电气化铁道牵引供电系统
探究电气化铁道供电系统新技术的发展刘玉峰
探究电气化铁道供电系统新技术的发展刘玉峰
发布时间：2021-09-13T07:15:52.235Z 来源：《中国科技人才》2021年第16期作者：刘玉峰
[导读] 本文重点分析研究电气化铁路供电系统新技术，并且阐述其在未来发展中的应用和前景，以供参考。
贵州铁路技师学院贵州贵阳 550008
摘要：本文重点分析研究电气化铁路供电系统新技术，并且阐述其在未来发展中的应用和前景，以供参考。
关键词：电气化；铁道供电；新技术；牵引变电
1 电气化铁路供电系统
电气化铁路指的主要是通过电力作为牵引动力的铁路电气化铁路。在应用过程中，主要将给电力机车供应电能的牵引线路安装在铁路线上，其优势非常明显，对该系统进行合理利用可以有效促进铁路的建设，有利于人与自然的和谐共生。铁路电气化工程建设过程中，主要使用国家电网提供的高压交流电，首先在铁路牵引变电所高压侧构建相应的电力线路，并且将高压交流电引入其中，而后通过牵引变电所进行降压，在降压后电流会输送到铁路上方的接触网上，铁路机车在上空的接触网获得电能，并且通过机车的内部机车变压系统完成高压交流电的二次降压，并且将其转化为直流电，通过直流电驱动机车的电动机进行工作，带动轮轴旋转，实现汽车的快速运行。在铁路供电系统当中设备负荷较大，而且运行时的条件较为复杂，很容易受到外部因素的影响。另外某些区域的供电设备存在一定的故障和隐患缺陷或者因为外界原因导致跳闸。这些情况都会影响铁路供电系统的安全运行，快速查找跳闸的具体原因，并且做出准确的分析和判断，及时将设备故障切除，做好事故抢修工作具有非常重要的意义。
电气化铁路供电系统教材
交-直-交机车的功率因数基本接近1.0。 但我国电气化铁路仍然存在大量的 交-直机车，所采用的功率因数动态补 偿装置由于电力电子技术、器件造价等 问题，仍然无法大规模应用。
机车过分相问题 在牵引变电所中，通常是把电力系统的 电能由高压降低为牵引供电系统所需要的电 压，同时把三相系统转变为两相系统，该两 相系统分别向牵引变电所两侧供电，因此， 列车在通过某些点时，需要从一相（如a相） 过渡到另外一相（如b相），在这两相之间需 要设置一个绝缘断口，这就是电分相。 与之相关的还有电分段，在同相之间设 置的绝缘断口。
b)牵引变电所向接触网供电：目前。供电方式有两种，即单边供
电和双边供电。在单边供电方式下，接触网在相邻两个牵引变电所之 间的中央部位是断开的，将两个牵引变电所之间的接触网分成为两个
供电分区，电力机车只从一个牵引变电所取用电能。单边供电的操作
和保护都比较简单，故障范围也比较小，所以我国电气化铁路接触网 普遍采用单边供电方式。
功率因数问题 列车从牵引供电系统取用的电能会随着 列车牵引定数、路况（限坡、弯道）、运行 图、司机操作技术等因素的影响，因此改变 列车取用的有功功率和无功功率，导致功率 因素发生变化。 电力部门要求大工业用户的功率因数达 到0.9以上，高出部分奖励、低于该数值将罚 款。 整改措施：加功率因数补偿装置，困难 在于负荷波动导致功率因数大范围波动，难 以达到理想的补偿效果。
模块8 认知电气化铁路供电系统《铁道概论》教学课件
(一) 直接供电方式
任务二 认知电气化铁路牵引供电系统
(二) BT供电方式
任务二 认知电气化铁路牵引供电系统
(三) AT供电方式
任务二 认知电气化铁路牵引供电系统
(四) CC供电方式
任务二 认知电气化铁路牵引供电系统
三、牵引变电所的供电方式
(一) 电力系统向牵引变电所的供电方式 1．一边供电
任务一 认知电气化铁路
【知识准备】 一、电气化铁路的发展历程
我国铁路电气化事业起始于1956年。20世纪90年代是我国铁路发展 的重要时期，我国建成开通了京郑线、干武线、成昆线、南昆线、焦枝 线、宝成线等十条电气化铁路，而且还建成开通了我国第一条速度 200 km/h 的准高速铁路——广深电气化铁路。近年来，我国高速电气化 铁路发展迅猛，目前我国电气化铁路已进入了高速时代。
三、牵引变电所的一次设备
(一) 变压器 (二) 互感器 (三) 高压断路器 (四) 高压隔离开关 (五) 高压负荷开关 (六) 高压熔断器
任务三 认知牵引变电所
四、牵引变电所的二次设备
(一) 保护装置 (二) 故障探测装置 (三) 控制、信号、测量装置 (四) 自用电系统
任务四 认知接触网
【任务描述】
截止到2017年底，我国电气化铁路总里程突破 8.7 万公里，为世界 第一位。
高速铁路牵引供电系统组成
高速铁路牵引供电系统
组成
SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
第一节高速铁路牵引供电系统
电气化铁路的组成
由于电力机车本身不带原动机，需要靠外部电力系统经过牵引供电装置供给其电能，故电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统组成的。
牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两部分组成，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的三大元件。
一、电力机车
（一）工作原理
电力机车靠其顶部升起的受电弓和接触网接触获取电能。电力机车顶部都有受电弓，由司机控制其升降。受电弓升起时，紧贴接触网线摩擦滑行，将电能引入机车，经机车主断路器到机车主变压器，主变压器降压后，经供电装置供给牵引电动机，牵引电动机通过传动机构使电力机车运行。
（二）组成部分
电力机车由机械部分(包括车体和转向架)、电气部分和空气管路系统构成。
车体是电力机车的骨架，是由钢板和压型梁组焊成的复杂的空间结构，电力机车大部分机械及电气设备都安装在车体内，它也是机车乘务员的工作场所。
转向架是由牵引电机把电能转变成机械能，便电力机车沿轨道走行的机械装置。它的上部支持着车体，它的下部轮对与铁路轨道接触。
电气部分包括机车主电路、辅助电路和控制电路形成的全部电气设备，在机车上占的比重最大，除安装在转向架中的牵引电机之外，其余均安装在车顶、车内、车下和司机室内。
空气管路系统主要执行机车空气制动功能，由空气压缩机、气阀柜、制动机和管路等组成
（三）分类
干线电力牵引中，按照供电电流制分为：直流制电力机车和交流制电力机车和多流制电力机车。交流机车又分为单相低频电力机车(25Hz或162/3Hz)和单相工频(50Hz)电力机车。单相工频电力机车，又可分为交--直传动电力机车和交—直—交传动电力机车。
电气化铁路供电系统
高压断路器、各种高压隔离开关以及避雷器等电气设备。
（4）牵引变电所的供电安全
a）电网向牵引变电所供电：我国电气化铁路为国家一级电力负 荷。因此，每个牵引变电所都采用两路输电线供电，且两路输电线有 各自的杆塔、走线，以保证在一路输电线发生故障时，牵引变电所供 电不致于长时间中断。牵引变电所内还装有各种控制、测量、监视仪 表和继电保护装置等。
电气化铁路供电系统
一，电气化铁道牵引供电系统设置
将电能从电力系统传送到电力机车的电力设备，总称为电气化铁 道的供电系统。牵引供电系统主要包括牵引变电所和接触网两部分。
供电系统示意图
发电厂(1)发出的电
流，经升压变压器(2)提
高电压后，由高压输电 线(3)送到铁路沿线的牵
引变电所(4)。在牵引变
电所里把电流变换成所 要求的电流或电压后，
2 牵引网 通常，将接触网、钢轨、回流线构成的线路称为牵引网。接触网 和钢轨是牵引网的主体。 接触网（图3-54）是架设在电气
化铁路上空，向电力机车供电的一种
特殊形式的输电线路，其质量和工作 状态直接影响电气化铁路的运输能力。 接触网根据其接触悬挂类型，可 以分为简单接触悬挂和链形接触悬挂 两类。
功率因数问题 列车从牵引供电系统取用的电能会随着 列车牵引定数、路况（限坡、弯道）、运行 图、司机操作技术等因素的影响，因此改变 列车取用的有功功率和无功功率，导致功率 因素发生变化。 电力部门要求大工业用户的功率因数达 到0.9以上，高出部分奖励、低于该数值将罚 款。 整改措施：加功率因数补偿装置，困难 在于负荷波动导致功率因数大范围波动，难 以达到理想的补偿效果。
铁道牵引供电—铁道牵引供电系统
铁道供电系统
牵引变电所对牵引网的供电方式
单
牵百度文库
边 供
引 网
单边供电
电
的 供
上下行并联供电 上
分区所
电 方 式
下
双边供电
行
并
联
供
电
铁道供电系统
接触网的组成
支柱
棒式绝缘子 平腕臂
接触网 定位管
平腕臂
定位器 定位管支撑
铁道供电系统
接触网的供电方式
接
触 网
直接供电方式
的 供
带回流线的直接供电方式
电 方
自耦变压器供电方式
铁道机车
目录
Contents
学习目标
铁道牵引供电系统
铁道供电系统
牵引供电系统
电气化铁路的供电系统是将发电厂的电能从电力系统传送到电力 机车的电力设备。
牵引供电系统
牵引变电所
接触网
铁道供电系统
牵引供电系统
发电厂
升压变压器 25kV单相交流电
高压输电线
110kV、220kV 三相交流电
接触网
牵引变电所
NF
式
铁道供电系统
自耦变压器供电方式
I/2
AT1
AT2
AT3
J
25kV QB
G
25kV
G-钢轨 QB-牵引变电所
电气化铁道供电原理
电气化铁道供电原理
电气化铁道牵引供电装置，又称为牵引供电系统，其系统本身没有发电设备，而是从电力系统取得电能。目前我国一般由110kV以上的高压电力系统向牵引变电所供电。
目前牵引供电系统的供电方式有直接供电方式、BT供电方式、AT供电方式、同轴电缆和直供加回流线供电方式四种，京沪、沪杭、浙赣都是采用的直供加回流线方式。
一、直接供电方式
直接供电方式(T—R供电)是指牵引变电所通过接触网直接向电力机车供电，及回流经钢轨及大地直接返回牵引变电所的供电方式。
这种供电方式的电路构成及结构简单，设备少，施工及运营维修都较方便，因此造价也低。但由于接触网在空中产生的强大磁场得不到平衡，对邻近的广播、通信干扰较大，所以一般不采用。我国现在多采用加回流线的直接供电方式。
二、BT供电方式
所谓BT供电方式就是在牵引供电系统中加装吸流变压器(约3～4km安装一台)和回流线的供电方式。这种供电方式由于在接触网同高度的外侧增设了一条回流线，回流线上的电流与接触网上的电流方向相反，这样大大减轻了接触网对邻近通信线路的干扰。
BT供电的电路是由牵引变电所、接触悬挂、回流线、轨道以及吸上线等组成。由图可知，牵引变电所作为电源向接触网供电；电力机车(EL)运行于接触网与轨道之间；吸流变压器的原边串接在接触网中，副边串接在回流线中。吸流变压器是变比为1：1的特殊变压器。它使流过原、副边线圈的电流相等，即接触网上的电流和回流线上的电流相等。因此可以说是吸流变压器把经钢轨、大地回路返回变电所的电流吸引到回流线上，经回流线返回牵引变电
电气化铁道牵引供变电技术交流
量大等特点，运行环境比一般电力负荷恶劣的多， 因此要 求牵引变压器过负荷和抗短路冲击的能力要强。
电气化铁道牵引供电系统概述
牵引变压器（保变、新特变、云变、卧龙等）
电气化铁道牵引供电系统概述
牵引变压器 牵引变压器根据接线方式不同，又有单相变压器、三
电气化铁道牵引供电系统概述
牵引变压器（三相YN,d11接线变压器 ）
电气化铁道牵引供电系统概述
牵引变压器（Scott变压器）
斯科特（Scott）变 压器，是一种特种变压 器。它能将供电电源的 三相电变成两相电（两 个相位差90°的单相）， 提供两相电源，保证供 电的三相电源平衡 。当 两馈电分段电流为Iα，Iβ 时，通过电流变比和相 位转换，可得原边三相 电流IA＝IB＝IC且相位 是对称的，使原边三相 负荷实现了平衡，是其 优点。
电气化铁道牵引供电系统概述
AT供电方式
电气化铁道牵引供电系统概述
接触网的供电方式 单线区段：单边供电。 复线区段：单边末端并联供电；单边全并联供电。
电气化铁道牵引供电系统概述
外部电源电压等级选择：110kV，220kV，330kV。
来自百度文库
电气化铁道牵引供电系统概述
高速铁路外部电源电压等级
电气化铁道牵引供电系统概述
电气化铁路牵引供电系统简介
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
• 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。
外桥接线
双T接线
Байду номын сангаас
单母线分段
1.3 牵引变电所向牵引网的供电
• 单线
电分相
SS1
SP
SS2
单边供电
SS1
SS2
双边供电
复线
SS1
SP
单边分开供电
SS1
SP
单边并联供电
SS1
SP
单边全并联供电
SS1
SS2
双边纽结供电
1.4 牵引网向电力机车的供电
（1）直接供电方式（T-R方式, Trolley-Rail）
电气化铁道牵引供电系统
电力牵引供电系统
张丽
西南交通大学电气工程学院
牵引网供电方式
目前单相工频25kV牵引网供电方式主要有:直接供电方式(TR)
BT(吸流变压器)供电方式
带回流线的直接供电方式(TRNF)
AT(自耦变压器)供电方式
直接供电方式(TR)
牵引电流通过电力机车后直接从钢轨或大地返回牵引变电所。
结构简单，投资最少，维护费用低。
在负荷电流较大的情况下，钢轨电位高；对弱电系统的电磁干扰较大
BT(吸流变压器)供电方式
在接触网和回流线中串接吸流变压器，让牵引电流通过电力机车后从回流线返回牵引变电所。
电磁兼容性能好，对周围环境影响小
接触网中串接吸流变压器，牵引网阻抗增大，供电臂压降增大，牵引变电所的供电距离缩短
带回流线的直接供电方式(TRNF)
牵引电流通过电力机车后部分从回流线返回牵引变电所，部分从钢轨地返回。兼有直接供电方式结构简单，投资和维修量小、供电可靠性高等优点相对直接供电方式，钢轨电位和对通信线路的干扰有所改善。钢轨电位降低；牵引网阻抗降低，供电距离增长；对弱电系统的电磁干扰减小相对BT方式，结构简单，投资少，维护费用低；牵引网阻抗减小，供电距离增长
AT(自耦变压器)供电方式
牵引电流通过电力机车后部分从正馈线返回。供电电压提高，更能适应大功率负荷的供电，功率输送能力强，供电距离远，可减少牵引变电所数量，减少电分相数目，机车通过分相中性段短时失电产生的速度和功率损失得到降低；有效降低对通讯线路的干扰; 。
AT供电方式接触网结构复杂，供变电设施较多，运营维护难度较大
9高速铁路特点：具有行车速度高，机车功率大、取流大
电气化铁道供电系统
、解答题
1.请简述电气化铁路的优越性
●重载、高速、运输能力大；
●节约能源，综合利用能源；
●经济效益高；
●绿色环保，劳动条件好；
●有利于铁路沿线实现电气化。
2.请简述电气化铁路存在的问题
●造成电力网的负序电流和负序电压，产生高次谐波及功率因数低等；
●一次投资大；
●对通信线路有干扰；
●接触网检修需要开“天窗”。
3.请简述电气化铁道牵引供电系统的基本要求
电气化铁道供电系统基本要求是：
(1)保证向电气化铁路安全、可靠、不间断地供电;
(2)提高供电质量,保证必须的电压水平;
(3)提高功率因数,减少电能损失,降低工程投资和运营费用;(4)尽量减少单相牵引负荷在电力系统中引起的负序电流、负序电压和高次谐波的影响; (5)尽量减小对邻近的通信线路的干扰影响。
1．牵引变电所一次侧(电源侧)的供电方式,可分为（一边）供电、两边供电和环形供电.
2．牵引变电所一次侧(电源侧)的供电方式,可分为一边供电、（两边）供电和环形供电.
3．牵引变电所一次侧(电源侧)的供电方式,可分为一边供电、两边供电和（环形）供电.
4．电力牵引接牵引网供电电流的种类可分为：（直流）制、低频单相交流制和工频单相交流制。5．电力牵引接牵引网供电电流的种类可分为：直流制、（低频）单相交流制和工频单相交流制。6．电力牵引接牵引网供电电流的种类可分为：直流制、低频单相交流制和（工频）单相交流制。7．电气化铁道牵引供电系统的高压进线供电方式中两边供电方式为：牵引变电所的电能由电力系统（电网）中（两个）方向的发电厂送电。
8．电气化铁道牵引供电系统的高压进线供电方式中（两边）供电方式为：牵引变电所的电能由电力系统（电网）中两个方向的发电厂送电。
论电气化铁路的供电系统
论电气化铁路的供电系统
电气化铁路是以电能作为牵引动力的一种现代化交通运输工具，由于它的牵引动力是电能，所以又称电力牵引，它与蒸汽牵引和内燃牵引不同的地方是电力机车（或电动车组）本身不带能源必须由外部供给电能。
1 牵引供电系统
牵引供电系统主要包括牵引变电所和牵引网两部分，而牵引网又由馈电线、接触网、轨道回路和回流线组成。牵引变电所是电气化铁路供电系统的心脏，在采用单相工频交流制时，它的主要功能是变压和变相，它将电力系统输送来的高压110KV或220KV变成电力牵引所需要的电压并将电力系统输送来的三相电变成电力牵引相适应的单相电，在采用单相低频交流制式时，还要进行变频，如25HZ，对于直流电气化铁路还要进行整流，把交流电变成相应电压的直流电，我国电气化铁路采用的是单相工频交流制，其频率与工业企业使用的电源频率是一致的，都是50 HZ，在使用国家电力系统电能时无需变换频率。
牵引变电所是沿电气化铁路设置的，根据牵引变电所及电力系统的发电厂和区域变电所的位置，以及高压输电线路对牵引变电所的引入方式，牵引变电所可分为中间变电所，中心变电所，和终端变电所，为了保证供电的可靠性，牵引变电所通常应由两个相互独立电源供电，或者由一个电源由两个回路的输电线路供电，以便当一个回路输电线路检修或故障时，由另一回路输电线路完成全部输电任务。
2 电力机车和电动车组
电力机车和电动车组是靠电能驱动运行的机车车辆，电力机车由机械部分、电气部分和空气管路系统三部分组成，它的机械部分和空气管路系统基本上与内燃机车相同，机械部分主要包括机车车体和走行部分，空气管路系统主要包括制动气路系统和辅助气路系统。
高速铁路概论-第五章-高速铁路牵引供电系统
三、牵引供电系统的供电方式
为了减轻直接供电方式中牵引网的电磁干扰影响，可在接触导线平行位置增加金属回流线，并隔一定 距离设置连接导线，将回流导线与钢轨并联，从而构成回流导线、钢轨及大地回路的回流设施，这种供电 方式就是带回流线的直接供电方式。
带回流线的直接供电方式
三、牵引供电系统的供电方式 2 BT供电方式
BT供电方式也称吸流变压器供电方式，在该种供电方式中，牵引网每隔一段距离，在牵引网的接触导线 和回流线接入变比为1∶1的吸流变压器BT，其原边串入接触网中，副边串入回流线中。
吸流变压器的间隔通常为3～4 km，在两个吸流变压器的中间设有吸上线，用于将钢轨中的牵引电流吸入 回流线。当牵引负荷电流经BT原边时，其副边产生很大的互感电流，迫使负荷电流沿回流线流回牵引变电所而 不经钢轨和大地，从而极大地减弱了牵引网周围的磁场，有效降低了牵引电流对邻近通信线路的干扰。
2014年4月3日，完全自主化的中国北车CRH5型动车组牵引电传动系统（“高铁 之心”）通过了中国铁路总公司组织的行业专家评审；2014年10月22日，完全自主化 的中国北车CRH5型动车组列车网络控制系统（“高铁之脑”）通过中国铁路总公司 组织的技术评审，获准批量装车，成为国内首个获准批量装车运行的动车组列车网络 控制系统。随后，装载中国北车自主化牵引系统的CRH5A型动车组在哈尔滨铁路局开 展正线试验。
电气化铁路供电系统教程
机车在过电分相时，其过程可举例 说明为：受电弓由带电的接触导线（a 相）滑入中性段，中性段由两台断路器 分别连接到分相两侧的带电部分，在机 车进入中性段时，先使中性段带电（a 相），当机车接近分相另一侧带电导线 （b相）时，断开a相电，延时使中性段 带b相电，保证机车顺利运动到b相。
电力部门要求大工业用户的功率因数达 到0.9以上，高出部分奖励、低于该数值将罚 款。
整改措施：加功率因数补偿装置，困难 在于负荷波动导致功率因数大范围波动，难 以达到理想的补偿效果。
交-直-交机车的功率因数基本接近1.0。
但我国电气化铁路仍然存在大量的 交-直机车，所采用的功率因数动态补 偿装置由于电力电子技术、器件造价等 问题，仍然无法大规模应用。
整改措施：牵引供电系统采用换相方式 接入电力系统，采用新型供电方式。
限制：电力部门一直在对牵引供电系统 注入电力系统的负序电流进行限制。
功率因数问题
列车从牵引供电系统取用的电能会随着 列车牵引定数、路况（限坡、弯道）、运行 图、司机操作技术等因素的影响，因此改变 列车取用的有功功率和无功功率，导致功率 因素发生变化。
电气化铁路供电系统
一，电气化铁道牵引供电系统设置
将电能从电力系统传送到电力机车的电力设备，总称为电气化铁 道的供电系统。牵引供电系统主要包括牵引变电所和接触网两部分。
供电系统示意图
发电厂(1)发出的电 流，经升压变压器(2)提 高电压后，由高压输电 线(3)送到铁路沿线的牵 引变电所(4)。在牵引变 电所里把电流变换成所 要求的电流或电压后， 经馈流线(5)转送到邻近 区间和站场线路的接触 网(6)上供电力机ห้องสมุดไป่ตู้使用。
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由接触悬挂、钢轨、回 流线和吸流变压器组成。
由接触悬挂、钢轨、 自耦变压器、正馈线 和保护线组成。最复
杂。
牵引网电压水平 牵引网电能损失
防干扰特性 维护管理 牵引网造价
较好 4~5% 最差 最少 最少
良好 4~5% 一般 较少 较少
较差 7~8% 良好 较多 较大
最好 2~3% 良好 最多 最大
第二部分：牵引变压器接线
带回流线的直接供电方式示意图 ● 防干扰效果不如BT供电方式，但能满足对弱电系统电磁防护的需要。 ● 牵引网阻抗较小； ● 目前应用比较广泛。
第一部分：牵引供电系统概述
1.7 AT(自耦变压器)供电方式
AT供电方式示意图 ● 防干扰效果与BT方式相当； ● 牵引网阻抗小，输送容量大，供电臂长（可达50km）； ● 结构复杂，投资大，维护费用高； ● 适于高速重载场合及外电源较少地区；
第一部分：牵引供电系统概述
供电方式 供电臂(km)
几种供电方式对比
直供方式 25-30
回流线+ 直供方式(DN)
30
BT方式 20
牵引网阻抗(Ω ／km)
0.6-0.65
0.5-0.55
0.85-0.9
AT方式 45-50 0.16-0.2
牵引网结构
由接触悬挂、钢轨组成。 最简单。
由接触悬挂、钢轨 和回流线组成。
1881年世界第一条商业运营的电气化铁路
第一部分：交流牵引供电系统概述
1.2 我国电气化铁路的发展
第一条干线电气化铁路---宝成线（1975年） 第一条全线一次电气化完成铁路---阳安线（1978年）
第一条双线电气化铁路---石太线（1982年） 第一条采用AT供电方式的电气化铁路---京秦线 （1985年）
第二部分：牵引变压器接线
2.5 平衡接线牵引变压器
平衡变压器通常是指那种具有变压和换相功能的三相/两相变压器，目的是消除或削 弱负序。
第二部分：牵引变压器接线
2.5 平衡接线牵引变压器
A
B
C
Δ
A a
O 1
*
·
d
a(y)
*
* b(z) * e
3 Δ
2
3
D
d
C
B
·
c(x)
kübler接线
c
b
应用于AT供电方式的变压器接线形式有：纯单相接线、V/x接线、三相/两 相平衡（Scott、Wood-Bridge接线等）、十字交叉接线等。
第二部分：牵引变压器接线
2.2 纯单相牵引变压器
A a
A T N
b
B 纯单相结线
F B
二次侧中点抽出式单相结线
特点： ● 接线简单、可靠性高、设备数量少、工程投资低； ● 安装容量小、电能损耗小、运营费用低； ● 变压器容量利用率为100％； ● 理论上可取消变电所出口的电分相； ● 二次侧不能直接提供三相电源； ● 对电力系统的负序影响大，负序功率等于牵引负荷功率，仅适用于电网容量较大场合；
V/x结线
第二部分：牵引变压器接线
2.4 Y/△接线牵引变压器
A
IA
Δ
B
C
IB
IC
O
*
1
·
I
a(y) Iby
* b(z)
U
2
Δ
Icz
Iax ·
c(x)
I U
特点： ● 一次侧中性点可接地运行； ● 二次侧能直接提供三相电源； ● 负序方面优于纯单相结线，与V/v结线相当； ● 滞后相电压水平往往偏低； ● 变压器容量利用率仅为75.6％；
第一部分：交流牵引供电系统概述
1.2 我国电气化铁路的发展
第一条开行万吨单元列车的电气化铁路---大秦线 （1992年）
第一条时速达200km/h电气化铁路---广深线 （1998年）
第一条自主设计的高速电气化铁路---京沪高铁（2011年）
第一部分：牵引供电系统概述
1.3 牵引供电系统构成 牵引供电系统：电气化铁路从电力系统接引电源，降压转换后给电力机车 供电的电力网络。它由变电所和牵引网两部分组成。
电气化铁道牵引供电系统
主要内容
第一部分：交流牵引供电系统概述 第二部分：牵引变压器接线 第三部分：电气化铁路负荷特性 第四部分：变电所主接线及平面布置 第五部分：保护配置及综合自动化系统 第六部分：朔黄铁路扩容工程设计技术标准
第一部分：交流牵引供电系统概述
1.1 电气化铁路的诞生与早期发展
1825年英国修建了世界上第一条铁路 1879年世界上第一次采用电力牵引列车
三相电力系统
电力系统向电气化铁路供电示意图
牵引变电所 馈线 20～40km
回流线
牵引网
分区所 牵引变电所
列车
接触网 钢轨
电分相
牵引供电系统原理示意图
第一部分：牵引供电系统概述
1.4 直接供电方式（TR）
我国早期电气化铁路（如宝成线、阳安线）建设时，采用直接供电方式。
直接供电方式示意图 ● 结构简单，投资最少，维护费用低； ● 在负荷电流较大的情况下，钢轨电位高； ● 对弱电系统的电磁干扰较大；
第一部分：牵引供电系统概述
1.5 BT(吸流变压器)供电方式
BT供电方式示意图 ● 防干扰效果好； ● 牵引网阻抗偏大（以链形悬挂牵引网为例，牵引网单位等效阻抗会增大约50%）： ● 电力机车过BT时，易产生电弧； ● 增加了接触网的维修工作量和事故率，可靠性较低。
第一部分：牵引供电系统概述
1.6 带回流线的直接供电方式(TRNF)
第二部分：牵引变压器接线
2.1牵引变压器分类
电气化铁道牵引变压器的结线方式多种多样，须根据实际线路情况选择 合适的接线方式。常用的有单相接线(纯单相接线、V/v接线和V/x接线)、 Y/△ 接线、三相/两相平衡接线。
应用于直接供电方式的变压器接线形式有：纯单相接线、V/v接线、 Y/△ 接线、三相/两相平衡接线（kübler、 Scott接线等）。
第二部分：牵引变压器接线
2.3 V结线牵引变压器
A
BC
A
C
A
B
BC
Baidu Nhomakorabea
A1
X1 A2
X2
a
b
c
单相V/v结线
a1
x1 a2
x2
三相V/v结线
特点： ● 接线简单、可靠性高、工程 投资低； ● 安装容量小、电能损耗小、运营费用低； ● 变压器容量利用率为100％； ● 能为变电所提供三相电源； ● 对电力系统的负序影响较小，负序功率等于牵引负荷功率的50%；
Scott接线
特点：
● 二次侧能直接提供三相电源；
● 两臂牵引负荷相等的前提下，变压器的原边三相是对称的，可改善牵引变电所发生三相不平衡的
概率和减少对电力系统的负序影响；
● 过载能力强，容量利用率较高；
● 结构复杂，工程投资大；
● 列车采用再生制动后，牵引和制动电流相位相反，有可能导致平衡变压器的平衡效果严重恶化；