宁杭、杭甬、长吉、九昌、哈大、 胶济、海南东环、大西。
精选课件ppt
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2、中国品牌——“和谐号”动车组
高速列车牵引和供电特性曲线
A(kN)
高速列车牵引和供电特性曲线
1000 900
350km/h
800
300km/h 电 流
700
600
500
400
300
350km/h
牵引力
200
300km/h
100
50
100
150
200
250
300
350
km/h
电气化铁路的组成
电气化铁路的组成
电气化铁路是指通过将铁路线路与电力系统相连，利用电力作为铁路牵引能源的一种铁路运输方式。
电气化铁路由以下组成部分构成： 1.架空线路：架空线路是铁路电气化系统中的重要组成部分，它负责将电能从电源站输送到铁路上的牵引供电系统中。
架空线路通常由电缆和电缆支架、铁路接触网等组成。
2.牵引供电系统：牵引供电系统是电气化铁路中直接对列车进行牵引的电气系统，它主要由接触网、接触线、牵引变压器、牵引变流器、牵引电机等组成。
3.变电所：变电所是电气化铁路电能传输的核心设施，主要负责将高压电能转换成铁路上所需的低压电能。
变电所通常由变压器、配电控制系统等组成。
4.信号控制系统：电气化铁路的信号控制系统是列车运行安全的关键保障，它主要包括轨道电路、联锁系统、信号机、道岔控制器、列车自动控制系统等设备。
总之，电气化铁路的组成部分是多种多样的，由于其技术含量较高，需要各个组成部分之间协调配合才能正常运行。
- 1 -。
高速铁路牵引供电系统(组成)
高速铁路牵引供电系统电气化铁路的组成由于电力机车本身不带原动机，需要靠外部电力系统经过牵引供电装置供给其电能，故电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统组成的。
牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两部分组成，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的三大元件。
一、电力机车（一）工作原理电力机车靠其顶部升起的受电弓和接触网接触获取电能。
电力机车顶部都有受电弓，由司机控制其升降。
受电弓升起时，紧贴接触网线摩擦滑行，将电能引入机车，经机车主断路器到机车主变压器，主变压器降压后，经供电装置供给牵引电动机，牵引电动机通过传动机构使电力机车运行。
（二）组成部分电力机车由机械部分(包括车体和转向架)、电气部分和空气管路系统构成。
车体是电力机车的骨架，是由钢板和压型梁组焊成的复杂的空间结构，电力机车大部分机械及电气设备都安装在车体内，它也是机车乘务员的工作场所。
转向架是由牵引电机把电能转变成机械能，便电力机车沿轨道走行的机械装置。
它的上部支持着车体，它的下部轮对与铁路轨道接触。
电气部分包括机车主电路、辅助电路和控制电路形成的全部电气设备，在机车上占的比重最大，除安装在转向架中的牵引电机之外，其余均安装在车顶、车内、车下和司机室内。
空气管路系统主要执行机车空气制动功能，由空气压缩机、气阀柜、制动机和管路等组成（三）分类干线电力牵引中，按照供电电流制分为：直流制电力机车和交流制电力机车和多流制电力机车。
交流机车又分为单相低频电力机车(25Hz或162/3Hz)和单相工频(50Hz)电力机车。
单相工频电力机车，又可分为交--直传动电力机车和交—直—交传动电力机车。
二、牵引变电所牵引变电所的主要任务是将电力系统输送来的110kV三相交流电变换为27.5（或55）kV单相电，然后以单相供电方式经馈电线送至接触网上，电压变化由牵引变压器完成。
电力系统的三相交流电改变为单相，是通过牵引变压器的电气接线来实现的。
牵引变电所通常设置两台变压器，采用双电源供电。
高铁变电所电力系统认知—电力系统组成
中国风电装机增长情况
中国光伏装机增长情况
枢纽 变电所
中间 变电所
地区 变电所
终端 变电所
电力系统的组成
二、变电所类型
地点
电压等级
作用
电力系统枢纽点
区域电力网中
地区或中小城市大宗 负荷附近 配电线路末端，接近 负荷处
330～500kV
汇集多个电源，连接电力系统高压 和中压部分
220～330kV
汇集2～3个电源和若干线路，高 压侧起交换功率的作用，同时降压 对一个区域供电。
电力系统的组成
3.核电站
核电厂是指将核能转换为热能，用以产生供 汽轮机用的蒸汽,汽轮机再带动发电机,构成了 产生商用电力的电厂。
主泵，稳压器，蒸汽发生器，安全壳，汽轮 发电机等。它们在核电站中有各自的特殊功能。
电力系统的组成
4.其他类型电厂
西藏羊八井地热发电
潮汐发电
电力系统的组成
在世界范围已经取得成功经验。
电力系统组成
学 校：
电力系统的组成
发电厂示意图 电力系统是由
发电、输电、变电、 配电和用电等设施 所构成的整体。电 力系统的组成可用 图的示意图说明。
1——变压器 2——负荷； 3——动力负荷；
4——照明负荷
电力系统的组成 一、发电厂类型
火力发电厂
水力发电厂
风力发电厂
光伏发电厂
核电厂
电力系统的组成
1.火力发电厂
（1）凝汽式火力发电厂,仅向用户提供 电能。
（2）热电厂，既能向用户提供热能又 能提供电能。
1一汽包：2-过热器：3—气轮机；4—凝汽器；5—凝结水泵；6一除盐设备；7一凝结水升压泵；8—循环 水泵：9低压加热器；10除氧器；11-前置泵12—给水泵；13一高压加热器；14—省煤器；15—送风机； 16—空气预热器18—发电机；19冷却水塔；20—烟囱：21—锅炉炉膛
#011：电气化铁路供电系统
机车在过电分相时，其过程可举例 说明为：受电弓由带电的接触导线（a 相）滑入中性段，中性段由两台断路器 分别连接到分相两侧的带电部分，在机 车进入中性段时，先使中性段带电（a 相），当机车接近分相另一侧带电导线 （b相）时，断开a相电，延时使中性段 带b相电，保证机车顺利运动到b相。
图3-53 电力牵引系统的组成
1 牵引变电所
（1）定义 牵引变电所是设置于电气化铁路沿线，安装有受电、变电、配电 设备的建筑物。 （2）任务 牵引变电所的任务是将电力系统高压输电线输送来的110千伏 （或220千伏）的三相交流电，变压为27.5千伏的单相交流电，向其 邻近区间和所在站场线路的接触网送电，保证可靠而又不间断地向接 触网供电。 （3）设备 在牵引变电所里，主要设有主变压器、电压互感器、电流互感器、 高压断路器、各种高压隔离开关以及避雷器等电气设备。
• 供电能力：满足在不同牵引工况下电能的输 送。关键点：牵引供电臂末端电压水平。
• 运行方式的灵活性：在确保供电的前提下， 为设备的检修、运行方式的调整等提供灵活 的操作方式。改变运行方式的动作迅速。
• 完备的确保一次系统运行可靠性的措施。
目前牵引供电系统面临的主要问题： 谐波问题 负序电流问题 功率因数问题 机车过分相问题 接地问题 继电保护问题 弓网关系问题 绝缘配合问题 电磁兼容问题
对牵引供电系统的基本要求：
可靠性：一级负荷、电源为双电源、电源接入 电压等级高（110kV、220kV、330kV）、两座 主变压器、馈出断路器备用。可靠性薄弱环 节：接触网系统（无备用、在运动中列车作 用下容易发生故障）。弥补措施：必要时实 施越区供电（越区供电时，由于供电能力不 足，列车无法按正常运行图运行）。
电力部门要求大工业用户的功率因数达 到0.9以上，高出部分奖励、低于该数值将罚 款。
高速铁路电气化系统研究
电气化系统的可靠性评估和保障措施
可靠性评估方法：采用概率论、数 理统计等数学方法，对电气化系统 的可靠性进行定量评估。
应急预案：制定应急预案，对突发 故障进行快速响应和处理，减少故 障对运营的影响。
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保障措施：建立完善的维护保养体 系，定期对电气化系统进行检修和 保养，确保系统正常运行。
高速铁路电气化系统研 究
汇报人：xxx
目录
高速铁路电气化系统的概 述
01
高速铁路电气化系统的关 键技术
02
高速铁路电气化系统的运 行和维护
03
高速铁路电气化系统的安 全与可靠性
04
高速铁路电路电气化 系统的概述
高速铁路的定义和特点
定义：高速铁路是指通过改造既 有线路（直线化、轨距标准化） 或新建专用线路，使运营列车达 到或超过200公里/小时的铁路系 统。
特点：高速铁路电气化系统具有 高速度、高安全、高舒适、高节 能、高环保等特点，是现代交通 运输的重要组成部分。
电气化系统的组成和作用
电气化系统由牵引 供电系统和电力供 电系统组成
牵引供电系统负责 为动车组提供动力， 电力供电系统负责 提供列车及车站的 照明、空调等用电
高速铁路电气化系 统的运行提高了列 车的运行效率和安 全性，减少了能源 消耗和环境污染
接触网技术
定义：接触网 是高速铁路电 气化系统中的 重要组成部分， 为电力机车提
供动力。
特点：具有稳 定、安全、可 靠、耐用等优 点，能够满足 高速列车运行
的要求。
类型：包括架 空接触网和接 触轨两种类型， 根据具体情况
选择使用。
维护：接触网 需要定期进行 检测和维护， 确保其正常运
高速铁路牵引供电系统（组成）
高速铁路牵引供电系统电气化铁路的组成由于电力机车本身不带原动机，需要靠外部电力系统经过牵引供电装置供给其电能，故电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统组成的。
牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两部分组成，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的三大元件。
一、电力机车（一）工作原理电力机车靠其顶部升起的受电弓和接触网接触获取电能。
电力机车顶部都有受电弓，由司机控制其升降。
受电弓升起时，紧贴接触网线摩擦滑行，将电能引入机车，经机车主断路器到机车主变压器，主变压器降压后，经供电装置供给牵引电动机，牵引电动机通过传动机构使电力机车运行。
（二）组成部分电力机车由机械部分(包括车体和转向架)、电气部分和空气管路系统构成。
车体是电力机车的骨架，是由钢板和压型梁组焊成的复杂的空间结构，电力机车大部分机械及电气设备都安装在车体内，它也是机车乘务员的工作场所。
转向架是由牵引电机把电能转变成机械能，便电力机车沿轨道走行的机械装置。
它的上部支持着车体，它的下部轮对与铁路轨道接触。
电气部分包括机车主电路、辅助电路和控制电路形成的全部电气设备，在机车上占的比重最大，除安装在转向架中的牵引电机之外，其余均安装在车顶、车内、车下和司机室内。
空气管路系统主要执行机车空气制动功能，由空气压缩机、气阀柜、制动机和管路等组成（三）分类干线电力牵引中，按照供电电流制分为：直流制电力机车和交流制电力机车和多流制电力机车。
交流机车又分为单相低频电力机车(25Hz或16 2/3Hz)和单相工频(50Hz)电力机车。
单相工频电力机车，又可分为交--直传动电力机车和交—直—交传动电力机车。
二、牵引变电所牵引变电所的主要任务是将电力系统输送来的110kV三相交流电变换为27.5（或55）kV单相电，然后以单相供电方式经馈电线送至接触网上，电压变化由牵引变压器完成。