新型山区旅游轨道交通牵引供电制式及供电能力计算
城轨交通供电牵引供电计算课件
VS
详细描述
绿色环保供电技术旨在减少对环境的影响 ，采用清洁能源和高效节能技术，降低能 源消耗和排放。例如，采用太阳能、风能 等可再生能源，减少对化石燃料的依赖； 采用高效节能的变压器和电机等设备，降 低能源损耗。这些技术有助于推动城轨交 通的可持续发展，保护环境，造福子孙后 代。
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靠。
城轨交通供电系统的特点
01Βιβλιοθήκη 0203大容量和高可靠性
城轨交通供电系统需要满 足大量列车和乘客的用电 需求，同时要保证供电的 可靠性和稳定性。
复杂性和多样性
城轨交通供电系统涉及多 个子系统和设备，需要综 合考虑各种因素，确保系 统的协调和优化。
节能和环保
城轨交通供电系统需要采 取节能措施，降低能耗和 排放，符合环保要求。
采用先进的节能技术和环保材料，降低能耗 和减少对环境的影响。
可靠性
具备高可靠性和稳定性，能够在各种复杂环 境下保持正常运行。
维护方便
采用模块化设计，方便进行日常维护和检修 。
牵引供电设备的应用场景
城市轨道交通
适用于地铁、轻轨、单轨等城市轨道交通系统， 为其提供电能供给。
铁路
适用于国铁、城际铁路、货运铁路等铁路系统， 为其提供电能供给。
牵引供电计算的主要内容
负荷计算
01
根据城轨交通的客流量和列车运行图，计算牵引供电系统的负
荷，包括牵引负荷和动力照明负荷。
短路电流计算
02
根据电路模型和负荷计算结果，计算短路电流，以便进行继电
保护和开关设备选择。
无功补偿计算
03
根据负荷计算结果，计算无功补偿容量，以提高牵引供电系统
的功率因数。
城市轨道交通牵引供电系统电能损耗分析
城市轨道交通牵引供电系统电能损耗分析城市轨道交通牵引供电系统是确保城市轨道交通车辆正常运行的关键部分，其电能损耗分析对于提高能源利用效率、降低运营成本具有重要意义。
本文将从城市轨道交通牵引供电系统的组成、电能损耗的主要因素、电能损耗的计算方法以及降低电能损耗的策略等方面进行探讨。
一、城市轨道交通牵引供电系统的组成城市轨道交通牵引供电系统主要由变电所、接触网（或第三轨）、牵引变流器、牵引电动机等组成。
变电所负责将高压交流电转换为适合轨道交通车辆使用的低压直流电或交流电。
接触网或第三轨则是将电能传输到车辆的媒介。
牵引变流器将变电所提供的电能转换为适合牵引电动机使用的电能形式，而牵引电动机则是将电能转换为机械能，驱动车辆运行。
二、电能损耗的主要因素在城市轨道交通牵引供电系统中，电能损耗主要发生在以下几个方面：1. 变电所的转换损耗：在高压交流电转换为低压直流电或交流电的过程中，由于变压器、整流器等设备的损耗，会产生一定的电能损失。
2. 接触网或第三轨的传输损耗：电能在通过接触网或第三轨传输到车辆的过程中，由于电阻、电感等因素的影响，也会产生电能损失。
3. 牵引变流器的转换损耗：牵引变流器在将电能转换为适合牵引电动机使用的电能形式时，由于器件的损耗，同样会产生电能损失。
4. 牵引电动机的损耗：牵引电动机在将电能转换为机械能的过程中，由于铜损、铁损等因素的影响，也会产生电能损失。
5. 车辆运行中的损耗：车辆在运行过程中，由于空气阻力、摩擦力等因素的影响，也会消耗一部分电能。
三、电能损耗的计算方法电能损耗的计算方法通常包括理论计算和实测两种方式。
理论计算主要是根据牵引供电系统的组成和各部分的损耗特性，通过数学模型进行计算。
实测则是通过在实际运行中测量各部分的电能损耗，然后进行分析。
具体计算方法如下：1. 变电所损耗计算：可以通过测量变压器的输入功率和输出功率，计算出变压器的损耗功率。
2. 接触网或第三轨损耗计算：可以通过测量接触网或第三轨的电流和电压，计算出线路的损耗功率。
《城轨牵引供电技术》课程标准
《城轨牵引供电技术》课程标准1．课程定位《城轨牵引供电技术》是在前修课程电工电子基础类课程学习结束后，具备了电路分析与计算、电磁感应基本理论与应用、安全用电等知识的基础上开设的，本课程通过理论与实践相结合的方式，采取多种教学方法培养学生了解变城市轨道交通供电系统结构和原理，培养学生分析实际问题和解决实际问题的能力，培养学生的团队协作、勇于创新、敬业乐业的工作作风。
2．课程目标2．1能力目标（1）能够正确选择变电所一次电器设备并且维护一次设备的安全运行。
（2）能够设计较为简单的控制线路。
（3）能够使用电工工具和电工仪表，针对基本供配电线路进行正确安装及维护维修。
（4）能够对供配电系统的过程中出现的故障能进行正确分析，并具有故障排查能力。
2．2知识目标（1）了解城轨供配电系统、变电所一次设备、变电所二次系统、倒闸操作、防雷与接地的原理等知识。
（2）理解变电所电气主接线的结构特点。
（3）了解常用二次系统的结构及工作原理，掌握断路器和隔离开关、信号装置、绝缘监察装置等控制电路的特点及工作原理分析。
（4）掌握接地基本知识，变电所接地装置形式和要求及防雷的基本措施。
2．3素质目标（1）培养学生自主学习能力、观察能力、团队合作能力、专业技术交流的表达能力。
（2）培养学生具有制定工作计划的方法能力。
（3）使学生具有解决实际问题的工作能力。
（4）使学生具有获取新知识、新技能的学习能力。
（5）培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风。
（6）具有环保意识、安全意识。
3．教学内容本课程以城市轨道交通供配电系统组成结构、城市轨道交通变电所一次设备维护和检修、城市轨道交通二次系统的维护和检修、变电站的倒闸操作、城市轨道交通供电系统的防雷与接地五个项目为载体来组织教学，将本课程所包含的必要的知识、技能融合在项目的各个任务训练中。
本课程具体项目内容、教学要求与学时分配见表1所示。
表1 教学内容描述4．实施建议4．1师资队伍课程教学对任课教师的要求较高，应不但具有较好的供配电方面的专业理论知识，同时还应具备较强的实践动手能力。
轨道交通 AC 25kV同相供电系统-最新国标
轨道交通 AC 25kV同相供电系统1 范围本文件规定了轨道交通AC25kV同相供电系统的使用条件、系统构成、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和储存等。
本文件适用于AC25kV牵引供电制式中牵引变电所采用同相供电装置的同相供电系统。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 1402—2010 轨道交通牵引供电系统电压GB/T 2423.1—2008 电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验A 低温GB/T 2423.2—2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T 2423.3—2016 环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验GB/T 3768—2017 声学声压法测定噪声源声功率级和声能量级采用反射面上方包络测量面的简易法GB/T 3859.1—2013 半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-1部分：基本要求规范GB 4943.1—2022 音视频、信息技术和通信技术设备第1部分：安全要求GB/T 7261—2016 继电保护和安全自动装置基本试验方法GB/T 11022—2020 高压交流开关设备和控制设备标准的共用技术要求GB/T 13384—2008 机电产品包装通用技术条件GB/T 13422—2013 半导体电力变流器电气试验方法GB/T 15543—2008 电能质量三相电压不平衡度GB/T 16927.1—2011 高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求GB/T 20626.1—2017 特殊环境条件高原电工电子产品第1部分：通用技术要求GB/T 20645—2021 特殊环境条件高原用低压电器技术要求GB/T 24338.6—2018 轨道交通电磁兼容第5部分地面供电装置和设备的发射与抗扰度GB/T 32350.1—2015 轨道交通绝缘配合第1部分：基本要求电工电子设备的电气间隙和爬电距离GB 50150—2016 电气装置安装工程电气设备交接试验标准DL/T 1010.3—2006 高压静止无功补偿装置第三部分控制系统NB/T 42043—2014 高压静止同步补偿装置TB/T 2805—2021 牵引供电设备绝缘水平TB/T 3159—2021 电气化铁路牵引变压器3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
地铁牵引供电系统
地铁牵引供电系统摘要牵引供电系统是城市轨道交通系统中最重要的基础能源设施，其功能是为轨道交通系统中的电动汽车供电，保证轨道交通车辆的正常运行。
通过比较供电方案，地铁供电系统采用集中供电系统。
该系统包括电力局变电站变电站与主变电站之间的输电线路以及轨道交通供电系统内部牵引输电与配电。
网络，直流牵引供电网络和车站低压配电网络；牵引供电系统由主变电站，高/中压供电网络，牵引供电系统，电力监控系统，接触网系统，杂散电流保护和接地系统以及供电车间组成。
轨道交通供电系统的主要功能如下：接收和分配电能：主变电站主变压器将110KV高压转换为35KV中压，35KV供电网络将电能分配到每个车站和仓库的牵引变电站和降压变电站。
关键字：集中供电方式；牵引变电所；35KV中压Metro traction power supply systemAbstractTraction power supply system is the most important basic energy facility in urban rail transit system. Its function is to supply electric vehicles in rail transit system and ensure the normal operation of rail transit vehicles. Through the comparison of the power supply scheme, the centralized power supply system is adopted in the subway power supply system. The system includes the transmission lines between the substation and the main substation of the power station and the traction and transmission and distribution of the power supply system in the rail transit. Network, DC traction power supply network and station low voltage distribution network；traction power supply system consists of main substation, high / medium voltage power supply network, traction power supply system, power monitoring system, catenary system, stray current protection and grounding system, and power supply workshop. The main functions of the rail transit power supply system are as follows:Receiving and distributing electric energy: the main transformer of main substation converts 110KV high voltage to 35KV medium voltage, and 35KV power supply network distributes electric energy to traction substation and step-down substation of each station and warehouse.Keywords: centralized power supply mode；traction substation；35KV medium voltage目录第一章绪论 (1)1.1 供电系统的功能 (1)1.2 供电系统的构成 (2)1.3 供电系统电磁兼容 (2)第二章牵引供电系统 (3)2.1 牵引供电运行方式 (3)2.2 牵引供电系统保护 (6)2.3 牵引变电所 (10)2.4 牵引网 (13)第三章牵引供电计算 (14)3.1 概述 (14)3.2 平均运量法 (15)3.3 用平均运量法对罗家庄牵引变电所的计算 (16)第四章结论 (20)参考文献 (21)第一章绪论1.1 供电系统的功能1.1.1 全方位的服务功能地铁供电系统为地铁的安全运行提供服务。
《牵引供电系统》第三章牵引负荷计算
§3.1 牵引供电负荷简介
二、电动车辆的基本特性
1、速度特性：车辆运行速度v与牵引电机电枢电流i 的关系。 v =f(ia)
2、牵引力特性：车辆牵引力Fk 与电动机电枢电流i 的关系。 Fk=f(ia)
说明：
特性均是将牵引电机特性归算到轮周特性而获得的， 即速度特性曲线和牵引力特性曲线与牵引电动机的转速特性曲线、转
的停留，此时一般不降下受电弓。
§3.2 车辆电流和能耗
几种制动方式简介
机械制动：通过司机操纵，启动车辆制动阀来实现； 电能制动：将电动机转换为他励发电机，从而将制动中的
机械能转化为电能； 电阻制动：将制动产生的电能消耗在电阻器上，变成热能
散发； 再生反馈制动：将电能反送到牵引网，供其他处于牵引状
储备系数，单线取 1.2，双线取1.15。
J K1K2
波动系数，取1.2
线路货物年需要输送能 力，单位万吨／年。
若需要输送能力已经接近线路输送能力时，按线路输送能 力计算；若低于输送能力的一半时，可按2倍需要输送能 力计算。此时，都不再考虑波动系数和储备系数。
§3.3 牵引负荷计算
2、最大列车数Nmax 。一般按紧密运行状态计算（对/日）。
1、单线区段单边供电 供电臂(供电区段)细分为 n 个供电分区，且i1和 ii'为小供电
分区i的上、行列车瞬时电流。
第i 分区
§3.3 牵引负荷计算
供电臂同时存在的平均列车数m
单日供电区段列车对数
在第i个区间 净走行时间
m N ti T
全天时间，折合1440min
列车用电概率
第i区间的列车用电概率
轨道车辆“公交化”的运行特性，决定其牵引负荷的特点 ： 1、移动性
_动车论坛_牵引网供电方式(附带相关计算)
牵引网供电方式电力牵引供电系统电力牵引供电系统（power supply system of electric traction）从高压电力系统或专用电源经变换供给铁路电力机车及其辅助设备用电的电力网络。
按电流制把它分为交流制和直流制两大类。
20世纪50年代后，大多数都采用交流制，中国均为交流制。
图1是交流电力牵引供电系统示意图。
它取电于电力系统（公用电网），由牵引变电所和牵引网组成。
牵引网实行单相供电，由馈电线（简称馈线）、接触网、（电力机车）、轨道电路及回流线等组成。
为使电能有效、可靠地供给电力机车，牵引网上还安装有分相绝缘器、分段绝缘器等设备，供电系统中还设有分区所、开闭所等。
中国规定牵引网额定电压为25kV，额定频率为50Hz。
图1 电力牵引供电系统示意图外部供电方式电力系统与牵引变电所的电气联结方式。
它取决于牵引负荷的用电等级和电力系统的分布情况。
牵引变电所与电力系统的产权分界点在牵引变电所一次侧进线的门形架处，中国规定电力牵引为一级负荷，牵引变电所应有两路电源供电；当任一路故障时，另一路应能正常供电，其中两路电源可来自不同的地区变电所或同一地区变电所的不同母线或母线分段，以保证一级负荷的供电可靠性。
外部供电方式主要有下述主要几种。
环形供电见图2，为电力系统将牵引变电所联成环形网，优点是供电可靠性好，当任一输电线或电源故障时都不影响牵引变电所的正常供电。
但因牵引变电所一次侧进出线多及开关多，继电保护复杂，会使成本增加。
图2 外部供电方式——环形供电双侧供电电源来自电力系统的两个地区变电所，给铁路供电的输电线是联络这两个地区变电所的道路。
根据可靠性的要求及实际情况，双侧供电可分为图3的双路输电线和单路输电线两种类型。
但不论哪种类型，各路输电线的容量应不小于相关牵引变电所容量之和。
单路输电线方式一次侧进出开关少，投资也少，供电可靠性不及双路方式，但一输电线或一电源分别故障仍不会导致牵引变电所失电。
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：随着社会的进步和发展，城市化的进程也变的越来越快，在城市发展的过程当中，城市轨道交通是一个很重要的部分。
在进行交通运输的过程当中，一个非常重要的部分就是城市轨道交通，所以要将城市轨道交通直流牵引供电系统进行加强。
关键词：城市交通；交通运输；供电系统前言城市化的进程正在不断的加快，也在一定程度上推动了城市轨道交通的发展和进步。
在发展城市轨道交通的过程当中，一个非常重要的部分就是牵引供电系统。
城市轨道交通和汽车等其它的交通方式之间存在一定的差异，污染相对来说比较低，而且噪音也比较低，所以要不断的发展城市轨道交通。
1城市轨道交通的发展状况高压供电系统在城市轨道交通发展的过程当中是必不可少的，只有高压供电系统可以正常运行，才可以保证电气设备的正常稳定运行。
但是城市轨道交通高压设备具有比较复杂的运行环境，所以需要将高压设备的稳定正常运行进行保证。
所以在对高压供电设备进行管理的过程当中，需要不断的加强，对科学合理的方式进行应用，将比较完善的管理制度进行制定，不断的将相关工作人员的维护管理意识进行加强，这样可以将一个比较高素质的团队进行建立。
所以在加强管理的过程当中，首先要加强对问题的预防，将比较科学的管理计划进行制定，这样才可以有效的将管理和维修城市轨道交通的制度进行落实，这样可以及时的对问题以及故障进行修复，将维修效率进行不断的提高，将高压供电设备的稳定运行进行保证。
可以根据不同的功能将城市轨道交通高压供电分成不同的两个部分，这两个部分分别是车站区间控制中心用电负荷以及电力机车牵引负荷。
而且城市轨道交通的自动化程度也在不断的提高，所以需要更高的城市轨道交通运行安全要求，所以需要将供电的稳定性进行保证。
只有将城市轨道交通运行系统的自动化程度不断的进行提高，才可以将现代社会的需求进行满足，不断的提高城市轨道交通系统的运行效率。
1.1牵引直流供电系统在中国当前的城市轨道交通系统当中，一般就是对两种牵引供电系统进行应用，分别是城市轨道交通牵引直流供电系统以及交流供电系统。
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：为确保城市轨道交通供电系统安全稳定运行，相关工作人员须对城市轨道交通供电系统的运行状态及相关电力技术管理问题予以高度重视。
在日常管理过程中，相关工作人员应主动承担自身的岗位职责，准确立足于城市轨道交通供电系统运行实况，对当前供电系统存在的运行弊端问题进行及时改进与处理，减少隐患问题出现。
文章基于城市轨道交通供电系统运行情况，对相关供电方式及电力技术问题进行总结归纳。
关键词：城市轨道交通；供电系统；电力技术1.1 集中式供电方式集中式供电方式主要根据用电容量及供电线路长度，对城市轨道交通线路涉及的外部供电内容，提供专用的主降压变电所。
在具体设置过程中，各主变电需要设立两路独立的进线电源，以确保供电过程的安全性、可靠性。
在此基础上，结合城市轨道交通内部供电系统需要的电压等级，对当前电压进行适当降压处理。
根据应用反馈情况，城市轨道交通供电系统通过合理利用集中式供电方式，可提升城市交通的运营质量与管理效率，可提高城市轨道交通车辆设施的运行安全性、可靠性。
集中式供电系统在独立性方面表现较强，受到外界干扰的影响较少，因此，安全性与稳定性表现较为突出。
1.2 分散式供电方式分散式供电主要指线路系统按照分散式原则从城市中压网络中引入多回路电源，并按照直接或间接的方式，将供电所间接的作为牵引变电所、降压变电所，为外部提供良好的供电过程。
结合以往的供电经验，分散式供电无须设置主变电所，在投资成本方面表现较低，适用于城市轨道交通供电系统建设过程中。
分散式供电方式主要从城市电网中压引入应用，供电质量易被周围居民用电影响，导致整体供电质量存在问题。
分散式供电方法涉及的成本费用较少，运营管理较为复杂。
在具体使用过程中，应根据城市轨道交通供电系统运行需求进行合理应用。
1.3 混合式供电形式混合式供电为集中式供电与分散式供电方式的结合体，在具体应用过程中，混合式供电方式主要以集中式供电方式为主，对个别地段运行管理工作，可适当引入城市电压中压作为补充供电方式进行安全应用。
城市轨道交通牵引供电制式的问题探讨
城市轨道交通牵引供电制式的问题探讨作者：邓国际来源：《城市建设理论研究》2013年第22期摘要：牵引供电系统制式的选择对于轨道交通来说意义重大。
根据多年的建设经验以及结合国内外情况，从多个角度分析不同方面的因素对于选择牵引供电系统制式的影响，为各种运载系统的建设选型提供一些建议。
关键词：城市轨道交通；牵引供电系统；选型；制式；对比中图分类号：U213.2 文献标识码：A 文章编号：随着城市轨道交通在我国的蓬勃发展，牵引供电系统的形式呈现多样化。
牵引供电系统是轨道交通的主干系统，肩负着为列车提供能源的重任，它的选型不能单纯从本身的技术特征出发，而应该基于整个运载系统的各方面要素而做出选择。
牵引供电系统的制式差别，主要包括了交流或直流的选取、牵引网电压、受流方式（接触网或接触轨）等，对这些要素，往往不能孤立地判断优劣，应该更多地基于系统运输能力、车辆制式（配套程度）、系统复杂性和可靠性、设备的造价和市场情况等因素考虑。
各种制式的牵引供电系统，都有其最佳适用的运载系统，没有放之皆准的最佳制式，只有适合具体运载系统的最佳制式。
1运载能力和车辆的影响运载能力和车辆是不同运载系统之间的主要差别。
目前世界上城市轨道交通的类型，有很多种分法，如：按走行方式分为轮轨、胶轮、单轨、磁悬浮等系统，按车辆类型分为A型、B 型、C型、L型，还有按地铁、轻轨、有轨电车的传统分法等。
随着轨道交通的发展，不同类型系统间的界限已日渐模糊，其中一种较为实用的分法，还是基于运载能力分为大运量、中运量、小运量系统，根据运载能力选择牵引供电系统的类型更加科学。
选择一条运载系统的牵引供电系统类型，应优先从运载能力考虑，将车辆的选型与牵引供电系统的选型统筹考虑。
脱离牵引供电系统的车辆选型有可能导致无法发挥整个运载系统的输送能力，或者出现高投资、低效率的情况。
例如，在中、大运量的运载系统中（穿越市区的线路），尽量选择直流1 500V的系统，系统成熟、造价适中；而在小运量系统中（机场、CBD、集中居住区等），可以选择交流三相600 V或直流750 V的系统，既可采用车辆制造商的成熟制式，又兼顾投资的考虑。
城市轨道交通交流牵引供电系统及其关键技术
城市轨道交通交流牵引供电系统及其关键技术摘要：随着经济和科技发展，交通运输领域也表现出快速发展趋势，很多一二线城市纷纷建设轻轨、地铁等，其中，城轨供电问题成为一个难题。
城轨系统电源来自于城轨交流牵引供电系统。
为了缓解城轨供电压力，本文对供电系统进行分析，希望可以供应更多电力。
关键词：城市轨道交通；交流牵引供电；关键技术1传统城市轨道交通直流牵引供电系统城市轨道交通牵引供电系统一般由城市电网电源和城市轨道交通内部供电系统两部分组成，一般采用设置专门的主变电所为牵引变电所及降压变电所集中提供电源。
主变电所高压侧进线电压一般取自110kV三相城市电源，经主变降压后变成35kV或者10kV。
牵引变电所、降压变电所均为一级负荷需保证有两路独立的电源。
城市轨道交通中机车所需的功率一般不大，线路长度一般为几十公里，供电距离相对干线铁路较小，牵引网所需的电压等级不是很高，故而城市轨道交通普遍都使用了直流的供电制式。
而且直流制相较于交流制没有电抗压降，所以在同样的电压等级下条件，直流制的电压损失更低。
因为城市轨道交通设置在城市之内，其敷设的各电力线路布置在市区各建筑群之间，为了保证安全，系统的电压等级不宜过高。
而且直流供电没有了接触网电分相的问题，使得列车的运行效率提高。
主牵引变电所的降压变压器将取自城市电网的三相高压交流电压降至35kV，再通过中压网络将该电压送至牵引变电所。
牵引变电所的作用就体现在整流变压器将交流电再次降压，或者利用整流器将交流电转化为适合电力机车的低压直流电。
然后通过馈线将牵引变电所馈出的直流电送到牵引网上，列车通过其受流器与接触网的滑动接触从而获得电能。
然而作为电流返回至牵引变电所的流通路径的钢轨，它和大地之间并非完全绝缘，所以当电流途径钢轨回流至牵引变电所的时候。
将会有部分电流泄漏至大地中，从大地回流至牵引变电所。
这种泄漏到道床及其周围土壤介质中的电流分布广泛，称为＂迷流＂或＂杂散电流＂。
关于城际轨道交通牵引供电制式选择的探讨
关于城际轨道交通牵引供电制式选择的探讨中国城际轨道交通建设已进入快速开展和建设时期，以环渤海湾京津冀地区、长江三角洲地区、珠江三角洲地区三大经济区城际轨道交通网为代表的多条城际轨道交通已经建成或正在实施，新调整的中长期铁路网规划也将城际轨道交通规划开展扩展到长株潭、成渝以及中原城市群、武汉城市圈、关中城镇群、海峡西岸城镇群等地区。
在有些城际轨道交通工程的前期规划研究阶段，尤其是在地区内城市轨道交通比拟兴旺，彼此联系比拟紧密的情况下，城际轨道交通牵引供电系统是采用单相工频25kV交流供电还是直流1500V供电，往往会成为重点专题提出。
本文试从分析决定城际轨道交通工程牵引供电制式的相关因素着手，得出决定因素，提出确定牵引供电制式的根本原那么与思路。
1 重要概念1.1 城际轨道交通城际轨道交通〔又叫城际铁路〕，是指在人口稠密的经济兴旺地区城市间，采用公交化便捷、快速、大运量的客运轨道交通系统。
城际轨道交通有三大根本特点：①快速、公交化。
具体表现为短编组、高密度，实现1-2h的时空距离目标；②深入城市中心；③和城市的交通系统能够有机地、有效地衔接，尽可能做到乘客的零换乘。
具体到某一条城际轨道交通线路，根据其在线网地位、效劳对象、范围和质量要求的不同，会有相应的功能定位，从而形成自身独特的技术标准和工程特点。
在规划一个地区或城市群的区域轨道交通网时，往往会按高速客专、城际轨道交通、城市轨道交通三种层次考虑构建网络，围绕线网结构功能清晰、各种交通运输方式全面协调开展的目标，在效劳范围、功能定位、技术标准等方面明确其联系和区别。
城际轨道交通既是干线铁路效劳的补充和完善，又是城市轨道交通效劳的延伸和提高，各线路全面协调开展。
1.2 牵引供电制式牵引供电制式是指供电系统向电动车辆或电力机车供电所采用的电流制、电压等级和供电方式。
历史上，牵引供电制式曾随着电动车辆和机车功率特性要求、牵引电动机及电力电子技术的开展而开展演变，现已根本定型。
城市轨道交通牵引供电方式的比较
城市轨道交通牵引供电方式的比较摘要：目前我国城市轨道交通牵引供电制式以DC1500V上部悬挂接触网为主，有些线路采用De750V三轨供电制式。
随着城市轨道交通的不断发展，为节能减排提高能效，有必要提高牵引供电电压。
近年来城际铁路和地铁的大力发展，使牵引供电技术和动车传动控制技术都得到了极大提高，无论是高铁或地铁动车都采用了先进的交流传动技术，不同的仅是高铁、城际铁路采用单相交流27.5kV供电，而地铁采用的是DC150供电。
从技术上讲地铁也可采用与其上部绝缘净空尺寸相应电压等级的单相交流供电，这无疑是一种节能减排、减少地下杂散电流，又可与高铁、城际铁路线路贯通的新型模式。
关键词：轨道交通；牵引供电制式；直流供电；交流供电；前言：城市轨道交通发展迅速，已成为其所在城市的最大耗电户之一。
创新发展、节能减排、降低运营成本是众多城市轨道交通运营企业可持续发展的必由途径。
2013年5月深圳地铁有限公司拟将原有线路的De1500V牵引供电制式升级为DC3000V牵引供电制式，预计牵引耗电可节能30％左右。
升级供电制式可减少线路上的电耗值，增大牵引所问距离，减少牵引所(站)数目。
基于国内外轨道交通牵引系统与新技术的发展，研发一种安全快捷和低能耗的城市轨道牵引供电新制式十分必要。
曹建猷教授在1956年底提出充分的论据，建议采用工频单相交流制[1]。
这种制式被采用在我国第一条电气化铁路(宝鸡到凤州段)上，并一直沿用至今，而且目前仍能适合我国城市轨道交通的发展需要。
1.城市轨道交通中的牵引供电制式城市轨道交通动车牵引分为两大类，即直流牵引和交流牵引。
直流牵引一般采用直流串励电动机或以串励为主，并励为辅的复励电动机作为牵引动力；交流牵引一般采用交流三相异步电动机作为牵引动力。
早期的电机，依靠经典的方法调节转速。
虽然三相异步电动机具有体积小、重量轻、价格廉、可靠性高和功率/重量比高的优点，但由于三相异步电动机的起动性能、工作和机械特性、调速性能较差，比较而言，直流串励电动机更适合于电力牵引。
牵引供电系统外部电源与供电方式
高速铁路牵引供电系统的实际应用中，需要关注供电能力、电能质量和环 境保护等方面的问题。
磁悬浮列车牵引供电系统
磁悬浮列车牵引供电系统通常采用直流供电方式，通过磁悬浮变电所将来自电网的高压交流电转换为 直流电，为磁悬浮列车提供动力。
牵引供电系统外部电 源与供电方式
目录
• 牵引供电系统概述 • 牵引供电系统外部电源 • 牵引供电系统供电方式 • 牵引供电系统外部电源与供电方式的
优化 • 牵引供电系统外部电源与供电方式的
实际应用案例
01
牵引供电系统概述
牵引供电系统的定义与功能
定义
牵引供电系统是为电气化铁路或 城市轨道交通提供电能的系统， 通过接触网向电力机车或电动汽 车提供所需直流或交流电能。
容量
牵引供电系统外部电源的容量应根据 牵引负荷的大小和运行方式进行选择 ，以确保供电的可靠性和稳定性。
稳定性
外部电源的稳定性对牵引供电系统的 正常运行至关重要，应采取措施确保 电源的电压、频率和波形等参数的稳 定。
03
牵引供电系统供电方式
直接供电方式
01
直接供电方式是一种简单的牵引 供电方式，通过牵引网直接向电 力机车供电。
02
该方式结构简单，投资少，但会 对沿线通信线路产生干扰。
串联电容补偿供电方式
串联电容补偿供电方式是在牵引网中 串联电容，补偿感性负载的无功功率， 提高功率因数。
该方式可以减少对通信线路的干扰， 但需要增加补偿装置和滤波装置。
吸流变压器供电方式
吸流变压器供电方式是通过吸流变压 器将牵引电流从接触网引至回流线， 减少对通信线路的干扰。
城市轨道交通不同牵引供电制式的比较分析
城市轨道交通不同牵引供电制式的比较分析发表时间：2017-12-11T17:08:03.737Z 来源：《电力设备》2017年第23期作者：王飞[导读] 摘要：DC1500V和DC750V是两种供电制式，在我国城市轨道交通中一般采用牵引供电制式DC1500V，但部分线路是采用三轨供电制式DC750V，不同的供电制式的接触网以及接触面是不同的。
（中车大连电力牵引研发中心有限公司辽宁大连 116052）摘要：DC1500V和DC750V是两种供电制式，在我国城市轨道交通中一般采用牵引供电制式DC1500V，但部分线路是采用三轨供电制式DC750V，不同的供电制式的接触网以及接触面是不同的。
而随着节能减排目标的提出，提高能效成为轨道交通首要考虑的问题。
近些年，城际铁路和地铁的发展缓解了城市交通状况，同时也对牵引供电技术以及动车传动控制系统提出较高的要求，而在地铁交通中，采用的是DC1500V供电。
从技术角度来分析，地铁可以采用其他供电制式，但DC1500V更能满足节能高效的表现，符合现代城市轨道交通能效要求。
关键词：城市轨道；交通；牵引供电制式；直流供电；交流供电引言城市轨道交通在牵引供电制式上，采用的是电流制等馈电方式，而城市中的轨道交通供电制式将会对整段线路的供电设施及交通车辆配置造成影响，甚至会影响社会稳定和经济发展，由此可见，牵引供电制式是城市轨道交通规划中重要的内容。
其实，不同的牵引供电制式具有不同的表现，主要体现在电压、交变电流、接触网或者接触轨等问题上。
而判断供电制式的优劣性不能单依据一种因素来考虑，应基于轨道交通建设所承受的运输能力、车辆配套的程度、交通管制系统的复杂度以及可靠度等多方面因素来综合考虑。
一、轨道交通供电系统在城市运输运行当中，轨道交通供电系统担负着交通运行所用的电力，确保整个轨道交通的用电状况，加强交通运行可靠性和安全性。
（一）牵引供电系统牵引供电系统是将三项高压交流电转换成适合电动车辆运行的低压直流电，而馈电线再将直流电输送到接触网上。
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。
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DOI：10.19587/ki.1007-936x.2019.01.017新型山区旅游轨道交通牵引供电制式及供电能力计算 杨雪凇，黄 文，李 剑，袁 勇，邓云川 摘 要：新型山区旅游轨道交通不同于传统的铁路和城市轨道交通，选择合理的牵引供电制式尤为重要。
本文着重对AC 25 kV、DC 1 500 V / 750 V以及DC 3 000 V制式进行技术经济比选，推荐采用DC 3 000 V制式，并利用Opentrack和Openpowernet软件建立牵引供电仿真模型，得到牵引网电压水平、钢轨电位、电流、功率等曲线，为DC 3 000 V制式的牵引供电方案设计提供参考。
关键词：山区旅游轨道交通；供电制式；DC 3 000 V；仿真Abstract:The urban mass transit of new type for mountain tourism has special ch aracteristics and is different with traditional railway and urban mass transit, selecting a rational traction power supply mode is most important. The paper emphasizes the technical and economical comparison for power supply modes of AC 25 kV, DC 1 500 V/ 750 V and DC 3 000 V, recommends to ad opt DC 3 000 V power supply mode. On the basis of establishing of a power supply simulation model by software of Opentrack and Openpowernet, curves of voltage level, rail potential, current and power of the traction network are obtained, providing important basis for design of scheme for DC 3 000 V traction power supply mode.Key words: Urban mass transit for mountain tourism; power supply mode; DC 3 000 V; simulation中图分类号：U223.2 文献标识码：A 文章编号：1007-936X(2019)01-0072-050 引言2017年，交通运输部明确表示旅游业是我国国民经济重要的战略性支柱产业，交通运输是旅游业发展的基础支撑和先决条件。
国家大力支持“旅游+交通”产业的发展，交通运输与旅游融合发展已经成为旅游业转型发展的新趋势。
川主寺—九寨沟轨道交通线路是一条新型山区旅游轨道交通线路，设计最高速度为120 km/h。
区别于传统的铁路和城市轨道交通，该线具有高海拔、多地震及活动断裂、穿越自然保护区、季节性客流量差异大、坡度大、曲线半径小、桥隧比例高等特点，牵引供电制式的合理选择显得尤为重要。
我国铁路牵引供电制式一般采用交流25 kV，而地铁一般采用直流制式[1，2]。
考虑到该工程牵引供电负荷、机车牵引特性、供电技术条件、授流方式及防护条件、景观需求、极端天气和环境条件等因素，本文将进行详细的理论分析，对牵引供电制式进行技术经济比较，并针对该线开展牵引供电能力计算与分析，为类似山区旅游轨道交通项目牵引作者简介：杨雪凇，黄 文.中铁二院工程集团有限责任公司电气化设计研究院，工程师；李 剑，袁 勇，邓云川.中铁二院工程集团有限责任公司电气化设计研究院，教授级高级工程师。
供电系统设计提供参考。
1 轨道交通牵引供电制式比选目前，世界范围内常用的牵引供电制式主要有AC 25 kV（50 Hz），AC 15 kV（16.7 Hz），DC 3 000 V，DC 1 500 V和DC 750 V等。
AC 25 kV（50 Hz），AC 15 kV（16.7 Hz）主要应用于干线电气化铁路，DC 3 000 V、DC 1 500 V、DC 750 V主要应用于城市轨道交通。
对于新建城市轨道交通线路，IEC60850、UIC600和EN1435等标准均明确推荐其直流牵引供电系统额定电压应在DC 750 V、DC 1 500 V、DC 3 000 V三种电压等级中选择。
国内外典型城市轨道交通工程牵引供电制式见表1。
交流制牵引供电系统通常由牵引变电所、分区所、开闭所、电力调度所及远动系统、接触网系统、供电段组成。
直流制牵引供电系统通常由主变电所、中压供电网络、牵引变电所、接触网系统、电力监控（SCADA）系统、杂散电流腐蚀防护系统、防雷和接地系统、供电车间组成。
交、直流供电制式的技术经济比较详见表2。
通过表2可以看出，单相工频25 kV交流制特别适用于运量大、负荷重、速度高、运输距离长的干线电气化铁路，采用该供电制式可以大量减少牵引变电所及外部电源引入数量，牵引网导线载流截72面小，节约供电系统投资，如普速客货共线铁路、200～250 km/h客货共线铁路或客运专线、300 km/h及以上高速铁路或客运专线；但其电压等级高，其绝缘距离要求较大，在地下区段对隧道断面要求较大，相应土建投资较大。
DC 1 500 V或DC 750 V供电制式则特别适合列车功率不大、供电半径较小、行车密度高、站间距小且启动频繁的城市轨道交通系统；由于其电压等级低、绝缘距离相对较小，因此土建投资较小，无论在城市地上还是地下，地铁工程采用该供电方式具有优势，这也是世界范围内地铁普遍采用供电电压等级相对较低的直流供电方式的一个原因。
表1国内外典型城市轨道交通工程牵引供电制式线路最高时速/km 牵引供电制式及电压授流方式上海轨道交通16号线120 DC 1 500 V 接触轨深圳地铁11号线120 DC 1 500 V 架空接触网香港机场快线135 DC 1 500 V 架空接触网香港东涌线130 DC 1 500 V 架空接触网日本武藏野线100 DC 1 500 V 架空接触网日本总武线120 DC 1 500 V 架空接触网日本京叶线100 DC 1 500 V 架空接触网日本常磐快线130 DC 1 500 V / AC 20 kV 架空接触网日本水户线95 DC 1 500 V / AC 20 kV 架空接触网日本筑波快线130 DC 1 500 V / AC 20 kV 架空接触网比利时国家铁路140 DC 3 000 V 架空接触网意大利国家铁路200 DC 3 000 V 架空接触网旧金山BRT 130 DC 1 000 V 接触轨瑞士少女峰100（28）架空接触网瑞士皮特拉斯10 架空接触网日本大井川7.5 架空接触网表2交、直流供电制式比较项目单相工频25 kV交流制式DC 1 500 V / DC 750 V制式供电形式单边供电双边供电变电所供电范围电压等级高，变电所供电范围较大。
电压等级低，变电所供电范围较小。
牵引变电设施变电设施数量少，各种接线结构简单，供电工程投资相对较低。
变电设施数量多，各种接线结构复杂；当采用集中供电时需设置主变电所，供电工程投资较高。
供电质量单边供电，供电质量较好；但由于存在电分相，会对车辆的连续受流和行驶速度产生影响。
双边供电，供电质量好；直流制无电分相，可以保证牵引力的持续性。
牵引网结构在相同功率前提下，其电流比直流供电要小，牵引网导线截面积小，牵引网结构相对简单；但电分相处结构较复杂，需特殊处理。
牵引电流大，为满足载流量的要求，牵引网导线截面积大，结构相对复杂。
设计速度目标值可适应较高的列车速度，国内目前设计最高运营速度可达350 km/h。
采用接触轨或架空接触网，国内目前已运营最高速度不超过160 km/h。
防护处理存在电磁污染，需进行电磁防护，全线可通过增加回流线进行防护，处理相对简单。
需进行杂散电流防护，全线需设监测系统进行全面防护，防护复杂。
对土建净空影响电压等级高，爬电距离大，要求的安全防护距离较大，对净空要求稍大。
电压等级低，对净空要求小。
对电力系统影响产生三相不平衡和谐波，通过轮换相序接入系统，基本能满足接入系统的要求。
产生谐波，通过各谐波源以及传输路径的相互迭加、削弱，基本能满足接入系统的谐波要求。
可靠性通过缩短牵引变电所的供电范围，提高了其越区供电的可靠性。
可靠性高安全性牵引网电压等级高，短路电流大，安全性不如直流供电方式。
牵引网电压等级低，所要求的安全防护距离较小。
7374DC 3 000 V供电制式在国际上是一种成熟的供电制式，目前欧洲的一些国家干线电气化铁路有的采用DC 3 000 V供电制式，但我国尚未有该供电制式的应用实例[5]，对于我国轨道交通领域而言是一项全新的技术。
对于铁路，DC 3 000 V供电制式站间距小、速度较低，通常在160 km/h以下，编组一般以8节车厢为主，因此牵引负荷较小。
相比常规地铁DC 1 500 V、DC 750 V而言，DC 3 000 V供电制式更适用于站间距大、速度快、牵引供电负荷大的轨道交通。
DC 3 000 V供电制式可设置较少牵引变电所，不仅减少初期建设投资，也会减少后期的运营维护成本。
川主寺—九寨沟轨道交通为新型山区旅游轨道交通项目，具有速度低、牵引供电负荷小、站间距大的特点，若采用常规的铁路或地铁的牵引供电制式均有不足之处。
结合该线进行牵引供电计算，DC 1 500 V制式下牵引变电所供电范围为6.7 km，而DC 3 000 V制式下牵引变电所供电范围可达14.9 km，故DC 3 000 V牵引变电所数量相对于DC 1 500 V减少约55%。
考虑到该线为旅游轨道交通，为不影响高架线路景观，不受极端天气影响，建议采用接触轨方式授流。
综合上述分析，推荐该线牵引供电制式按DC 3 000 V接触轨供电，走行轨回流考虑。
2 直流牵引供电系统仿真建模DC 3 000 V牵引供电系统正线牵引网由2个相邻牵引变电所构成双边供电方式，当一座牵引变电所解列退出运行时，由相邻的牵引变电所越区供电[6]。
典型的DC 3 000 V牵引变电所供电方式如图1所示。
图1 DC 3 000 V牵引变电所供电方式迄今为止，DC 3 000 V+接触轨供电制式在国际国内均无工程实践。
本文利用Opentrack和Openpowernet软件进行仿真建模，Opentrack负责模拟列车任一时刻的运行状态以及列车在行驶过程中的动态数据，Openpowernet中的PSC模块负责模拟列车当前的能量需求和当前位置的牵引网电压，Openpowernet中的ATM模块根据当前位置的牵引网电压模拟列车所需的电流和牵引力。