牵引供电系统常用电气设备
牵引供电系统及接触网介绍
限位定位装置（定位管、定位底座、铝合金槽型或矩形定位器 及定位线夹等）
特殊定位器、软定位器等
牵引供电系统及接触网介绍
支柱（按材质分类）
预应力钢筋混凝土支柱（横腹杆式、环形等径式）
钢柱（圆钢、H型钢、角钢格构式）
谢谢大家！
单相变压器
馈电线 27.5KV
牵引供电系统及接触网介绍
27.5kV母线 隔离开关
隔离开关 控制手柄
27.5kV真 空断路器
牵引供电系统及接触网介绍
27.5kV馈电线 与接触网相接
牵引供电系统及接触网介绍
馈线与接 触网相连
牵引供电系统及接触网介绍
露天设置的
特殊输电线. 单一、没有 备用. 电力机车的 受电弓与其 滑动接触. 负载是移动 和变化的.
牵引供电系统及接触网介绍
跨距
接触网支柱沿铁路线路分布时，线路同侧支柱中心至 另一支柱中心的距离。
支柱侧面限界
支柱内侧缘距铁路线路中心的距离。新建电 气化铁路考虑大型养路机械作业，一般不小于3.1米。 电分段 在同一相供电的不同场区、股道间，为方便、灵活 地供电而设置的绝缘设备。 电分相 在变电所出口和不同变电所供电的连接处（供电臂 末端），为隔离不同相或不同变电所电源供电而设置的绝缘 设备。
一般采用铜、铜合金（银铜、镁铜、锡铜）和钢 铝（已淘汰）三种材质。正线选用截面积120（150）平方毫 米，站线选用截面积85平方毫米。 承力所 一般采用铜、铜合金（银铜、镁铜）和钢铝三种 材质制作的19股绞线，正线选用截面积95或120平方毫米 （铜、铜合金），185平方毫米（钢铝）。站线选用截面积 70平方毫米。 接触线高度 接触线距钢轨顶面的高度。《技规》规定：接 触线距钢轨顶面的高度不超过6500mm；在区间和中间站，不 小于5700mm（旧线改造不小于5330mm);在编组站、区段站和 个别较大的中间站战场，不小6200mm;站场和区间宜取一致； 双层集装箱运输的线路，不小于6330mm（兰州枢纽6450mm， 隧道内不小于6350mm）。
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。
轨道交通供电4 牵引变电所的主要电气设备(1)
(3)多绕组变压器：用于电力系统 (4)自耦变电器：用于连接不 中一种电压等级输入变换得到多种 同电压的电力系统。也可做为 不同电压等级。如分裂变压器。 普通的升压或降后变压器用。
4.按冷却方式分：
(2)油浸式变压器：依靠油作冷却 (1)干式变压器：依靠空气对 介质、如油浸自冷、油浸风冷、油 流进行冷却，一般用于局部照 浸水冷、强迫油循环等。 明、电子线路等小容量变压器。
5.按铁芯形式分： (1)芯式变压器：用于高 压的电力变压器。 (2)壳式变压器：用于大电流的特殊 变压器，如电炉变压器、电焊变压器； 或用于电子仪器及电视、收音机等的 电源变压器。
6.按容量分： 按电力部门的相关规定: 630KVA以下为小型变压器；800--6300KVA为中小型变压器； 8000--63000KVA为大型变压器；90000KVA及以上为特大型变压器；
牵引变电所的电源一般来自电力系统的区 域变电所，牵引变电所的任务就是将电力系 统提供的三相工频交流电变为牵引所用的电 能。根据牵引制式的不同，牵引变电所又分 为直流牵引变电所和交流牵引变电所。根据 不同的牵引制式，变电所内完成相应的变压、 变相、变流作用。目前我国的牵引变电所主 要有电气化铁路的单相工频交流制牵引变电 所和城市轨道交通系统（地铁、轻轨）的直 流牵引变电所。
城市轨道交通牵引供电系统构成示意图
城市电网
主变电所
高压供电系统
三相交流
牵引变电所 牵引供电系统
馈线 回流线
接触网
直流
轨道
牵引变电所的类型和原理
牵引变电所是城市轨道交通牵引供电系统 的核心，它负担对电动列车直流电能的供 应，它的站位设置，容量大小，需根据所 采用的车辆形式、车流密度、列车编组， 经过牵引供电计算，经多方案比选确定。 牵引变电所有两种形式：户内式变电所和 户外式箱式变电所，前者适宜地下线路， 后者适宜地面线路。
牵引供电系统简介
牵引供电系统简介：将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电气化铁路的供电系统，又称牵引供电系统，主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。
牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV（或220kV）降到27.5kV，经馈电线将电能送至接触网；接触网沿铁路上空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。
牵引变电所所在地的接触网设有分相绝缘装置，两相邻牵引变电所之间设有分区亭，接触网在此也相应设有分相绝缘装置。
牵引变电所至分区亭之间的接触网（含馈电线）称供电臂。
牵引供电回路是由牵引变电所——馈电线——接触网——电力机车——钢轨——回流联接——（牵引变电所）接地网组成的闭合回路，其中流通的电流称牵引电流，闭合或断开牵引供电回路会产生强烈的电弧，处理不当会造成严重的后果。
通常将接触网、钢轨回路（包括大地）、馈电线和回流线统称为牵引网。
牵引供电设备的检修运行由供电段负责，牵引供电系统的运行调度则由供电调度负责。
供电调度通常设在铁路局调度所。
牵引供电系统供电示意图如下所示：二、牵引变电所、分区所、开闭所牵引变电所：牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降低，同时以单相方式馈出。
降低电压是由牵引变压器来实现的，将三相变为单相是通过变电所的电气接线来达到的。
牵引变压器（主变）是一种特殊电压等级的电力变压器，应满足牵引负荷变化剧烈、外部短路频繁的要求，是牵引变电所的“心脏”。
我国牵引变压器采用三相、三相——二相和单相三种类型，因而牵引变电所也分为三相、三相——二相和单相三类。
随着技术水平的提高，我国干线电气化铁路已推广使用集中监视及控制的远动系统，牵引变电所将逐步实现无人值班，直接由供电调度实行遥控运行。
分区所：分区所设置在两个变电所中间，作用有三：提高供电质量、供电分段、越区供电。
•开闭所：一般设置在大型站场附近，进线由变电所或接触网引入，由开关馈出多个供电线路向多个供电设备供电。
作用是增强供电的灵活性，便于供电设备的运行及检修，便于行车组织，缩小供电事故及故障范围。
牵引供电系统介绍
一、牵引供电系统组成：
满足牵引供电系统基本要求所采取措施：
（1）牵引变电所进线采用两路电源供电（两路电源引自不 同的电力变电所或同一变电所的两个不同母线），进线 系统采用带跨条的供电方式，主变采用一主一备， 27.5KV（55KV）采用母线分段，馈线采用主备供电 方式（50%或100%备用）等。
（2）采用补偿装置（固定或动态补偿），采用AT供电方 式等。高铁对供电电压的要求：接触网的标称电压为 25KV、长期最高电压为27.5KV、瞬时（5分钟）最高 电压为29KV,设计最低电压为20KV。普速对供电电压 的要求：最高工作电压为27.5KV、瞬时最大值为 29KV, 最低工作电压为20KV、非正常情况下，不得低 于19KV。
二、牵引供电回流方式
以上供电方式的回流线均不直接接钢轨，全部通过扼流 变压器接钢轨。回流线N与保护线PW的区别。
1.直接供电方式回流：所内接地。
二、牵引供电回流方式
AT供电方式（55KV）：通过放电器接地。
二、牵引供电回流方式
AT供电方式（2X27.5KV）,可转换为直供电方式 （TRNF）:所内、接触网端均接地。
二、牵引变电设备－断路器
主要介绍断路器结构形式：单相、二相、三相、 单相：一台操作机构控制一台高压单极 二相：分机械联动（55KV及220KV等级需求较少）和电
气联动。机构联动：一台操作机构通过传动连杆带动二 极同时动作。电气联动：每个单极配备一台操作机构， 通过一套电气控制回路带动二极同时动作。电气联动断 路器：二极间同步问题、分合闸时间问题、与保护装置 间的接口问题 三相：同二相
满足牵引供电系统基本要求所采取措施：
（3）采用补偿装置（固定式或动态补偿方式），提高 机车功率因数（如动车、各谐机车）。 （4）采用Scott、平衡变压器等。 （5）采用直供加回流、AT供电方式等（目前通信方式 基本采用光纤通信，对通信信号的干扰相对减少）
牵引供电系统的构成及各组成部分的作用
牵引供电系统的构成及各组成部分的作用牵引供电系统包括牵引变电所和牵引网两大部分。
（1）牵引变电所：由牵引变压器、高压断路器等一次设备和用于监控的二次设备组成，其主要作用是将电力系统送来的三相高压电变换为适合电力机车使用的电能，并降低电力牵引负荷对电力系统的不良影响。
（2）牵引网：包括馈电线、接触网、钢轨、回流线、大地回路。
馈电线是连接牵引变电所和接触网的电力供给线，多为铜绞线；钢轨在电气化铁路中有三大作用：列车导轨、牵引电流的电气回路、信号系统的信号回路；回流线是连接钢轨和牵引变电所的电连接线，主要为回流提供电气通路。
接触网是牵引网的核心，是电气化铁道的主要供电设施，功能是全天候不间断地向电力机车供电。
电气化铁路牵引供电系统简介精选
牵引电流的回流导线； 支撑与导向； 信号专业轨道电路
• 回流线
指连接轨道和牵引变电所的导线
• 其他设施
负馈线（回流线），吸上线 ，BT ，AT ，正馈线 ，保护线，地线 ， 供电线
牵引供电系统的其他设施
• 分区所（Section Post, SP）
设于两变电所之间 ， 把电气化铁道牵引网分成不同供电区段， 设有开关设备 ，根据运行需要可以连接同一供电臂的上 、下行接触 网 ， 或连接不同的供电臂以实现越区供电。
第一章 绪论——牵引供电系统简介
1.1 电气化铁道与牵引供电系统 1.2 电力系统向电气化铁道的供电 1.3 牵引变电所向牵引网的供电 1.4 牵引网向电力机车的供电 1.5 牵引供电系统的特点及主要问题
1. 1 电气化铁道与牵引供电系统
• 电气化铁道（Electric Railways）
使用外部输入的电力能源（electric power ）来驱动列 车行驶的铁道运输方式。
拓扑结构三相不对称； 变压器接线特殊。
牵引供电系统主要技术问题
• 电压水平 • 无功功率 • 负序电流 • 谐波 • 通信干扰
电气化铁道的供电要求 • 安全可靠供电 • 保证供电质量 • 降低投资和运营费用 • 提高电磁兼容水平
（3）对AT牵引网 ，往往同ATP合建 ，增强对供电臂供电的灵活性
• AT所（AT Post, ATP）
AT供电系统 ， 除变电所 、分区所和开闭所外 ，在牵引网上放置 自耦变压器的场所。
1.2 电力系统向电气化铁道的供电
• 电气化铁道属一级负荷 ，对供电可靠性要求高 • 牵引变电所一般设置两台变压器 ，要求有两回独立电源
• 由馈电线、接触网、轨道、回流线等设施构成的输电网络
牵引变电所主要电气元件简介
-1-牵引变电所主要电气元件简介：变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。
为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、潮流（电力系统中各节点和支路中的电压、电流和功率的流向及分布）控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。
按用途可分为电力变电所和牵引变电所（电气铁路和电车用）。
下面这张图片是一个牵引变电所的远景：通过这张图片，我们可以对整个变电所在外观上有个更加合理和深刻的认识，对整个变电所有更加深刻的立体感。
首先我们来介绍整个变电所最高的钢架结构：避雷针.如右图所示，避雷针位于变电所的四个角落，在雷雨天气，高空出现带电云层时，迅雷针被感应上大量电荷，由于避雷针针头是尖的，而静电感应时，导体尖端总是聚集了最多的电荷．这样，避雷针就聚集了大部分电荷．避雷针又与这些带电云层形成了一个电容器，由于它较尖，即这个电容器的两极板正对面积很小，电容也就很小，也就是说它所能容纳的电荷很少．而它又聚集了大部分电荷，所以，当云层上电荷较多时，避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿，成为导体．这样，带电云层与避雷针形成通路，而避雷针又是接地的．避雷针就可以把云层-2-上的电荷导人大地，使其不对整个变电所构成危险，保证了它的安全。
说到避雷针，我们就不得不提起我们的高压进线上的防雷措施了，避雷线是我们变电所最常用的避雷措施，通常避雷线长2km左右，如下图的结构我们可以看见，在人字杆的顶部有一个钢架结构，在结构的顶端有一个挂环，起到连接避雷线的作用，由于高压进线线路较长，而我们的避雷针只能保护所内电气设备免受直击雷和雷电过电压的冲击，对于高压进线起不到保护的作用，而如果靠近变电所的高压进线受到直击雷和雷电过电压的影响，变电所内部分仪表可能由于过电压的作用，产生误动作，对整个电力系统的稳定性存在较大的影响。
为保证电力系统稳定可靠的运行，保证合格的供电质量，减少设备误动作率，所以，高压进线的防雷是非常必要的，选用避雷线也是比较经济合适的。
牵引供电系统及主要技术装备--铁道电气化技术培训讲义之一
目
录
第一章 概 述 .................................................................................................................................................. 1 第一节 第二节 第三节 第四节 电力系统的基本知识 ........................................................................................................................ 1 电气化铁道供电系统 ........................................................................................................................ 4 牵引网 ................................................................................................................................................ 8 电力机车的相关知识 ...................................................................................................................... 14
1
牵引供电系统及主要技术装备——铁道电气化技术培训讲义之一 ——铁道电气化技术培训讲义之 铁道电气化技术培训讲义之一 2．变电所 变电所是变换电压和分配电能的场所，由电力变压器和配电装置所组成。它的类型除按升压、降压 分类外， 还可按设备布置的地点分为户外变电所和户内变电所及地下变电所等。 若按变电所的容量和重 要性又可分为枢纽变电所、中间变电所和终端变电所。枢纽变电所一般容量较大，处于联系电能系统各 部分的中枢位置，地位重要，如图 1-1 中 A 为枢纽变电所。中间变电所则处于发电厂和负荷中心之间， 从这里可以转送或抽引一部分负荷，如图 1-1 的变电所 B。终端变电所一般是降压变电所，它只负责供 应一个局部地区或一个用户的负荷而不承担功率的转送，如图 1-1 的 C、D。对于仅装有受、配电设备 而没有电力变压器的称为配电所。 3．电力网 电力网是联系发电厂和用户的中间环节， 由变电所和各种不同电压等级的电力线路所组成。 其作用 是输送和分配电能。 在电力网中包括输电网和配电网。 输电网是将发电厂发出的电能升压后通过输电线送到邻近负荷中 心的枢纽变电所。 输电线还有联络相邻电力系统的作用。 配电网则是将电能从高压变电所降压后分配到 用户去的电力网部分。 目前，我国电力网的电压等级主要有 0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、500kV。现在， 代表性的电压是：从发电厂送出的主干系统的送电电压为 200kV~500kV；到用户附近地区，降压到 35~110kV；对于大容量用户，就用这种电压直接供电；在配电系统中用高压 6~10kV 或 380、220V 供 应给一般用户。 对于用电量较大的企业，例如大型化工企业、冶金联合企业、铝厂及大型冶炼厂等，我国已开始采 用 110 千伏或 220 千伏电压直接对工业企业送电，以减少电力网的电能损失和电压损失。 高压输电具有节约电能、 节约有色金属和提高电压质量等优点， 随着大型电厂的建设和输电距离的 增力，要求逐步提高输电电压。目前；某些国家输电电压已达到 750kV，我国也已达 500kV。根据国民 经济发展的需要，我国电力部门正在根据国情从技术经济等方面研究更高电压的输电问题。 图 l—l 具有大容量的水电厂、火电厂和热电厂。图中的水电厂容量较大且输送距离较远，所以把电 压升至 220kV 经高压输电线路送到枢纽变电所。火电厂相对水电厂输送距离近一些，所以把电能升压 到 110kV 送到地区变电所，并通过枢纽变电所构成环形电网。热电厂则总是建在热用户附近，它除了 以较低电压向近区用户供电外，还升压与地方电力网相联系。
牵引供电系统简介
理论上讲，除了机车所在的 AT 段（该 AT 段存在“半段效应”）以外，其余 AT 段内流经接触网中和正馈线中的电流大小相等，方向相反，且电流大小仅为机车 电流之半。在钢轨和保护线之间每隔 3～4km 设有吸上线。
图 2.4 AT 供电方式
2. 城市轨道交通 城市轨道交通接触网一般采用直流供电，接触网为正极，钢轨为负极，机车 从相邻两变电所取电，即采用双边供电方式（交流电气化铁路一般为单边供电）。 如图 2.5 所示，机车所需的电流分别来自两相邻变电所。
牵引供电绪论
我国铁路电气化事业起始于 1956 年。1961 年 8 月宝成铁路（宝鸡至成 都）宝鸡至凤州段电气化通车；1975 年 6 月宝成铁路全线电气化通车，成 为我国第一条电气化铁路。宝成铁路电气化后，该铁路的运能、运量大幅 度的增长，推动了我国铁路电气化事业的发展。目前，电气化铁路已经占 据了我国铁路发展的绝对主导地位。我国的电气化铁路正逐步向高速铁路 发展，以 2007 年动车组的运行为标志，我国的电气化铁路将迈入世界先进 行列。
但是，由于 BT 变压器自身存在较大的阻抗，且安装密度较大，其在牵引网 中引起的电压将也较大。因此，在同等条件下，BT 供电方式变电所间距小于其 它供电方式，且每 3～4km 在接触网内存在断口，断口两端因 BT 自阻抗而存在一 定的电压差，机车通过该断口时可能会产生电火花，导致接触网的使用寿命缩短。
牵引供电电流制
电力牵引采用的电流、电压制式。根据各国的国情不同，主要有如下 几种形式：
一、直流制
世界上最早采用的电流制。截至目前，世界上仍占 43%左右。这种电气 化铁路采用 0.75KV（我国城市地铁）、1.5KV、3KV 或 6KV 的直流电，向直 流电力机车供电。
牵引变电所的主要电气设备
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牵引变电所的主要电气设备
•二、直流牵引变电所的设备分类
•二次电路：用来控制、指示、监测和保护主电路及其主电 • 路中设备运行的电路称为二次电路（二次回路)。 •二次设备：二次电路中的所有电气设备。
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牵引变电所的主要电气设备
•二、直流牵引变电所的设备分类
• 一次设备按其在一次电路中的功用又可分为：
牵引变电所的主要电气设备
•二、直流牵引变电所的设备分类
•一次电路：为了实现牵引变电所的受电、变电和配电的功 • 能，在牵引变电所所中，必须把各种电气设备按一定的接 • 线方案连接起来，组成一个完整的供配电系统。在这个系 • 统中担负输送、变换和分配电能任务的电路称为主电路。
•一次设备：一次电路中的所有电气设备。
•一、高压断路器
•① 储能：
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牵引变电所的主要电气设备
•一、高压断路器
•② 合闸操作：
•合闸电磁铁操作：接到合闸命令后，合闸电磁铁的动铁芯 • 被吸向下运动，拉动导板也向下运动，使杠杆向反时针 方 • 向转动，并带动固定在定位件上的滚轮13运动，推动定 位 • 件作顺时针转动将储能维持解除，完成合闸操作。
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牵引变电所的主要电气设备
•3.3 高压开关设备
•高压开关设备正常工作情况下可靠地接通或断开电路； •在改变运行方式时进行切换操作； •当系统中发生故障时迅速切除故障部分，以保证非故障部分的正 • 常运行； •在设备检修时隔离带电部分，以保证工作人员的安全。
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牵引变电所的主要电气设备
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牵引变电所的主要电气设备
•一、高压断路器
•（2）操动机构
电力牵引系统的组成
电力牵引系统的组成
电力牵引系统是指电力机车或电动车辆的动力源，它将电能转化为机械能，驱动车辆行驶。
电力牵引系统通常由以下几个部分组成：
1. 电源：电力牵引系统的电源可以是来自于电网的交流电，也可以是由发电机产生的直流电。
电源的电压和频率需要与牵引电机的要求相匹配。
2. 变压器：变压器将电源的电压升高或降低到适合牵引电机工作的电压等级。
变压器还可以用于将交流电转换为直流电。
3. 牵引电机：牵引电机是电力牵引系统的核心部件，它将电能转化为机械能，驱动车辆行驶。
牵引电机的类型和参数根据车辆的类型和用途而定。
4. 控制系统：控制系统用于控制牵引电机的运行，包括电机的启动、停止、调速和转向等。
控制系统还可以监测电机的运行状态，确保其安全可靠地运行。
5. 传动系统：传动系统将牵引电机的转矩传递到车轮上，驱动车辆行驶。
传动系统包括齿轮箱、传动轴、联轴节等部件。
6. 制动系统：制动系统用于控制车辆的速度和停止，它可以是机械制动、电气制动或两者的组合。
制动系统需要与控制系统协调工作，确保车辆安全可靠地制动。
7. 辅助系统：电力牵引系统还包括一些辅助系统，如冷却系统、通风系统、照明系统等，它们为车辆的正常运行提供必要的支持。
总之，电力牵引系统是电力机车或电动车辆的核心部分，它由电源、变压器、牵引电机、控制系统、传动系统、制动系统和辅助系统等组成，协同工作，为车辆的安全、可靠、高效运行提供保障。
高速铁路电力牵引供电系统及接触网分析论文
目录摘要： .................................................................................................................................. 错误!未定义书签。
1.电力牵引供电系统概述 (2)2.接触网概述概述 (3)3.接触网支柱及基础 (7)4.第三方物流企业内部环境结构分析 (8)5.第三方物流企业的核心竞争力分析............................................................................... 错误!未定义书签。
6.第三方物流企业的战略选择........................................................................................... 错误!未定义书签。
7．结论 ................................................................................................................................ 错误!未定义书签。
参考文献 .............................................................................................................................. 错误!未定义书签。
摘要高速铁路电力牵引供电系统及接触网分析摘要：本论文介绍了电气化铁路供变电技术，以交流电气化铁路为重点，加强对牵引供电系统的认识，牵引供电系统有以牵引变电为重点，介绍了供电系统一次设备和二次电器设备，牵引供电系统可能对临近线路的影响，并通过对铁路接触网的供电方式、特点及应用分类，对铁路接触网进行了系统的分析。
高速铁路牵引供电系统概论
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多路馈线，用以实现对站场各股道群的分别供电控制。 （1）进线和馈线都经过断路器，可灵活地对各分区 接触网停、供电 （2）在断路器上可实现短路故障保护，从而缩小事故 停电范围 （3）对AT牵引网，往往同ATP合建，增强对供电臂供电
的灵活性
自耦变压器（AT）所（AT Post, ATP） AT供电系统，除变电所、分区所和开闭所外，
复链形悬挂
特点： 在结构上，承力索和接触导线之间加了一根辅助承力索。 接触网的张力大，弹性均匀，安装调整复杂，抗风能力强
2.3 高速接触网的主要结构参数
导线高度 ：指接触导线距钢轨面的高度。一般地，高速铁路 接触导线的高度比常规电气化铁路的接触导线低。原因： ①高速铁路一般无超级超限列车通过，车辆限界为4 800 mm； ②为了减少列车空气阻力及空气动态力对受电弓的影响， 受电弓的底座沉于机车车顶顶面，受电弓的工作高度较小。 所以，高速铁路接触导线的高度一般在5 300 m左右。
X2
a1
x1 a2
牵引供电系统
牵引供电系统说起电气化铁路，大家可能首先想到的就是线路两旁一根根的线杆和列车头顶密如蛛网的电线吧。
没错电气化铁路与普通铁路最明显的不同在于，它除了地上一条线（轨道）、还有天上一张网（接触网），是一种立体化的线路。
电力机车所需的电能来自发电厂由输电线路、变电装置、牵引用电网络、回流电路等组成的供用电系统供应。
世界各国采用的供电制式各不相同，我国的电气化铁路选择了25千伏单相工频（50赫兹）交流供电制式。
这种供电制式与工业生产所使用电流频率简称工频相同能使牵引动力获得最佳效果。
从天上到下，一套复杂完整的大系统为电气化列车的运行提供了保证。
1电气化铁路的心脏——牵引变电所牵引变电所是牵引供电系统的心脏，它的主要任务是将国家电力系统送来的三相高压电变换成适合电力机车使用的单相交流电。
牵引变电所从国家电网引入220千伏或110千伏三相交流电将三相电转换为适合电气列车使用的单相交流27.5千伏电源并送上接触网。
除此而外，它还起着供电保护、测量、控制电气设备提高供电质量，降低电力牵引负荷对公共电网影响的作用。
为确保牵引供电万无一失，牵引供电系统都采用“双备份”模式，两套设备通过切换装置可以互为备用并随时处于“战备”状态，以备不时之需。
通常将变电所设备分为一次设备和二次设备，一次设备是指接触高电压的电气设备，如牵引变压器、高压断路器、高压隔离开关、高压（电压和电流）互感器、输电线路、母线、避雷器等，它们主要完成电能变换、输送、分配等功能。
二次设备则主要是控制、监视、保护设备。
随着科技的发展，二次设备更加的集成化和智能化，形成了牵引变电所自动化系统为牵引变电所的远动控制提供了可能。
2电气化铁路的动脉——接触网当我们乘坐在电气化铁路的旅客列车上出行时，会看到路基两旁有一根根电杆竖立着顶端安装有单臂结构装置伸向线路侧上方且悬挂有电线，并将其固定在距轨道面一定高度的地方，在股道多的车站或编组站，悬挂结构及各种线网多如蛛网。
《牵引供电系统》_第二章_牵引变压器
§2.2 单相V/v接线变压器
2、缺点： 在正常工作时，两台变压器均投入运行；
为了保证可靠性，只能采用移动备用的方式；
当一台变压器故障或检修时，变压器的调运和投入时间 较长，且需要必须跨相供电。
§2.3 单相V/x接线变压器
一、基本原理
§2.1 纯单相接线变压器
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前3个牵引变电所和后3个牵引变电所分别构成小循环，6个
牵引变电所共同构成一个完整循环。
§2.1 纯单相接线变压器
2、对称换接相序。
前3个牵引变电所和后3个牵引变电所采用对称连接方式，6 个牵引变电所构成一个循环。
§2.1 纯单相接线变压器
五、优缺点
1、优点：
①主接线简单；②设备少；③占地面积小；④投资少。 2、缺点： ①它不能供应地区和牵引变电所三相负荷用电； ②牵引负荷产生较大的负序电流，对电力系统造成影响； ③接触线的供电也不能实现双边供电。
§2.2 单相V/v接线变压器
一、基本原理
在单相V/v结线变压器接线图中，两台单相变压器高压侧一 端分别接电源的不同相，另一端同时接到另外一相上，故变
压器的高压侧如同一个V字。
两台变压器的低压侧一端分别接各自相连的供电臂，另一端 同时接到钢轨引回的回流线上，这样低压侧也像一个V字。
§2.2 单相V/v接线变压器
& I 1 0 I A & 1 & α I 0 1 & B K I T 1 1 β & I C
+
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铁路牵引供电系统基础知识
总结
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谢谢大家！
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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。
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。
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。
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越区供电
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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。
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分区所（SP），开闭所（SSP)
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。
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。
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2. 其结构的作用
（1）储油柜（油枕） 内储有一定的油 作用：补充变压器因油箱渗油和油温变化造成 的油量下降，当变压器油发生热 胀冷缩时保持与周围大气压力的平衡
（2） 吸湿器 作用：吸收进入油枕内的空气的水分。
（3）净油器 作用：对运行中的变压器油进行过滤净化，延缓变压器油老化的装置。
（4）测温装置 作用：监视变压器油箱内的上层油温，常用的测温装置有水银式温度计、气压式温
3．环氧树脂浇注的三相干式变压器（树脂绝缘干式变压器） 图下为环氧树脂浇注绝缘的三相干式电力变压器的结构图。
如图 环氧树脂浇注绝缘的三 相干式电力变压器 1－高压出线套管和接线端子 2－吊环 3－上夹件 4－低压 出线接线端子 5－铭牌 6－环氧树脂浇注绝缘绕组 7 －上下夹件拉杆 8－警示标 牌 9－铁心 10－下夹件 11－小车 12－三相高压绕组 间的连接导体 13－高压分接 头连接片
§ 2.1.2 电力变压器的结构
1．常用三相油浸式浸式电力
变压器的结构
1—信号温度计 2—铭牌 3—吸湿器 4—油枕(储油 柜) 5—油位指示器 6—防爆管 7—瓦斯继电 器 8－高压套管 9—低压 套管 10—分接开关 11—油箱及散热油管 12— 铁心 13—绕组及绝缘 14—放油阀 15—小车 16—接地端子
2.组成：一次绕组、铁心、二次绕组
3.结构特点： （1）一次绕组匝数少，二次绕组匝数多 （2）一次绕组导体较粗，二次绕组导体细 （3）一次绕组串接在一次电路中，二次绕组与仪表、继电器电流线圈串联，
形成闭合回路。由于这些电流线圈阻抗很小，工作时电流互感器的二次 回路接近短路状态。 4.电流互感器的变流比用Ki表示
§2.2.2 电压互感器 简称—PT，文字符号—TV。是变换电压的设备。 1．基本原理和结构 电压互感器的基本结构原理如图4-19所示
图4-19 电压互感器的基本结构和接线 1－铁心 2－一次绕组 3－二次绕组
1.原理 变电所中装设的电压互感器，由于一次主电路电压很高，所以一次绕组匝 数较多，直接并联于一次电路中；二次绕组匝数较少，直接和测量仪表及 继电保护装置的电压绕组相连，负荷阻抗很大。因此，电压互感器相当于 一台容量很小、工作状态近似副边开路的变压器，结构上也类似变压器 2.组成 1)一次绕组 2)二次绕组 3)铁心 3.结构特点
度计和电阻计温度计 （5）油标 作用：指示右面的 高度，便于运行人员了解油面的高度 （6）防爆管 作用： 防止油箱发生爆炸事故。当油箱内部发生严重的短路故障时，油的急剧分解 产生大量的瓦斯气体，导致油箱内部压力剧增从而使防爆管的出口处玻璃会自行 破裂，释放压力，并使油流向一定方向喷出。 （7）分接开关 作用： 用于改变变压器的绕组匝数以调节变压器的输出电压。
（1）结构特点： 1）高低压绕组各自用环氧树脂浇注，并同轴套在铁心柱上； 2）高低压绕组间有冷却气道，使绕组散热； 3）三相绕组间的连线也由环氧树脂浇注而成，使所有带电部分 都不暴露在外。
（2）容量 30KV·A到几千KV·A，最高可达上万KV·A。 （3） 高压侧电压有6、10、35KV； 低压侧电压为230/400V。 注：我国生产的干式变压器有SC系列和SG系列等。
§2.2.1 电流互感器
简称—CT，文字符号—TA，是变换电流的设备。 基本原理
电流互感器的基本结构和原理如图4-13所示，
1.原 理 变电所中装设的电流互感器，由于一次主电路电流很大，所以电流互感器 一次绕组匝数极少，绕组截面粗，直接串接于主回路中；二次绕组外接测 量仪表和继电保护装置的电流绕组，负荷阻抗极小。所以电流互感器相当 于一台容量很小、工作状态近似副边短路的变压器，结构上也类似变压器。
Ki I1N I2N N2 N1
式中，I1N — 一次侧额定电流值；I2N — 二次侧额定电流值；N1— 一次 绕组匝数；N2— 二次绕组匝数；变流比Ki一般表示成如100／5A的形式。
电流互感器类型
1）按一次电压分 ①高压 ②低压 2）按一次绕组匝数分 ①单匝 (包括母线式、芯柱式、套管式) ②多匝式(包括线圈式、线环式、串级式)。 3）按用途分 ①测量用 ②保护用 4）按准确度级分 ①测量用电流互感器有0.1，0.2，0.5，1，3，5等级， ②保护用电流互感器一般为5P和10P两级。 5）按绝缘介质类型分 油浸式、环氧树脂浇注式、干式、SF6气体绝缘
等； 6）按铁心分 同一铁心和分开（两个）铁心两种。 说明 高压电流互感器通常有两个不同准确度级的铁心和二次绕组，分
别接测量仪表和继电器。测量用的电流互感器铁心在一次电路短路时 易于饱和，以限制二次电流的增长倍数，保护仪表。保护用的电流互 感器铁心在一次电路短路时不应饱和，二次电流与一次电流成比例增 长，以保证保护灵敏度的要求。
§2.2 互感器
1．互感器—电流互感器和电压互感器的统称，又称仪用变压器或测量 互感器。 2．作用：根据变压器的变压、变流原理将一次电量（电压、电流）转 变为同类型的二次电量，该二次电量可作为二次回路中测量仪表、保 护继电器等设备的电源或信号源 3．主要功能： （1）变换功能 将一次回路的大电压和大电流变换成适合仪表、继电器工作的小电压 和小电流。 （2）隔离和保护功能 作为一、二次电路之间的中间元件，不仅使仪表、继电器等二次设备 与一次主电路隔离，提高了电路工作的安全性和可靠性，而且有利于 人身安全。 （3）扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围 通过改变互感器的变比，可以反应任意大小的主回路电压和电流值， 便于二次设备制造规格统一和批量生产。互感器的二次侧的电流或电 压额定值统一规定为5A（1A）及 100V。
§2.1 电力变压器
2.1.1 概述
电力变压器（文字符号为T或TM） 三相变压器额定容量在5KV·A及以上，单相的在 1KV·A及以上的输变电用变压器，均称为电力变压 器。它是供配电系统中最关键的一次设备，主要用 于公用电网和工业电网中，将某一给定电压值的电 能转变为所要求的另一电压值的电能，以利于电能 的合理输送、分配和使用。