铁路牵引网的供电方式与接触网结构
铁路供电系统介绍
一次设备介绍
牵引变压器
牵引变压器是将三相电力系统的电能传输给二个各自带负载的单相牵引线 路。二个单相牵引线路分别给上下行机车供电。在理想的情况下，二个单相 负载相同。所以，牵引变压器就是用作三相变二相的变压器。 根据变压器绕组数量及接线方式，主要有： （1）单相变压器 （2）平衡变压器 （3）YN，d11变压器 （4）V/V变压器 （5） V/X变压器 （6）SCOTT变压器
不同运行状态下具有明显差异的电气量有：流过电力元件的相电流、序 电流、功率及其方向；元件的运行相电压幅值、序电压幅值；元件的电压与 电流的比值即“测量阻抗”等。 第二步： 通过比较，保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最 后确定是否应该使断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执 行输出部分。 第三步：执行输出元件根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳 闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。
（二）牵引供电系统简介
1 2
3
4 5
7
9
6
2 8
G1 2
3 10
牵引供电系统示意图
1—区域变电所或发电厂；2—高压输电线；3—牵引变电所； 4—馈电线；5—接触网；6—钢轨；7—回流线； 8—分区所；9—电力机车；10—开闭所
（二）牵引供电系统简介
牵引所亭分类 （1）牵引变电所 （2）分区所 （3）开闭所 （4）AT所
进线1
进线2
1QF
2QF
7QF
3QF
4QF
5QF
6QF
8QF
(4)AT所
采用AT供电方式时，在沿线间隔10km左右设置一个自耦变压器站（AT所）
1AT
2AT
接JD
接JD
接触网结构
四） 支柱和基础
是用来承受接触悬挂和支持装置的负荷，并将接触悬挂固定 在规定的高度
1. 支柱按材质分为钢柱和钢筋混凝土支柱； 2. 按用途分为中间柱、转换柱、中心柱、锚柱、定
位柱、道岔柱、软横跨柱、硬横跨柱和桥支柱。
二 接触网的结构
简单悬挂 简单链形悬挂 弹性链形悬挂 复链形悬挂
弹性吊索 接触线
右线：右DK1+601至 DK5+636 左线：DK0+000至 DK5+636 盘锦北至 右DK1+601 与哈大联络线
线 材 用途
线材规格
正线(承力索+接触线) JTM-120+CTMH–150
正线(承力索+接触线) JTM-120+CTMH–150
正线(承力索+接触线) JTM -95+ CTHA-120
硬
横
吊
柱
跨
横 梁 钢 柱
硬横跨
三） 定位装置
是使电力机车受电弓滑板在运行中与接触线始终良好 地接触取流，将接触线按受电弓运行要求进行定位的 装置。
作用：
1. 使接触线始终在受电弓滑板的工作范围内，保证 电车机车良好的取流，避免脱弓，造成成事故。
2. 将接触线在直线区段的“之”字力、曲线区段的 水平力及风力传递给腕臂
方式，其中硬横跨也是以腕臂结构安装的一种。 3. 隧道和桥梁等大型建筑物处则据其内部结构而有不
同的设计形式，必要时采用特殊结构（如大限界框 架、多线路腕臂等方式）。
腕
臂
是安装在支柱上（由平腕臂、斜腕臂、支持等组成），用 以支持接触悬挂，并起传递负荷的作用腕臂管一般采用圆
结 钢管制成。目前常速铁路一般采用无缝型热镀锌钢管，客
高速铁路牵引供电概述
1.1 牵引供电方式
2.BT供电方式
BT供电方式就是在牵引供电系统中加 装吸流变压器（3～4 km安装一台）和 回流线。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，因此大大减轻了接触网对邻近 通信线路的干扰。采用BT供电方式的 电路是由牵引变电所、接触悬挂、回 流线、轨道及吸上线等组成。牵引变 电所作为电源向接触网供电；动车组 列车运行于接触网与轨道之间；吸
正馈线与轨道之间的电压也是25 kV。自 耦变压器是并联在接触悬挂和正馈线之间 的，其中性点与钢轨（保护线）相连接。 彼此相隔一定距离（一般间距为10～16 km）的自耦变压器将整个供电区段分成 若干个小的区段，叫作AT区段，从而形 成了一个多网孔的复杂供电网络。接触悬 挂是去路，正馈线是回路。接触悬挂上的 电流与正馈线上的电流大小相等、方向相 反，因此其电磁感应影响可以互相抵消， 故对邻近的通信线有很好的防护作用。
高
速 铁
项目
高速铁路牵引供电概述
路
高速铁路牵引供电概述
高速铁路的牵引供电系统，其本身没有发电设备，而是从电力系统获取电能。 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、 同轴电力电缆（coaxial cable，CC）供电方式、直供加回流线供电方式、单 边供电方式和双边供电方式等。
1.1 牵引供电方式
3.AT供电方式
随着铁路电气化技术的发展及动车组的投 入运行，传统的供电方式已不能适应铁路 发展的需要，各国开始采用AT供电方式。 AT供电方式就是在牵引供电系统中并联 自耦变压器的供电方式。实践证明，AT 供电方式是一种既能有效地减弱接触网对 邻近通信线的电磁感应影响，又能适应高
牵引网供电方式
• 直接供电方式
单边和双边供电为正常的供电方式，还有一种非 正常供电方式（也称事故供电方式）叫越区供电， 如下图所示。
1—故障牵引变电所；2—越区供电分区。
• 直接供电方式
越区供电是当某一牵引变电所因故障不能正 常供电时，故障变电所担负的供电臂，经开关设备 与相邻供电臂接通，由相邻牵引变电所进行临时供 电。这种供电方式称越区供电。因越区供电增大了 该变电所主变压器的负荷，对电器设备安全和供电 质量影响较大，因此，只能在较短时间内实行越区 供电，是避免中断运输的临时性措施。
1 3 5 2
1
4
2
I2
I1
5
•1—接触网； •2—为轨道； •3—为回流线； •4—为吸流变压器，变比1:1，一次线圈串接入接触网， 二次线圈串接入回流； •5—为吸上线，一端接回流线，另一端与轨道或吸流变压 器线圈中点连接，以提供从电力机车到轨道的返回电流流 到回流线中去的通路。
这种装置的防护作用在于：把本来是尺寸很大的接触 网—轨道大地回路改变成尺寸相对很小的接触网—回流线 回路。 当牵引电流流经吸流变压器原边时，副边在回流线中 产生很大的互感电势。吸流变压器的作用也就是在接触网 和回流线之间集中地加大互感。即： 设吸流变压器原边电流为I1，匝数为ω 1；副边电流I2， 匝数为ω 2。根据磁势平衡关系： I 2 ω 2 ≈ I1 ω 1 又因为变比为1:1，则ω 1=ω 2，所以 I2≈I1 说明：采用吸流变后，只有变压器原边的激磁电流仍 流经轨道和大地，且电流数量很小。 如果不设吸流变，单凭接触网和回流线之间的分布互 感，仅约10-20%牵引电流经回流线流回。
自耦变压器供电方式(AT) 日本铁路为防止通讯干扰，在实行交流电气 化的前期，在牵引网中普遍应用了BT供电方式。 但当高速、大功率机车在这种电路中通过吸 流变压器分段时，在受电弓上会产生强烈电弧， 为了克服此缺点，后来发展了一种新的牵引网供 电方式—自耦变压器供电方式。
牵引变电所的几种供电方式
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,而就是从电力系统取得电能。
目前我国一般由11０kＶ以上得高压电力系统向牵引变电所供电。
目前牵引供电系统得供电方式有直接供电方式、BT供电方式、AＴ供电方式、同轴电缆与直供加回流线供电方式四种,京沪、沪杭、浙赣都就是采用得直供加回流线方式。
一、直接供电方式直接供电方式(T—Ｒ供电)就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得供电方式。
这种供电方式得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得强大磁场得不到平衡,对邻近得广播、通信干扰较大,所以一般不采用。
我国现在多采用加回流线得直接供电方式。
二、BT供电方式所谓BＴ供电方式就就是在牵引供电系统中加装吸流变压器(约3~4km 安装一台)与回流线得供电方式。
这种供电方式由于在接触网同高度得外侧增设了一条回流线,回流线上得电流与接触网上得电流方向相反,这样大大减轻了接触网对邻近通信线路得干扰、BT供电得电路就是由牵引变电所、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;吸流变压器得原边串接在接触网中,副边串接在回流线中。
吸流变压器就是变比为1:1得特殊变压器、它使流过原、副边线圈得电流相等,即接触网上得电流与回流线上得电流相等。
因此可以说就是吸流变压器把经钢轨、大地回路返回变电所得电流吸引到回流线上,经回流线返回牵引变电所。
这样,回流线上得电流与接触网上得电流大小基本相等,方向却相反,故能抵消接触网产生得电磁场,从而起到防干扰作用。
以上就是从理论上分析得理想情况,但实际上由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流,所以经回流线得电流总小于接触网上得电流,因此不能完全抵消接触网对通信线路得电磁感应影响。
另外,当机车位于吸流变压器附近时回流还就是从轨道中流过一段距离,至吸上线处才流向回流线,则该段回流线上得电流会小于接触网上得电流,这种情况称为“半段效应”。
牵引变电所的几种供电方式
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所。
这样，回流线上的电流与接触网上的电流大小基本相等，方向却相反，故能抵消接触网产生的电磁场，从而起到防干扰作用。
以上是从理论上分析的理想情况，但实际上由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流，所以经回流线的电流总小于接触网上的电流，因此不能完全抵消接触网对通信线路的电磁感应影响。
另外，当机车位于吸流变压器附近时回流还是从轨道中流过一段距离，至吸上线处才流向回流线，则该段回流线上的电流会小于接触网上的电流，这种情况称为“半段效应”。
铁路牵引网的供电方式与接触网结构
铁路牵引网的供电方式与接触网结构1 牵引网的供电方式铁路牵引供电系统的主要功能是将地方电力系统的电能引入牵引变电所，通过牵引变电所和接触网等，向电力机车提供持续电能。
牵引网主要由馈电线、接触网、钢轨、回流线组成。
馈电线(Feeder)是指从牵引变电所母线连接出来连接到接触网之间的传输导线。
接触网(Catenary)悬挂在铁道钢轨线正上方，对地标称电压27.5kV，是沿电气化铁路架空敷设的供电网，通过受电弓向电力机车或动车组提供电能。
接触网主要由承力索、吊弦、接触线组成，接触线与路轨轨面的高度通常为 6.5m。
牵引网供电方式主要有：直接供电方式、BT供电方式、AT供电方式、CC供电方式。
目前我国高速铁路和客运专线普遍采用带回流线的AT 供电方式。
1.1 AT供电方式AT(Auto-Transformer)供电方式的即自耦变压器供电方式，AT 供电方式具有更好的防干扰效果和更大的牵引能力，目前我国高速铁路和载重铁路基本使用AT 供电模式，牵引变电所的进线电源为交流110kv或220 kV，出线电压为交流2×27.5 kV。
牵引变电所主变压器输出二次侧分别接于牵引馈线(T)相和(F)相，每隔10~15km 设立一个自耦变压器所，并联接入牵引网中，变压器的首端和尾端与接触网的(T)相和(F)相相连，绕组的中点与钢轨相连接。
接触网和正馈线中的电流大小相等，方向相反，且电流大小仅为电力机车电力的一半，减少了电弧对接触网烧伤和受电弓滑板等问题，对邻近通信线路的干扰大大降低。
与其它供电方式相比，线路上的电压降可以减少一半，因此供电臂可延长一倍，达到50km—60km。
采用AT 供电方式无需加强绝缘就能使供电回路的电压提高一倍，在AT 区段电力机车是由前后两个AT 所同时并联供电，因此适宜与高速铁路和重载铁路等大负载电流运行。
图1 A T供电方式2 接触网结构高速铁路接触网功能是从牵引变电所引入电能，并将电能输送到沿铁路钢轨运行的电力机车的受电弓上。
牵引供电系统基本原理1-1
1 牵引供电系统的构成 2 牵引网供电方式（直供，BT, AT); 3 变压器、压互、流互原理
4 电气化铁路接地系统
5 扼流变压器工作原理
6 继电保护原理
参考书籍
1.《牵引供电系统分析》李群湛 贺建闽 2.《电气化铁道供电系统》曹建猷 3.《交流电气化铁道牵引供电系统》谭秀炳
1 牵引供电系统的构成
轨道: 在非电牵引情形下只作为列车的导轨。在电力牵引时，轨道除仍 具有导轨功能外，还需要完成导通回流的任务。因此，电力牵引的轨道， 需要具有良好的导电性能。
回流线:是连接轨道和牵引变电所的导线。通过回流线把轨道中的 回路电流导入牵引变电所的主变压器。
电气化铁路三大技术课题
① 负序电流：
动态单相取流，产生负序电流输入电力系统； 措施：三相-两相变压器；变电所换向连接；
牵引变电所
把电力系统供应的电能变换成适合电力机车牵引要求的电能
牵引变电所: 把电力系统供应的电能变换成适合电力机车牵引要求的电 能。
馈电线: 连接牵引变电所和接触网的导线。它将牵引变电所变换后的 电能送到接触网。
接触网: 是一种悬挂在轨道上方，沿轨道敷设的、和铁路轨顶保持一 定距离的输电网。通过电动车组的受电弓和接触网的滑动接触，牵引电能 就由接触网进入电动车组，从而驱动牵引电动机使列车运行。
电力系统向牵引供电系统供电示意图
牵引变电所：核心元件为变压器 (1) 三相YNd11接线； (2)单相Ii接线； (3)单相Vv接线； (4) Scott接线。
牵引网： 由馈线、接触网、轨（地）、回流线组 成。
（1） 直接供电方式 （2） 带回流线的直接供电方式 （3） 吸流变压器(BT)供电方式 （4） 自耦变压器(AT)供电方式
电气化铁道主要供电方式
接触网的供电方式我国电气化铁路均采用单边供电方式，即牵引变电所向接触网供电时，每一个供电臂的接触网只从一端的牵引变电所获得电能（从两边获得电能则为双边供电，可提高接触网末端网压，但由于其故障范围大、继电保护装置复杂等原因尚未有采用）。
复线区段可通过分区亭将上下行接触网联接，实现“并联供电”，可适当提高末端网压。
当牵引变电所发生故障时，相邻变电所通过分区亭实现“越区供电”，此时供电范围扩大，网压降低，通常应减少列车对数或牵引定数，以维持运行。
1、直接供电方式如前所述，电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制，单相交流负荷在接触网周围空间产生交变电磁场，从而对附近通信设施和无线电装置产生一定的电磁干扰。
我国早期电气化铁路（如宝成线、阳安线）建设时，处于山区，地方通信技术不发达，铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电缆，接触网产生的电磁干扰影响极小，不用采取特殊防护措施，因此上述单边供电方式亦称为直接供电方式（简称TR供电方式）。
随着电气化铁路向平原和大城市发展，电磁干扰矛盾日显突出，于是在接触网供电方式上采取不同的防护措施，便产生不同的供电方式。
目前有所谓的BT、AT和DN供电方式。
从以下的介绍中可以看出这些供电方式有一个共同特点，即在接触网支柱田野侧，与接触悬挂同等高度处都挂有一条附加导线。
电力牵引时，附加导线中通过的电流与接触网中通过的牵引电流，理论上讲（或理想中）大小相等、方向相反，从而两者产生的电磁干扰相互抵消。
但实际上是做不到的，所以不同的供电方式有不同的防护效果。
2、吸流变压器（BT）供电方式这种供电方式，在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器（变比为1:1），其原边串入接触网，次边串入回流线（简称NF线，架在接触网支柱田野侧，与接触悬挂等高），每两台吸流变压器之间有一根吸上线，将回流线与钢轨连接，其作用是将钢轨中的回流“吸上”去，经回流线返回牵引变电所，起到防干扰效果。
由于大地回流及所谓的“半段效应”，BT供电方式的防护效果并不理想，加之“吸——回”装置造成接触网结构复杂，机车受流条件恶化，近年来已很少采用。
高速铁路牵引供电系统（组成）
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16 2/3Hz)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。
二、牵引变电所牵引变电所的主要任务是将电力系统输送来的110kV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，电压变化由牵引变压器完成。
牵引供电系统的组成
牵引供电系统的组成
牵引供电系统是铁路运输中不可或缺的一部分，它主要负责为铁路牵引机车和列车提供电力。
牵引供电系统由多个组成部分组成，这些部分共同协作，确保铁路运输的安全和顺畅。
第一个组成部分是接触网。
接触网是牵引供电系统的核心部分，它负责将电能传输到牵引机车和列车上。
接触网通常由一组悬挂在铁路轨道上的导线构成，这些导线与牵引机车和列车上的接触装置相连。
当牵引机车和列车行驶在铁路轨道上时，它们的接触装置会与接触网上的导线接触，从而获得电能。
第二个组成部分是变电所。
变电所是将高压电能转换为适合牵引机车和列车使用的低压电能的设备。
变电所通常位于铁路线路沿线，它们通过接触网将电能传输到牵引机车和列车上。
变电所还负责监控牵引供电系统的电压和电流，以确保系统的稳定运行。
第三个组成部分是牵引变流器。
牵引变流器是将接收到的电能转换为适合牵引机车和列车使用的电能的设备。
牵引变流器通常安装在牵引机车上，它们将接收到的电能转换为直流电能，以供机车和列车使用。
第四个组成部分是牵引电机。
牵引电机是将电能转换为机械能的设备，它们通常安装在牵引机车上。
当牵引机车接收到电能时，牵引电机会将电能转换为机械能，从而驱动机车和列车行驶在铁路轨道
上。
以上是牵引供电系统的主要组成部分。
这些部分共同协作，确保铁路运输的安全和顺畅。
在未来，随着科技的不断发展，牵引供电系统也将不断升级和改进，以适应铁路运输的不断发展和变化。
铁路牵引供电系统基础知识
全并联AT供电方式主接线图
25
全并联AT供电方式特点
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。
7
8
接触网
附支定支接 加柱位持触 悬和装装悬 挂基置置挂
础
9
10
AT供电接触网结器（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。
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。
19
AT供电方式
20
AT供电方式牵引网的构成
6
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。
12
接触网分相绝缘器
简述电气化铁道牵引供电系统的组成。
电气化铁道牵引供电系统是铁路运输系统中不可或缺的组成部分，其主要功能是为铁路牵引动力提供电能。
该系统的组成主要包括接触网、供电系统、牵引供电设备等几个方面。
1.接触网：接触网是电气化铁道牵引供电系统中最重要的部分之一。
它由电气化铁道沿线的两根悬挂在架空的导线组成，这两根导线之间对应着电气化铁道的两条轨道。
在接触网系统中，导线与运行中的列车之间通过受电弓来实现电能的传输。
受电弓是列车上的一个导电接触器，它与接触网的导线之间形成一个电气连接，从而实现了列车对接触网的电能获取。
2.供电系统：供电系统是电气化铁道牵引供电系统的另一个关键组成部分。
它主要负责为接触网系统提供稳定的电能。
供电系统一般由发电站、变电站和电缆线路等部分组成。
发电站负责发电，将电能送至变电站。
变电站将来自发电站的高压交流电能转化为适合接触网使用的额定电压，然后通过电缆线路输送至各个区段的接触全球信息站。
3.牵引供电设备：除了接触网和供电系统，电气化铁道牵引供电系统还包括了一些专门的牵引供电设备。
这些设备包括牵引变流器、牵引电动机、牵引逆变器等。
牵引变流器是用来将接触全球信息站的交流电能转化为适合牵引驱动装置使用的直流电能的设备。
牵引电动机则是用来提供列车牵引动力的设备，它将电能转化为机械能，从而推动列车行驶。
牵引逆变器则是将列车上的电能转化为适合送回接触网的电能的设备，它可以实现对列车制动时的能量回馈。
在电气化铁道牵引供电系统中，这些不同的组成部分相互配合，共同保障了铁路运输的电能供应和牵引动力输出。
通过接触网、供电系统和牵引供电设备的协同作用，电气化铁道牵引供电系统为铁路运输提供了高效、稳定的电能支持，为铁路运输的安全、高速、高效发挥了重要作用。
电气化铁道的牵引供电系统是现代铁路运输中不可或缺的一部分，它的完备与否直接影响着铁路运输的安全性、可靠性和效率。
接触网、供电系统和牵引供电设备是构成电气化铁道牵引供电系统的关键要素，下面将就这些要素做进一步的深入扩写。
牵引网向电力机车的供电方式讲解
说明：采用吸流变后，只有变压器原边的激磁电流仍流 经轨道和大地，且电流数量很小。
如果不设吸流变，单凭接触网和回流线之间的分布互感， 仅约10-20%牵引电流经回流线流回。
同时回流线和接触网中的电流基本上大小相等，方向相 反。两者的交变磁场基本上可互相平衡(抵消)。显著地减弱 了接触网和回流线周围空间的交变磁场，使牵引电流在邻 近的通信线路中的电磁感应影响大大地减小。
所以实际装置是在供电臂内设置长度不大的许多吸上分 段，每个分段仅长2—4km，每个分段中央设置一台吸流变 压器。分段以吸上线为界，吸上线一端接回流线，另一端 焊入钢轨。
按照这种安排，半段效应长度大大缩小，且只有处在一 个分段中的机车的电流而不是牵引网总电流在该分段产生 半段效应影响。
2.使牵引网阻抗显著增大。接触网—回流线回路比通常牵引 网阻抗要高。应用这种装置的牵引网，其阻抗等于接触 网—回流线回路阻抗与吸流变压器短路阻抗之和。
但当高速、大功率机车在这种电路中通过吸流变压器 分段时，在受电弓上会产生强烈电弧，极易烧损机车受电 弓滑板和接触线，为了克服此缺点，后来发展了一种新的 牵引网供电方式—自耦变压器供电方式。
U
I2
I
W2
W2
W1
AT 1
W1
I2
AT2
T
I
R
F
U
T—接触网；R—轨道；F—正馈线；AT—自耦变压器(2:1) AT供电方式：由接触网T、正馈线F、轨道大地系统R以及
牵引变电所向接触网的供电方式
牵引网向电力机车的供电方式
1、 直接供电(Direct Feed, DF)方式 2、 带回流线(Negative feeder)的直接供电方式-DN供电方式 3、 吸流变压器(Booster Transformer)供电方式-BT供电方式 4、 自耦变压器(Auto Transformer)供电方式-AT供电方式
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
* b(z) * I e
U
3
2
Δ
Icz 4
Iax ·
U
c(x)
c
－
U
+
I
b
A
IA
Δ
B
C
IB
IC
O
*
1
g
I Δ
U
d
·
a(y)
*
Iby
2
Δ
* b(z)
Icz
Iax ·
c(x)
f I
*·
e
U
星形－延边平衡变压器
星形－曲折延边平衡变压器
A
C
I
+
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
论述铁路电力牵引供电接触网技术体系
引言：从建国以来，我国铁路建设取得了飞速发展，近年来，动车、高铁的相继投入使用，更将我国轨道交通事业推上了高峰。在电气化铁路发展的道路中，电力问题一直是困扰铁路安全运行的最重要因素。随着技术的不断进步，电力牵引供电已经成为了目前电气化铁路的最重要供电方式，本文就电力牵引供电接触网展开探讨，将供电网技术体系中存在的安全隐患加以说明，并就当前电力牵引供电的安全性能进行相关分析。
2.3隔离开关故障
隔离开关事件的发生主要是因为列车在行进过程中接触部分过热而造成，这类故障在夏天发生的概率远远大于冬天。产生这类故障主要表现在两个方面，首先是瓷瓶的损坏会非常严重。瓷瓶损坏会造成瓷瓶表面出现裂纹或者瓷釉大面积脱落，这种现象会造成放电，非常危险。一般如果出现这样的情况，应该立即进行停电处理，待放电问题得到彻底的解决后即可恢复电力供应。其次就是开关拉不开或者合不上。出现这样的故障多半是操作机出现了问题，应该通知检修部门进行及时的检修处理，以免带来不必要的麻烦。
3.2坚持系统集成创新，满足我国现代化铁路需求
因为整个铁路电力牵引供电接触网是一个完整的系统，所以在进行整个系统的设计时，做好系统集成创新，可以有效的提高整个系统的运行功能。在系统集成创新方面，为了满足我国现代化铁路的建设需求，在系统的接口设计中采用了高铁工程电力牵引供电设计的关键技术，使得电力牵引供电与铁路内部的路基、桥梁等各个接口，在避免原有工程遗漏、误差的基础上，进行全方位的整合，使得整个系统的接口严密而运行流畅。系统的流畅性也进一步确保了整个系统运行的安全性。
2.2高压短路器故障
在电力牵引供电接触网中，还会经常发生高压断路器事故，这种事故的发生一般有两种情况。一种是电气回路不同造成的故障，还有一种就是机器部分的故障。一般来说，电气回路造成的故障主要是因为电压过低、回路元件接触不良等原因，使得整个电力牵引供电接触网的电路不能进行流通，从而使得整个线路发生流通不畅的现象。面对这样的情况，一方面要对回路进行检查，另外还要对回路元件进行检修。机器部分造成的故障主要是指由于内部机械的运作问题而产生了回路不畅，解决这类问题的关键在于对机械设备要进行时常的维护和检修，确保整个机械能在电力牵引环境中正常运作。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
铁路牵引网的供电方式与接触网结构
1 牵引网的供电方式
铁路牵引供电系统的主要功能是将地方电力系统的电能引入牵引变电所，通过牵引变电所和接触网等，向电力机车提供持续电能。
牵引网主要由馈电线、接触网、钢轨、回流线组成。
馈电线(Feeder)是指从牵引变电所母线连接出来连接到接触网之间的传输导线。
接触网(Catenary)悬挂在铁道钢轨线正上方，对地标称电压27.5kV，是沿电气化铁路架空敷设的供电网，通过受电弓向电力机车或动车组提供电能。
接触网主要由承力索、吊弦、接触线组成，接触线与路轨轨面的高度通常为 6.5m。
牵引网供电方式主要有：直接供电方式、BT供电方式、AT供电方式、CC供电方式。
目前我国高速铁路和客运专线普遍采用带回流线的AT 供电方式。
1.1 AT供电方式
AT(Auto-Transformer)供电方式的即自耦变压器供电方式，AT 供电方式具有更好的防干扰效果和更大的牵引能力，目前我国高速铁路和载重铁路基本使用AT 供电模式，牵引变电所的进线电源为交流110kv或220 kV，出线电压为交流2×27.5 kV。
牵引变电所主变压器输出二次侧分别接于牵引馈线(T)相和(F)相，每隔10~15km 设立一个自耦变压器所，并联接入牵引网中，变压器的首端和尾端与接触网的(T)相和(F)相相连，绕组的中点与钢轨相连接。
接触网和正馈线中的电流大小相等，方向相反，且电流大小仅为电力机车电力的一半，减少了电弧对接触网烧伤和受电弓滑板等问题，对邻近通信线路的干扰大大降低。
与其它供电方式相比，线路上的电压降可以减少一半，因此供电臂可延长一倍，达到50km—60km。
采用AT 供电方式无需加强绝缘就能使供电回路的电压提高一倍，在AT 区段电力机车是由前后两个AT 所同时并联供电，因此适宜与高速铁路和重载铁路等大负载电流运行。
图1 A T供电方式
2 接触网结构
高速铁路接触网功能是从牵引变电所引入电能，并将电能输送到沿铁路钢轨运行的电力机车的受电弓上。
接触网主要包括支柱和导线，导线包括传输线(T 线)、承力索、正馈线(F
线)和保护线(PW 线)，其中T线负责电能传输并向列车供电，F 线与T 线一起构成电能传输线。
T 线与F 线架设在同一支柱上，相对距离较小，二者相对中性线的电压均为27.5 kV，但是相位相反，两者的电流大小相等方向相反，对邻近通信线路的电磁干扰大为减少，且二者线路上的电流均为牵引电流的1/2，线路上的电压降可减少1/2。
PW 线为中性线，其主要作用是避免接触网支柱接地部分直接与轨道相连，以减少对轨道电路的干扰，在接触网发生接地故障时，PW 线为短路电流提供通道，有利于提高继电保护动作的可靠性。
图2 接触网结构
图3 接触网结构示意图
架设于高架桥上的接触网上、下行线路对称布置，档距为50m，每侧设有T 线和 F 线两条馈电导线，其中T 线由承力索和悬吊在其下方的接触线构成。
此外，每侧还设有一条起保护回流作用的架空地线(PW 线)。
根据京津城际客运专线的具体设计参数，接触网 F 线、T 线承力索和T 线接触线对轨面的高度分别为7.4、6.9 和5.3m，PW 线的安装位置与T 线承力索等高，架桥跨距为32m，高度为10m~16m。
如下图所示。
图4 高架接触网示意图
高铁接触网的结构特点决定了 F 线是最易遭受雷击的，F 线位于接触网外侧最高点，构成了对T线、PW 线的屏蔽，直击雷和感应雷都主要对F 线造成威胁。
因此为提高接触网的耐雷水平，新型的接触网结构如下图所示。
在立杆支柱顶端假设一条架空避雷地线（GW 线），架空地线直接固定在支架上，并与钢柱相连。
图5 带架空地线接触网示意图
3 接触网雷击
高速铁路接触网防雷设计是依电力系统35kv输电线路和普速铁路接触网的规范为依据的,在整个接触网防雷线中几乎不架避雷线,只把避雷针加在几个比较关键的设备处。
直击雷主要从三个地方侵入接触网,第一是雷击正馈线,使悬式绝缘子发生闪络;第二是雷击承力索,使腕臂绝缘子发生闪络;第三是雷击保护线,两种绝缘子均可能闪络。
根据实测结果可知，牵引网AF线悬式绝缘子雷击闪络概率远高于腕臂绝缘子雷击闪络的概率。
京津线2009年统计数据表明AF线绝缘子的破坏概率超过了T线绝缘子破坏概率的30倍；此外，在京沪等其他高速铁路中也有同样的现象。
造成这种现象的原因是：AF 线位于承力索外侧，且略高于承力索，对承力索有屏蔽保护作用，雷击两侧AF线的概率比雷击承力索的概率要大得多。