城市轨道交通牵引供电及电力技术
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。
城市轨道交通供电系统新技术探讨
城市轨道交通供电系统新技术探讨城市轨道交通作为城市重要的公共交通工具，其供电系统的稳定性和效率对于整个交通系统的运行至关重要。
随着科技的不断发展，城市轨道交通供电系统的技术也在不断创新和探索，以适应城市交通的不断发展和变化，提高供电系统的效率和可靠性，同时降低能源消耗和环境影响。
本文将从新技术的角度探讨城市轨道交通供电系统的发展趋势和挑战，分析新技术对城市轨道交通供电系统的影响，并展望未来的发展方向。
一、城市轨道交通供电系统现状分析城市轨道交通供电系统是指通过电力来给地铁、轻轨等城市交通工具供给动力的系统，其主要包括接触网、供电装置、牵引变流器和牵引电机等部分。
目前，我国城市轨道交通供电系统基本上采用交流供电方式，接触网通常采用25kV交流电供电，牵引变流器将接触网的交流电转化为直流电，供给牵引电机。
这种供电系统具有功率大、传输能力强、效率高等优点，但也存在着能源消耗高、电气设备寿命较短、维护成本高等问题。
在城市轨道交通运营中，供电系统的稳定性和可靠性对于列车的正常运行具有重要影响。
传统的供电系统在面对城市交通线路复杂、运营密集的情况下，往往难以满足对供电质量和效率的高要求。
而随着城市轨道交通的快速发展，传统供电系统的局限性已经凸显出来，亟待新技术的引入和创新，以应对城市轨道交通供电系统的挑战。
1. 供电系统智能化技术随着信息技术的飞速发展，智能化技术已经成为城市轨道交通供电系统改造的重要方向。
智能化技术通过对供电系统的监测、控制和管理，实现对供电系统运行状态的实时监测和分析，并能够智能化地对故障进行诊断和处理。
比如利用传感器、物联网技术等实现对接触网、供电装置等设备的在线监测，及时发现故障隐患，避免故障对列车运行的影响。
智能化技术还可以实现对供电设备的远程控制和优化调节，改善供电系统的运行效率和稳定性。
为了降低城市轨道交通供电系统的能源消耗和环境影响，高效节能供电技术已成为供电系统改造的重要方向之一。
城市轨道交通供电系统及电力技术分析
城市轨道交通供电系统及电力技术分析【摘要】本文通过对城市轨道交通供电系统及电力技术的分析，探讨了其在城市轨道交通发展中的重要性和作用。
首先介绍了城市轨道交通的现状和研究背景，然后详细描述了城市轨道交通供电系统的组成与作用，以及现有的电力技术应用情况。
接着分析了供电系统存在的问题与挑战，并探讨了电力技术在城市轨道交通中的应用前景。
最后对城市轨道交通供电系统及电力技术的未来发展趋势和对城市轨道交通可持续发展的影响进行了总结和展望。
通过本文的研究，可以为城市轨道交通领域的发展提供技术支持和决策参考，推动城市轨道交通的可持续发展。
【关键词】城市轨道交通、供电系统、电力技术、发展现状、问题、挑战、应用、发展趋势、未来方向、可持续发展1. 引言1.1 城市轨道交通供电系统及电力技术分析的重要性城市轨道交通供电系统及电力技术分析的重要性在城市轨道交通系统中，供电系统是不可或缺的重要组成部分。
供电系统的稳定性和效率直接影响到城市轨道交通的正常运行和安全性。
通过对城市轨道交通供电系统及电力技术的分析，可以更好地了解这些系统的结构和运行机理，帮助运营管理者更好地指导和监控城市轨道交通系统的运行。
通过对电力技术的分析和研究，可以不断提高城市轨道交通系统的能效和可靠性，降低能源消耗和运营成本，促进城市轨道交通系统的可持续发展。
深入研究城市轨道交通供电系统及电力技术，对于提升城市轨道交通系统的运行效率、改善城市交通运输环境，具有非常重要的意义。
1.2 城市轨道交通发展现状随着城市化进程的加快和交通需求的增长，城市轨道交通系统在各大城市中扮演着越来越重要的角色。
目前，世界各地的城市都在积极建设和完善城市轨道交通网络，以提高城市交通效率，缓解交通拥堵，改善环境质量。
在中国，城市轨道交通的发展也取得了明显的成就。
据统计，截至2020年底，全国共有40个城市拥有城市轨道交通系统，运营里程超过8000公里，成为世界上轨道交通发展最快的国家之一。
城市轨道交通供电与牵引系统
城市轨道交通供电与牵引系统简介城市轨道交通供电与牵引系统是城市轨道交通运营的核心局部，为城市轨道交通车辆提供稳定可靠的电力供给，并通过牵引系统将电力转化为动力，驱动车辆运行。
本文将对城市轨道交通供电与牵引系统的关键组成局部进行详细介绍。
供电系统城市轨道交通的供电系统主要由供电设备、接触网和供电馈线组成。
供电设备供电设备是城市轨道交通供电系统的核心局部，它主要包括变电站、配电装置和电力传输线路等。
变电站负责将输入的电能进行变压、变流等处理，输出适合城市轨道交通使用的高电压电能。
配电装置用于将变电站输出的电能分配到不同的供电馈线上。
电力传输线路那么将电能从变电站输送到供电馈线。
接触网接触网是城市轨道交通供电系统的另一个重要组成局部，它负责将电能从供电设备传输到行车区域。
接触网通常采用悬挂在轨道上方的导线或导轨，通过接触网与车辆上的供电装置接触，将电能传输给车辆。
供电馈线供电馈线是连接接触网和供电设备的局部，它通过分布在轨道两侧或中央的电缆将电能传输给接触网。
供电馈线主要负责将变电站输出的高电压电能传输到接触网，以供行车区域的车辆使用。
城市轨道交通的牵引系统是将电能转化为动力，驱动车辆运行的关键局部，它主要包括牵引变流器、牵引电机和传动装置等。
牵引变流器牵引变流器是将供电系统提供的直流电转化为交流电，并根据车辆的运行需求控制输出功率和频率的设备。
牵引变流器通常由多个晶闸管或功率模块组成，通过调整晶闸管的导通和封锁，实现对电流和电压的控制，从而实现对车辆的驱动力和制动力的控制。
牵引电机牵引电机是城市轨道交通车辆中的动力装置，它根据牵引变流器输出的交流电能，将电能转化为机械能，驱动车辆运行。
常用的牵引电机包括直流电机和交流电机，其中交流电机又包括异步电机和同时电机等。
传动装置是将牵引电机输出的动力传递给车轮的局部，它主要通过减速器和传动轴等组件实现。
传动装置的设计对车辆的运行稳定性、效率和能耗等方面有着重要影响。
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。
城市轨道交通牵引供电及电力技术分析
城市轨道交通牵引供电及电力技术分析摘要：城市轨道交通是一种新型的交通方式，得到了更多的应用。
在城市轨道交通牵引供电系统中，包含着直流供电以及交流供电两种。
通过使用基于接触网的供电网络技术、基于第三轨的供电技术等电力技术，使城市交通牵引供电系统的运行更加安全，耗能更低，电能传输的效率更高。
关键词：城市轨道交通；牵引供电；电力技术1城市轨道交通牵引供电系统分析1.1城市轨道交通牵引交流供电系统与城市轨道交通牵引直流供电系统不同，城市轨道交通牵引交流供电系统在搭建中使用的是单向连接的方式。
将两台变压器同时安装在变电站内，并使用双绕组的单项变压。
这样的搭建方式能够使得整个结构呈现出开口的三角形。
低压端口位于接地一侧，高压端口在电网接入端，其他的端口则要与牵引母线进行连接。
在进行城市轨道交通牵引交流供电系统的建设中，降压系统要设置在供电系统的终端以及线路的区间，这样的设置能够为城市轨道交通牵引交流供电系统的正常运行提供保障，尤其是对于线路中的照明系统的工作进行了更好的保护。
城市轨道交通牵引交流供电系统系统上的设备都要具有较强的耐磨性，使得供电系统能够更好的抵御运行中较大的瞬间接触压力。
1.2直流制牵引供电就我国目前阶段的供电方式来说，大部分的城市为了保障为人们的日常工作和生活提供稳定的电流和电压，都会在城市的变电站、牵引网、接触网的安置和运行过程中，采取1500V 直流电的供电方式。
而双轨道交通牵引作为一种对用电需求更高的城市轨道交通方式，需要在实际的运行过程中采取两边都供电的模式，这一模式的采用是为了防止当一边的供电系统出现故障时，另一边的供电系统能够接替进行工作，从而保障城市轨道交通的正常运行，不会造成城市交通故障，对使用者也是一种保障。
此外，还会辅助以直流牵引供电网的保护，借助杂散电流的保护方法，将使用的电能、电压、电能等均匀地分配到每一个运输网络，从而保证每一个用电器都能够保持正常的工作，而且对于长距离的运输线路来说，也具有一定的保障作用，不会由于线路过长而出现故障。
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
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1.1直流制
在我国大部分城市的变电站、牵引网、接触网的建设当中，大部分设计是采用直流1500V的供电方式，而轨道交通牵引供电网则采用了双边供电，这是因为当某一供电线路出现故障时，可以立即更换线路，保障交通牵引供电的要求。另外，在搭建直流牵引供电网，还能采用杂散的电流保护办法，这样能够将电能均匀的分流到每一个供电网络，并传送到较远的距离。但是由于自身的变电模式，导致供电距离的缩短，这样会对工程建设投入增加成本。并且直流牵引供电系统的传输速率不高，很难满足供电需要，因此这种供电系统没有什么建设优势。
2.5牵引网供电方式
目前，我国的牵引网供电技术主要经历了三个时代，从最初的直接供电方式，发展成吸流变压器-回流线供电方式，最后到现在的带回流线的直供方式和自耦变压器供电方式。整个发展过程就是对变压器的供电能力的不断提升，还有不断降低对通信线路的影响。早期我国的铁路电气化采用的是直接供电，采取接触网和轨-地直接构成回路，这样方式的结构简单，建设投入较少，后期的维护比较便宜，适合当时我国的铁路发展。但是随着目前经济的增长不断加快，这种直接供电方式的缺点暴露了出来，在经济发达地区对通信线路的干扰非常大。当时为了减少对通信线路的干扰，研发出一种吸流变压器-回流线供电方式，简称BT供电方式。
城市轨道交通牵引供电及电技术
摘要：随着科技的进步，车流量的迅速增加，这对城市轨道交通牵引供电系统的抗压能力要求也在加大。本文首先介绍了城市轨道交通牵引供电系统的理论基础，其中较为常见的供电方式是直流式和交流式；接着本文主要针对交流牵引供电系统进行展开讨论，介绍了系统的构成和其中的关键技术。
关键词：城市轨道；交通牵引；供电；电力技术
2交流牵引供电系统及关键技术
近些年随着人们生活水平的提升，对出行的要求也正在加大，各大城市纷纷建构了自己的地铁轻轨系统，随之而来的是对电网电力系统更高的要求。最初的电网线路搭建主要采用的是直流制，现今时代也只有欧洲一些国家的部分线路仍沿用直流制。自上世纪60年代，世界范围内修建的新线路全部都采用了交流制式。而交流制式的牵引供电系统也为大家展现了诸多优点，如：供电效果好、成本较低、电流量大、不存在杂散电流等。但是仍有一些缺点，如：当换相接入小型电网时会产生分相；牵引电流的谐波会产生一定的电磁干扰。
YNd11接线牵引变压器自身的容量较大，并且结构非常简单，制造工艺也比较成熟，最主要的是其仍保持三相，不仅能够满足牵引供电需要，还能为变电所提供稳定的三相电源。但是YNd11接线变压器自身对负序电流没有很好的控制效果，容易影响电网中电能质量。因此，我国的专家们研制成功新型的Scott接线牵引变压器，并且广泛运用。新型的Scott接线牵引变压器除了具有YNd11接线牵引变压器的大容量优点外，还具有优良的负序抑制效果。研究结果证明，Scott接线变压器负序电流表达式、电流不平衡度以及电压不平衡度，能够很好的抑制负序电流。但是Scott接线变压器也有其自身的缺点，就是其结构非常复杂，制造的难度比较大，建设成本高。而随着社会生产力的不断进步，轨道交通行业不断发展，新型的具有一定的负序抑制效果的大容量V型接线牵引变压器被设计者广泛运用。这种新型的变压器具有容量大、结构简单、制造成本低，建筑面积小的优点，因此在我国的现代电气化轨道交通建设中被广泛应用。
2.3主变电所供电方案
主变电所的供电方式主要依赖地铁、轻轨等设备的数量和它们所处的位置，所以供电方式可采用单线、双线和多线的方案，以适应不同的设备需求。
2.4牵引变压器
在整个电力系统中，牵引负荷是随机波动的，属于一种单项负荷。这是一种不对称的负荷，容易产生负序电流，影响整个线路的供电质量。随着铁路线路的运量增加，列车速度的加快，牵引变压器的容量也要随之不断增加。因此，对牵引变压器的技术不断发展研究，其实就是在不断的加强对负序抑制效果的提高以及对变压器的容量进行不断的扩大。建国初期，由于铁路的运量相对较少，运行速度相对较慢，因此对牵引变压器的容量要求也相对较小。当时单项牵引变压器靠着利用率较高，后期维护方便等众多优点，被广泛的使用在早期的铁路线上，能够满足当时的需要。但随着我国的经济飞速发展，变压器容量较小的单项牵引变压器已经不能满足现有的铁路运量的要求。为了能够满足轨道交通对大容量变压器的要求，采用YNd11接线方式的牵引变压器得到了设计者的青睐。
1.2交流制
交流牵引供电系统采用单向的链接方式，是在变电站内同时安装两台变压器，采用双绕组的单项变压，使得整个结构形成一个开口三角形，在电网的接入端是属于高压端。这里面有两个端口与一个公共端口，低压端口则是接地的一侧，其他的端口分别与牵引母线连接。对于整个交流供电系统的降压系统来说，除了在供电系统的终端，整条线路的区间都设置了加压系统，这样能够使线路上的照明系统正常工作。由于交流牵引供电系统长时间的处于动态取流的状态，造成瞬间的接触压力较大，因此，设备需要具有非常耐磨的要求。
2.1电缆牵引网
目前常用的牵引接触网主要采用1500伏特直流电压进行供电，在一些特殊情况时，会使用750伏特。城内轻轨、地铁的牵引网应有上下行两条线路，并且应采用并联的方式，与此同时还应搭建备用的电缆线路，这条线路可以和正常电缆一起工作，它们互为备用。这样可以增强线路的可靠性，还可以提升供电电能的总量，削减功率损失。
2.2牵引网分段供电与保护
由于电缆牵引网具有长距离传输、可输送电能大等优点而被广泛使用，但是若采用上下行并行线路，成本较高，且设备搭建较为复杂，所以一般采用分段供电的形式。电缆和接触网的分段设计既可以是同步进行的，又可以是分段完成的。为了便于施工，一般在变压器处采用统一分段，在其他区间线路中多采用分开分段。这样既可以提升系统的可靠性，又可以进行分段保护，使故障风险降到最低。
BT供电方式是在建设牵引供电网时装设1：1的吸流变压器，通过回流线将电流回收到变电站，减少了对周围通信线路的干扰。但是这样会增加牵引供电网的阻抗，致使牵引网的供电距离变短，造价上升，并且容易出现火花间隙，这些问题都影响着BT供电方式的发展应用。牵引供电网的建设者们通过总结以上两种方式的缺点，根据我国现阶段的轨道交通特点，研究并广泛使用了带回流线的直供方式和自耦变压器供电方式。这两种供电方式的广泛应用，解决了牵引网阻抗问题，提升了供电网络的供电能力，最重要的是减少了对周围通信线路的影响。