铁路牵引供电系统基础知识

电力系统铁路供电系统1、发电厂2、电力网3、电能用户1、牵引供电系统组成2、铁路变配电系统供电系统概述一、电力系统与铁路供电系统组成供电示意图牵引供电系统3一、牵引供电系统工作原理4二、牵引供电系统组成5牵引供电系统牵引变电所6牵引变电所的主要任务是将电力系统输送来高等级的三相交流电变换为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。牵引变电所通常设置两台（四台）变压器，采用双电源供电。变压器的接线方式目前采用的有V/X接线，单相V/V接线,纯单相接线牵引网牵引网是由馈电线（供电线）、接触网、钢轨、大地和回流线组成的供电系统，完成对电力机车的送电任务。7馈电线：连接牵引变电所和接触网的导线和电缆。它把牵引变电所主变压器二次侧27.5KV的电压输送到接触网。接触网：一种特殊的输电线，架设在铁路上方，机车受电弓与其磨擦受电。钢轨、大地和回流线：牵引变电所处的横向回流线，它将轨或与轨平行的其它导线与牵引变压器指定端子相联。又能大大降低牵引负荷电流对通信的干扰。8接触网接触悬挂支持装置定位装置支柱和基础附加悬挂910AT供电接触网结构11接触网分段绝缘器分段绝缘器（电分段）：分为纵向电分段和横向电分段，前者用线路接触网上，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。12接触网分相绝缘器分相绝缘器（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处。13SP:为了增加供电的灵活性，提高运行的可靠性，在两个牵引变电所的供电区间常加设分区所SSP:实际上是起配电作用的开关站。开闭所就是高压开关站，从严格意义上讲是“高压配电”站，仅仅起配电作用，实现环网供电、双路互投等功能。14分区所（SP），开闭所（SSP)15三、牵引供电方式16直接供电方式17带回流线的直接供电方式直供方式直供方式，在牵引网中不加特殊防护措施，一般只在通信线路少的山区采用，虽然有结构简单，设备少，造价低，施工及运营维修方便等优点。但接触网对邻近通信线路干扰较大，所以一般不采用18带回流线的直接供电方式（DN供电方式）带回流线的直接供电方式，是在接触网同高度的外侧增设了一条回流线，减轻了接触网对邻近通信线路的干扰。这种供电方式的特点是：结构简单，投资和维护量小；供电可靠性高；牵引网阻抗比直供和BT方式都小，能耗较低，供电距离增长；防干扰效果强于直供不如BT供电方式。19AT供电方式20AT供电方式牵引网的构成21AT供电方式的工作原理22工作原理牵引变电所牵引侧电压为2X27.5KV，其绕组两端分别接至接触导线和正馈线，其中性点与钢轨相连。为保证接触导线与正馈线之间的电压水平达到55KV，AT供电方式每隔10~~15KM，在接触网与钢轨间并接入一台自耦变压器，自耦变压器将牵引网的电压提高一倍，而供给电力机车的额定电压仍为25KV，称为AT所。23工作原理由于自耦变压器的作用，接触网和正馈线的电流均为I/2，方向相反，有效地减少牵引网对通信线的干扰。由于自耦变压器的中性点与钢轨相连，牵引网的供电电压为2x27.5kV，电压提高了一倍，因此牵引变电所的间距理论上提高了一倍。例如直供+回流线供电方式牵引变电所间距为20-30km，则AT供电方式为40-60km。AT供电方式用于重载、高速需大电流的牵引供电系统。馈线电流只有直供方式的一半。24全并联AT供电方式主接线图25全并联AT供电方式特点26全并联AT供电方式与不并联的AT供电方式相比，减小牵引网单位长度阻抗，减少电压损失和增强供电能力。在相同的负载条件下，可以减少牵引网电力损失大约10％。同时，由于在每一AT站都进行了并联，负荷电流在上下行牵引网进行了均分，使得线路运行更加均衡，大大提高了供电的可靠性和带负载能力及减少对周围通讯的干扰。在全并联AT供电方式下，由于在每一个AT站进行电气的横联后，整个牵引网的电路拓扑结构变得极其复杂。当牵引网线路发生短路时，故障区段及故障地点的准确判别也变得非常困难，不利于故障的排除和供电的及时恢复。单线AT牵引网构成示意图27复线AT牵引网构成示意图28复线AT供电说明SS变电所SFSP辅助开闭所T接触线RF正馈线CPW钢轨和保护线间的辅助联接PW保护线R钢轨ATP自耦变压器所SP分区所AT处采用横向连接线CPW实现轨道、保护线和AT中性点的连接，通过放电器（SD）将AT的中性点与大地相连。与不并联的AT供电方式比，全并联AT供电更具有线路载流能力大、供电区段长、适应高速等优点。29越区供电30总结31