城市轨道交通运营管理《牵引供电方式》
城市轨道交通牵引供电模式概述
城市轨道交通牵引供电模式概述城市轨道交通用的牵引供电模式主要有三大类型：第三轨，架空柔性接触网和架空刚性接触网。
一、三种模式简介1、第三轨第三轨仅用于城市轨道交通中的地铁，全封闭的城市铁路和轻轨等线路，因其牵引供电线路中的导电轨沿线路在车辆的走行轨旁设置而被形象地称为“第三轨”。
第三轨距走行轨中心距离约为1.4米，距轨面高度约0.44米（具体数据要根据机车集电靴设置参数而定），由接触导电轨、端部弯头、防爬器、隔离开关和防护罩等组成，并用绝缘子支撑。
与之相配合，车辆采用集电靴受流。
一般地，根据车辆集电靴与导电轨的接触受流方式的不同，车辆接触受流方式分为上接触式、侧接触式和下接触式，对应的第三轨也就称为“上接触式第三轨”、“下接触式第三轨”和“侧接触式第三轨”。
图1 常见的第三轨形式（一）上接触式上接触式接触轨直接放在支持绝缘子上，安装于走行轨的一侧，车辆的集电靴从接触轨上表面取流。
接触轨的上方和一侧有防护罩保护，对人员接近和冰雪侵扰有一定防护作用。
上接触式接触轨的结构简单，造价低廉，其导电轨直接放置于支持瓷绝缘子上，导电轨重量对结构的稳定有利，日常检查也一目了然，维护工作量小，机械故障的可能性也小。
上接触式的主要优点是结构稳定可靠、维护方便、造价低，但由于导电面几乎全部暴露在外，在人身安全防护、美观、耐候性等方面低于下接触和侧接触式。
正是由于这一缺点，英国的有关部门在60年代后期决定除既有线路外，在新建的城市轨道交通线路中不再使用这一方式，如1987年8月开通的英国伦敦港口住宅区轻轨（DLR）线路，就改用了侧接触式接触轨。
（二）下接触式下接触式接触轨向下安装在特殊的防护罩的内侧，防护罩集防护和支持功能为一体，安装在走行轨的一侧。
接触轨的上方和两侧都被防护罩屏蔽，车辆的集电靴从接触轨下表面取流。
其优点是相对安全、美观、耐候性较好。
在某些特殊的情况下（如乘客掉下站台、车辆在区间发生停车故障、需要紧急疏散乘客、车辆维修工作人员疏忽等），由于暴露在外的导电面相对隐蔽，对可能产生的人身安全问题有一定的防护效果。
城市轨道交通牵引供电系统
城市轨道交通牵引供电系统简介城市轨道交通牵引供电系统是城市轨道交通运行的重要组成局部，负责向轨道交通车辆提供电力供给。
它不仅直接影响着轨道交通的运营效率和电力消耗情况，还与乘客的乘坐舒适度和平安性息息相关。
本文将介绍城市轨道交通牵引供电系统的根本原理、组成结构以及未来开展趋势。
根本原理城市轨道交通牵引供电系统的根本原理是将电源通过接触网供给给轨道交通车辆。
具体来说，电源会通过接触网上的触网集电装置传送给牵引系统。
牵引系统由主变压器、牵引变流器和牵引电动机组成，负责将电能转换为机械能，驱动轨道交通车辆运行。
组成结构城市轨道交通牵引供电系统由多个组成局部构成，包括接触网、辅助设备和车辆终端设备。
接触网接触网是城市轨道交通牵引供电系统的核心局部，通常安装在轨道上方。
它由导线、吊杆、挂装件等组成，用于提供电力给牵引系统。
接触网一般采用带电架空式供电，即以高架的方式悬挂在轨道上方，通过接触网上的触网集电装置与车辆终端设备连接。
辅助设备城市轨道交通牵引供电系统还包括一系列辅助设备，用于确保供电系统的正常运行。
辅助设备主要包括配电变压器、开关设备、保护和监控装置等。
配电变压器用于将高压电源转换为适合牵引系统使用的低压电源；开关设备用于控制电能的分配和传输；保护和监控装置那么用于监测供电系统的运行状态，及时处理故障和异常情况。
车辆终端设备车辆终端设备是城市轨道交通车辆上的设备，用于接收来自接触网的电能，并将其转换为机械能，驱动车辆行驶。
未来开展趋势随着城市轨道交通的不断开展，牵引供电系统也在不断创新和改良。
以下是一些未来开展趋势：高效能源利用未来的城市轨道交通牵引供电系统将更加注重能源的高效利用。
通过采用先进的能量回收技术，如再生制动系统、能量储存装置等，将能源回收再利用，减少能源的浪费。
无线供电技术无线供电技术有望成为未来城市轨道交通牵引供电系统的重要开展方向。
通过利用无线传输技术，可以不再依赖接触网，实现轨道交通车辆的无线供电，提高供电系统的稳定性和可靠性。
城市轨道交通供电与牵引系统教学ppt
供电与牵引系统需要建立信息共享和实时监测机制，以便及时发现 和解决系统故障，确保列车安全可靠地运行。
应急演练与预案制定
供电与牵引系统需要进行应急演练和预案制定，以提高应对突发事 件的能力，确保城市轨道交通的安全运营。
04
城市轨道交通供电与牵引 系统的维护与保养
日常维护与保养
01
智能化与自动化技术的应用
智能化调度系统
通过建立智能化调度系统，实现对城市轨道交通供电与牵 引系统的实时监测和智能调度，提高系统的运行效率和安 全性。
自动化监控与维护系统
建立自动化监控和维护系统，实现对城市轨道交通供电与 牵引系统的远程监控和维护，减少人工干预和故障发生率。
自动化检修与维护
采用自动化检修和维护技术，提高城市轨道交通供电与牵 引系统的维护效率和准确性，降低维护成本。
防寒防潮处理
在冬季或潮湿环境下，采取相应的防寒防潮措施， 保证设备正常运行，防止因环境因素引起的故障。
3
更新改造
根据设备的使用情况和性能要求，对供电与牵引 系统进行更新改造，提高设备的性能和稳定性。
05
城市轨道交通供电与牵引 系统的安全与可靠性
安全防护措施
设备安全防护
01
确保牵引供电设备、高压电缆、变电所等关键设施的安全防护
电压与电流控制
供电系统需要根据牵引系统的需 求，提供适当的电压和电流，以 满足列车牵引和辅助用电的需求。
故障情况下的应对
措施
供电系统在故障情况下需要采取 相应的应急措施，如切换到备用 电源或进行紧急供电，以确保列 车安全停运。
牵引系统对供电系统的需求
大容量、高可靠性
牵引系统需要供电系统提供大容量、高可靠 性的电能，以满足列车高峰时段和突发大客 流时的用电需求。
城市轨道交通运营管理《牵引供电》
牵引供电第196条为保持牵引供电设备良好的技术状态，保证牵引供电系统平安运行，应设供电段等供电维修机构。
供电维修机构管辖范围应根据线路及供电设备条件确定。
牵引供电设备包括变电设备〔变电所、开闭所、分区所、自耦变压器所〕、接触网和远动系统。
第197条牵引供电设备应保证不间断行车的可靠供电。
牵引供电能力应与线路的运输能力相适应，满足规定的列车重量、列车密度和运行速度的要求。
接触网标称电压值为25KV，最高工作电压为KV，短时〔5 MIN〕最高工作电压为29 KV，最低工作电压为19 KV。
牵引变电所须具备双电源、双回路受电。
牵引变压器采用固定备用方式并具备自动投切功能。
当一个牵引变电所停电时，相邻的牵引变电所能越区供电。
运行期间平均功率因数不低于。
第198条牵引供电调度系统应具备对牵引供电设备状况进行远程实时监控的条件，并纳入调度系统集中统一管理。
第199条接触网的分段、分相设置应考虑检修停电方便和缩小故障停电范围，并充分考虑电力牵引的列车、动车组正常运行和调车作业的需要。
分相的位置应防止设在进出站和变坡点区段。
双线电气化区段应具备反方向行车条件。
负荷开关和电动隔离开关应纳入远动控制。
枢纽及较大区段站应设开闭所。
确需由车站接触网引接小容量非牵引负荷时，须经铁路局批准。
第2021 牵引供电设备检修、试验和抢修应配备牵引供电平安检测监测系统，变电检测、试验设备，接触网检修、检测设备，接触网抢修车列，绝缘子冲洗设备等设备、设施。
第2021 接触网一般采用链型悬挂方式，其最小张力见第10表。
接触线一般采用铜合金材质。
第2021 接触线距钢轨顶面的高度不超过6500 MM；在区间和中间站，不小于5 700 MM〔旧线改造不小于5 330 MM〕；在编组站、区段站和个别较大的中间站站场，不小于6 2021MM；站场和区间宜取一致；双层集装箱运输的线路，不小于6 330 MM。
在电气化铁路竣工时，由施工单位在接触网支柱内缘或隧道边墙标出线路的轨面标准线，开通前供电、工务单位要共同复查确认，有砟轨道每年复测一次，复测结果与原轨面标准线误差不得大于±30 MM。
演讲城市轨道交通车辆牵引与供电系统课件
05
城市轨道交通车辆牵引与供 电系统的未来发展
技术创新与升级
高效能电机与控制技术
研发更高效、更可靠的电机和控制技术，提高车辆牵引系统的能 效和稳定性。
先进材料应用
利用新型材料如碳纤维、钛合金等，减轻车辆重量，提高运行速度 和降低能耗。
再生制动技术
优化再生制动系统，提高能量回收率，减少对电网的冲击。
系统工作原理
工作原理
当列车需要启动时，受电弓与接触网接触，直流电流通过接触网传输至牵引电动 机，牵引电动机旋转产生动力，推动列车前进。同时，列车内部设备所需的电力 由牵引供电设备提供。
特点
城市轨道交通车辆牵引与供电系统具有高效、安全、节能等特点，能够满足城市 交通快速、准点的要求。
02
城市轨道交通车辆牵引系统
牵引控制系统主要包括控制电路、控制逻辑电路和执行电路等部分，通过接收指令 信号来控制牵引电机的运行状态。
牵引控制系统的性能直接影响车辆的运行安全和稳定性，因此需要具备高可靠性、 高精度和高响应速度的特点。
牵引供电系统
牵引供电系统是为城市轨道交 通车辆提供电能的系统，主要 包括变电所、接触网和回流线 等部分。
功能
为列车提供牵引力，使其能够顺 利启动、加速、减速和停止；为 列车内部设备及乘客提供电力支 持，如照明、空调、通信等。
系统组成与结构
系统组成
牵引供电设备、接触网、受电弓、牵引电动机等。
系统结构
牵引供电设备通常采用直流供电方式，接触网为架空接触线，受电弓与接触网 配合工作，牵引电动机安装在列车底部，通过传动装置将动力传递至轮轴。
开关柜
电缆
电缆是城市轨道交通供电系统中的重 要传输介质，要求具备耐压、耐流、 低阻等特点，以保证电力传输的质量 和稳定性。
城市轨道交通直流牵引供电及系统控制策略分析
城市轨道交通直流牵引供电及系统控制策略分析摘要：在城市轨道交通供电系统中，按照故障率和故障直接影响程度来综合分析，直流牵引供电系统故障是对运营服务影响最严重的，高居榜首。
因此，如何更好的对直流供电系统进行维护保养，提前准确的发现设备隐患，快速高效的处理直流故障，是摆在运营供电人员面前的难题和严峻考验。
本文就城市轨道交通直流牵引供电及系统控制策略的有关内容进行了简要的分析，以供参考。
关键词：城市轨道交通；直流牵引供电；系统控制1城市轨道交通直流牵引供电系统组成城市轨道交通牵引供电系统为整个城市轨道交通的运行提供电能，是城市轨道交通的重要组成部分。
城市轨道交通牵引供电系统又分为：直流系统和交流系统。
直流牵引供电系统主要包括牵引变电所、牵引网以及列车等，整个直流牵引供电的能量流动过程，直流牵引变电所首先将电压等级为35kV的交流电通过变压器进行降压，然后通过整流转换成为750V的直流电，然后电能通过接触轨给列车进行供电，最终通过走行轨进行回流，从而构成完整的电路。
其中牵引变电所中的PWM整流机组和二极管整流机组并联运行进行列车制动和启动时的能量传输，将电能传送回接触网或者传输到列车。
由于研究精力有限，因此对于直流牵引供电系统中的牵引供电装置的损耗和辅助供电系统没有进行详细的研究，仅在计算列车功率时给定功率和转换效率进行近似计算。
牵引变电所是直流牵引供电系统的核心装置，本文采用能馈式牵引变电所代替传统的二极管整流牵引变电所，主要包括二极管整流机组和PWM整流机组。
其中PWM整流机组可以将列车制动时的能量回馈到接触网，提高城市轨道交通的节能减排水平。
其主要功能是负责将交流侧网络的高压经过降压整流到直流侧网络为750V的电压，是交流侧网络和直流侧网路的接口。
能馈式牵引变电所的工作方式根据列车的不同的运行工况从而选择不同的工作方式，分别为：（1）当列车处于牵引工况时，牵引所工作方式为整流当列车处于牵引工况时，牵引变电所处于整流工况，二极管整流机组和PWM整流机组进行整流工作，向列车输送电能。
城市轨道交通系统构成——供电与牵引_图文_图文
【理论知识】 6.2 城市轨道交通电力牵引系统
1.城市轨道交通电力牵引概念 以电力系统城市电网的电力为动力源 ，在车辆上将电能转换为机械能，从而牵引列车组在轨道上运行的一 种城市交通牵引动力形式。
图6-10 城市轨道交通电力牵引结构图
【理论知识】 6.2 城市轨道交通电力牵引系统
【理论知识】 6.2 城市轨道交通牵引系统
(3)电力机车 电力牵引在现实生活中最好的体现就是电力机车。 4.牵引变电所容量的计算和确定 (1)确定牵引变压器的容量 1)确定计算容量。 2)确定校核容量。 3)确定安装容量。 (2)牵引变压器的安装容量 牵引变压器的安装容量是在计算容量和校 核容量的基础上，再考虑备用方式，最后按变压器的产品规格所确定 的变压器台数与容量。 1)移动备用。 2)固定备用。
【理论知识】 6.2 城市轨道交通牵引系统
5.电力牵引的远动监控装置 (1)地下迷流 在直流牵引供电中，牵引电流并非全部由钢轨直接流回 牵引变电所，而是有一部分由钢轨杂散泄漏流入大地，再由大地流回 钢轨和牵引变电所，这种地下杂散电流被称为地下迷流。 (2)谐波 由于牵引变电所大功率整流设备和其他变流装置等的非线性 负荷特性，使牵引供电系统成了城市电网的一个重要谐波源。 (3)电动车组 由牵引供电系统供给电能，驱动车辆上的电动机，产生 牵引力牵引在轨道上行驶的列车组。 (4)车辆电气 车辆电气包括车辆上各种电气设备及其连接导线。
【理论知识】 6.1 城市轨道交通供电系统
(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。 1)桥接线方式。
图6-1 牵引变电所的引入线方式
【理论知识】 6.1 城市轨道交通供电系统
城市轨道交通供电系统—供电负荷的分类及要求
3.城轨供电方案
城市轨道交通系统是对于城市电网来说，属于一级负荷，即应由两路独 立的电源供电，当其中任何一路电源发生故障时，另一路应能保证一级负荷 的全部用电的需要。
在城市轨道交通供电系统中，牵引用电为一级负荷，而动力照明等用电负 荷根据实际情况分为一级、二级、三级负荷。
一、概述
1.供电系统
城市轨道交通的供电系统是为运营服务提供所需电能的重要系统，除了 为列车提供电力牵引的电能外，还为其他辅助设施包括照明、通风、空调、 给排水系统、通信、信号、防灾报警、自动扶梯、屏蔽门等重要设备提供电 能。
1.供电系统
城市轨道交通的供电电源一般取自城市电网，通过城市电网一次电力系 统和轨道交通供电系统实现输送或变换，最后以适当的电流形成（直流或交 流电）和电压等级供给用电设备。
在城市轨道交通供电系统中，牵引用电为一级负荷，而动力照明等用电负 荷根据实际情况分为一级、二级、三级负荷。
3.城轨供电方案
城市轨道交通作为城市电网的一个用户，一般都直接从城市电网取得电 能，无需单独建设电厂，城市电网对城市轨道交通进行供电，供电方式有集 中供电、分散供电和混合供电。
发电厂
主变电所
牵引变电所
降压所
DC1500V接触网 AC380V车站设备
3.城轨供电方案
（1）集中供电 根据用电容量和线路长短，在沿线建设专用的主变电所，经降压后供给牵
引变电所与降压变电所，有利于城市轨道交通供电形成独立体系。
集中供电方式下的供电系统的组成
各类低压
AC
110k V电 缆
主变电
所
接受城市 电网
110kV电 压等级的 电源，经 主变压器 降压为 33kV中压 后馈出
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高速铁路牵引供电系统
牵引供电系统的构成
•主要包括：牵引变电所和接触网两局部。
•牵引变电所：是电气化铁路供电系统的心脏，要求其有高度的可靠性。
把电力系统供给的电能变换成适合电力机车牵引要求的电能。
•接触网：是牵引供电系统的主动脉。
是一种悬挂在轨道上方，沿轨道敷设的，和铁路轨顶保持一定距离的输电网。
通过电动车组的受电弓和接触网的滑动接触，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。
•牵引变电所
牵引供电方式
•电气化铁路有5种供电方式：
•1、直接供电方式〔TR供电方式〕
•2、带回流线的直接供电方式〔 DN供电方式〕
•3、AT供电方式〔Auto-Transformer，自耦变压器〕•4、BT供电方式Booster-Transformer，吸流变压器〕•5、CC供电方式〔 Coaial Cable，同轴电力电缆〕
1、直接供电方式
特点：投资小，牵引网阻抗小，能耗较低；对通信线路感应干扰大。
法国、英国、前苏联广泛使用。
2、带回流线的直接供电方式
特点：利用接触网与回流线间的互感作用，使钢轨中的电流尽可能由回流线留回牵引变电所，由此局部抵消接触网对邻近通信线路的干扰。
3、AT〔自耦变压器〕供电方式
特点：回流线为正馈线T，供电电压为，间隔约10m加自耦变压器。
优点：供电电压成倍提高，牵引网阻抗小，供电能力大，供电距离长，网上电压损失和电能损失小；抑制通信干扰效果好。
缺点：投资大，电流分布复杂，保护算法难度大。
目前高速铁路牵引供电方式的首选。
自耦变压器供电电流。