牵引供电设备与铁路牵引动力(ppt 73页)
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牵引供电设备与铁路牵引动力
牵引供电设备与铁路牵引动力
牵引供电设备和铁路牵引动力是铁路运输中不可或缺的两个部分。
牵引供电设备是为铁路牵引动力提供电力支持的重要设备，而铁路牵引动力则是依靠电力驱动的机车或列车。
两者密切配合，共同保障了铁路运输的安全和顺畅。
牵引供电设备包括接触网系统、牵引变电设备和电力线等。
接触网系统是铁路电气化运输的重要组成部分，它将高压电力传输到接触网上，供给铁路牵引动力使用。
而牵引变电设备则负责将输送至接触网的高压电力变换为适合机车牵引使用的低压电力。
电力线则将变压后的电力传输至铁路牵引动力所使用的网供电系统。
铁路牵引动力则是依靠电力来驱动的机车或列车。
它们通过接触网系统获取电力，然后将电能转换为机械能，驱动车辆行驶。
电力驱动的机车具有环保、高效、静音等优点，相比传统燃油机车更加符合现代社会对环保和节能的要求。
牵引供电设备与铁路牵引动力之间存在着密切的协调关系。
牵引供电设备的稳定运行和电力输出的可靠性，直接影响到铁路牵引动力的使用效果和运行安全。
同时，铁路牵引动力的使用量和需求也会影响到牵引供电设备的设计和维护。
因此，牵引供电设备与铁路牵引动力之间需要密切合作，共同维护铁路运输的正常运行。
总的来说，牵引供电设备和铁路牵引动力是铁路运输中不可分割的两个部分。
它们之间的配合和协调关系，直接影响到铁路
运输的安全和顺畅。
只有牵引供电设备稳定、可靠地为铁路牵引动力提供电力支持，铁路牵引动力才能有效地驱动列车行驶，为旅客和货物的运输提供可靠的保障。
非常抱歉，我无法完成这个要求。
牵引供电设备与铁路牵引动力
牵引供电设备与铁路牵引动力1. 简介在铁路运输中，牵引供电设备和铁路牵引动力是不可或缺的两个组成部分。
牵引供电设备主要负责为列车提供电力，而铁路牵引动力则是用于推动列车运行的力量。
本文将详细介绍牵引供电设备和铁路牵引动力的相关概念、原理和主要应用。
2. 牵引供电设备牵引供电设备是指为列车提供电能的设备系统。
它主要包括接触网系统、接触网供电系统以及与列车相连的牵引电缆。
2.1 接触网系统接触网系统是铁路牵引供电系统的主要组成部分。
它由一系列的金属支柱和横梁组成，横梁上悬挂着电线。
列车通过接触网与接触线建立电气连接，从而获得所需的电力。
2.2 接触网供电系统接触网供电系统是指将电能从发电站输送到接触网系统的系统。
它主要包括变电站、变电所、牵引变压器以及相关的电缆和电线。
2.3 牵引电缆牵引电缆是用于将接触网供电系统的电能传输到列车上的电缆。
它通常由铜或铝导线和相应的绝缘材料构成。
牵引电缆的设计与选用对牵引供电系统的正常运行至关重要。
3. 铁路牵引动力铁路牵引动力是指推动列车运行的力量。
它可以是传统的燃油机械动力，也可以是电力。
根据不同的动力来源，铁路牵引动力可以分为内燃机车和电力机车两种类型。
3.1 内燃机车内燃机车是指使用燃油进行燃烧并通过机械传动装置将动力传递给车轮的机车。
它主要由发动机、传动装置和车轮组成。
内燃机车具有体积小、机动性好的特点，适用于短途和中短途运输。
3.2 电力机车电力机车是指通过电力驱动车轮进行运行的机车。
它主要由电动机、控制系统和电池组成。
电力机车具有零排放、低噪音的特点，适用于长途和高速运输。
4. 应用与发展牵引供电设备和铁路牵引动力在铁路运输中有着广泛的应用。
它们的发展与创新对于提高铁路运输效率、降低能源消耗以及保护环境具有重要意义。
随着科技的进步和环保意识的增强，越来越多的铁路运输系统采用电力机车代替传统的内燃机车。
电力机车具有能耗低、环境影响小的优势，对于提高能源利用效率和减少污染排放具有重要意义。
《铁路牵引动力》PPT课件
(二) 柴油机 1.组成 ① 固定部件 — 机体、机座、气缸套、 主轴承 ② 运动部件 — 活塞组、连杆、曲轴 ③ 配气机构 ④ 燃油系统 ⑤ 润滑冷却系统 ⑥ 进排气系统
10
§2.2 内燃机车
2.柴油机的分类 (1)按气缸排列方式分 ① 直立式
② V型 ③ 对动式
(2)按空气进入汽缸的特点分 ① 非增压式
第二章 铁路牵引动力
本章要点： 内燃机车组成 传动装置 柴油发动机工作原理 电阻制动 电气化铁道供电系统 电力机车组成 再生制动
h
1
§2.1 牵引动力概述
一.类型： a.蒸汽：我国已淘汰
b.内燃：主要动力方式
c.电力：主要动力方式
h
2
§2.1 牵引动力概述
二.我国牵引动力概况
▪50年代以蒸气机车牵引为主。 ▪60～70年代，内燃电力得到了发展。 ▪80～90年代，内燃电力取代了蒸汽。 ▪90年代向货运重载，客运高速化发展。 ▪目前，我国内燃机车为东风型系列，电 力机车为韶山系列。
② 增压式
h
11
§2.2 内燃机车
(3)按柴油机工作方式分 ① 二冲程式 — 活塞在气缸中运行一个来回完
成一个工作循环。 ② 四冲程式 — 活塞气缸运行两个来回完成一
个工作循环。
冲程：活塞在气缸中运行单边的距离。 工作循环：进气，压缩，燃烧膨胀，排气。
h
12
§2.2 内燃机车
3.柴油机工作原理
(1)进气冲程(图a)。活塞自上止点向下运动，配 气机构打开进气阀，新鲜空气进入并充满汽缸。
n
m
M=CmφIs=CmKIS2 Cm—电动机转矩常数；
K —系数。
0
Is
h
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§2.2 内燃机车
2.柴油机的分类 (1)按气缸排列方式分 ① 直立式
② V型 ③ 对动式
(2)按空气进入汽缸的特点分 ① 非增压式
第二章 铁路牵引动力
本章要点： 内燃机车组成 传动装置 柴油发动机工作原理 电阻制动 电气化铁道供电系统 电力机车组成 再生制动
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1
§2.1 牵引动力概述
一.类型： a.蒸汽：我国已淘汰
b.内燃：主要动力方式
c.电力：主要动力方式
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§2.1 牵引动力概述
二.我国牵引动力概况
▪50年代以蒸气机车牵引为主。 ▪60～70年代，内燃电力得到了发展。 ▪80～90年代，内燃电力取代了蒸汽。 ▪90年代向货运重载，客运高速化发展。 ▪目前，我国内燃机车为东风型系列，电 力机车为韶山系列。
② 增压式
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§2.2 内燃机车
(3)按柴油机工作方式分 ① 二冲程式 — 活塞在气缸中运行一个来回完
成一个工作循环。 ② 四冲程式 — 活塞气缸运行两个来回完成一
个工作循环。
冲程：活塞在气缸中运行单边的距离。 工作循环：进气，压缩，燃烧膨胀，排气。
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§2.2 内燃机车
3.柴油机工作原理
(1)进气冲程(图a)。活塞自上止点向下运动，配 气机构打开进气阀，新鲜空气进入并充满汽缸。
n
m
M=CmφIs=CmKIS2 Cm—电动机转矩常数；
K —系数。
0
Is
h
牵引供电系统简介PPT课件
• 由馈电线、接触网、轨道、回流线等设施构成的输电网络 • 馈电线（Feeder，引出线:Lead Wire）
连接牵引变电所和接触网的导线
• 接触网
沿线路露天敷设，通过和受电弓的滑动接触把电能输送给电力机 车的供电设施。由接触线、承力索以及支持、悬挂和定位等装置组成。 从牵引网角度关注的是接触线、承力索和加强线等载流导线。
• 牵引变电所
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通信干扰
• 变电所两侧的牵引网区段被称作供电臂。 • 变电所的主要设备
牵引变压器（有多种接线方式） 断路器（SF6、真空、少油、油断路器），隔离开关 避雷器、避雷针 电压互感器、电流互感器 二次设备（控制、保护、测量、计量、监视和电源设备） 无功补偿装置、调压装置
.
牵引网（Traction Network）
（1）直接供电方式（T-R方式, Trolley-Rail）
T R
结构简单，投资少，维护费用低； 一部分电流从大地回流，对邻近通信线干扰大。
.
（2）吸流变压器供电方式（BT方式）
吸流变压器 Booster Transformer
F T
Us
I
R
• 防干扰效果好； • 牵引网阻抗偏大； • 电力机车过BT时，易产生电弧； • 由于是串联系统，可靠性较低。
.
（5）同轴电缆供电方式（CC方式）
同轴电缆 Coaxial Cable
T Us
R CC
• 防干扰效果好，占用空间小； • 牵引网阻抗小； • 投资大
.
1.5 牵引供电系统的特点及主要问题
• 负荷特点
移动性，变化剧烈，非线性，单相； 电流回路不可靠，存在薄弱环节（弓网受流）
连接牵引变电所和接触网的导线
• 接触网
沿线路露天敷设，通过和受电弓的滑动接触把电能输送给电力机 车的供电设施。由接触线、承力索以及支持、悬挂和定位等装置组成。 从牵引网角度关注的是接触线、承力索和加强线等载流导线。
• 牵引变电所
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通信干扰
• 变电所两侧的牵引网区段被称作供电臂。 • 变电所的主要设备
牵引变压器（有多种接线方式） 断路器（SF6、真空、少油、油断路器），隔离开关 避雷器、避雷针 电压互感器、电流互感器 二次设备（控制、保护、测量、计量、监视和电源设备） 无功补偿装置、调压装置
.
牵引网（Traction Network）
（1）直接供电方式（T-R方式, Trolley-Rail）
T R
结构简单，投资少，维护费用低； 一部分电流从大地回流，对邻近通信线干扰大。
.
（2）吸流变压器供电方式（BT方式）
吸流变压器 Booster Transformer
F T
Us
I
R
• 防干扰效果好； • 牵引网阻抗偏大； • 电力机车过BT时，易产生电弧； • 由于是串联系统，可靠性较低。
.
（5）同轴电缆供电方式（CC方式）
同轴电缆 Coaxial Cable
T Us
R CC
• 防干扰效果好，占用空间小； • 牵引网阻抗小； • 投资大
.
1.5 牵引供电系统的特点及主要问题
• 负荷特点
移动性，变化剧烈，非线性，单相； 电流回路不可靠，存在薄弱环节（弓网受流）
第1讲 牵引供电系统PPT课件
牵引变电所的主要设备
AC220kV组合电器
SWJTU
OCS 2014.02.28
Page 31
牵引变电所的主要设备
AC25kV组合电器
SWJTU
OCS 2014.02.28
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牵引变电所的主要设备
控制柜
SWJTU
OCS 2014.02.28
Page 33
直流牵引供电系统
直流电传动
SWJTU
弓网系统的组成
SWJTU
OCS 2014.02.28
弓网系统是由相互作用相互依赖的受电弓和接触网结合而成的、具有向电力 牵引车辆输电功能的有机整体，又是它从属的牵引供电系统的组成部分。
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弓网系统的分类
接触网系统
SWJTU
OCS 2014.02.28
架空接触网系统
接触轨系统
架空接触网
架空接触轨
牵引 变电所
I 吸流变压器 I
I
I
吸流变压器
回流线 接触网
25kV I
I
I
I
钢轨
目标： ①长回路中钢轨电位降为0；②长回路磁场完全平衡，电磁干扰降至最低。
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牵引供电系统的供电方式
SWJTU
OCS 2014.02.28
带回流线的直接供电方式（TRNF） 回流线与接触网同杆架设，两组导线
之间有互感，部分电流由回流线回流。
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牵引供电系统电流制式
电流制式
SWJTU
OCS 2014.02.28
DC：
750V 1.5kV 3.0kV
北京地铁等 上海、广州、成都等地铁 意大利、前苏联等
AC：
高速铁路牵引供电技术 PPT课件
j120o
,
1 I 0 I 1 1 1 3 I 2 1
1 1 I A a a2 I B I C 2 a a
1个站400kV
1个站400kV 1个站400kV
世界主要高速铁路国家电铁供电电源电压等级
西 班 牙
德国
3个站132kV， 马德里－塞维利亚 250 220 短路容量不 小于2000MVA 马德里－巴塞罗那 350 400 3个站220kV 德国高速铁路最高速度330km/h，采用由铁路自建电网 供电。供电制式为15kV、16又2/3Hz，采用独特的同相 供电方式，牵引站间隔约为普通不同相供电方式的1/3， 牵引变压器容量一般为2×15MVA。牵引站外部电源采用 110kV，系统短路容量不小于1000MVA。
高速铁路牵引供电技术
• 1、牵引供电系统对外部电源的要求
• 2、牵引网供电方式的比较
• 3、直供加回流线供电方式分析
• 4、AT供电方式分析
牵引供电系统对外部电源的要求
1）电压水平对外部电源短路容量的要求
GB 12325—90电能质量 供电电压允许偏差 交流 50Hz 电力系统供电电压偏差定义为实测电 压与额定电压之差，以额定电压的百分数表示。 供电电压允许偏差： （ 1） 35kV 及以上供电电压正、负偏差的绝对值 之和不超过额定电压的10%； （ 2） 10kV 及以下三相供电电压允许偏差为额定 电压的±7% ； （ 3） 220V 单相供电电压允许偏差为额定电压的 +7%、-10%。
（2）220kV的短路容量：1715.73 MVA-7697.7 MVA 2006年对国内华北某电网4个110kV变电站、10个
,
1 I 0 I 1 1 1 3 I 2 1
1 1 I A a a2 I B I C 2 a a
1个站400kV
1个站400kV 1个站400kV
世界主要高速铁路国家电铁供电电源电压等级
西 班 牙
德国
3个站132kV， 马德里－塞维利亚 250 220 短路容量不 小于2000MVA 马德里－巴塞罗那 350 400 3个站220kV 德国高速铁路最高速度330km/h，采用由铁路自建电网 供电。供电制式为15kV、16又2/3Hz，采用独特的同相 供电方式，牵引站间隔约为普通不同相供电方式的1/3， 牵引变压器容量一般为2×15MVA。牵引站外部电源采用 110kV，系统短路容量不小于1000MVA。
高速铁路牵引供电技术
• 1、牵引供电系统对外部电源的要求
• 2、牵引网供电方式的比较
• 3、直供加回流线供电方式分析
• 4、AT供电方式分析
牵引供电系统对外部电源的要求
1）电压水平对外部电源短路容量的要求
GB 12325—90电能质量 供电电压允许偏差 交流 50Hz 电力系统供电电压偏差定义为实测电 压与额定电压之差，以额定电压的百分数表示。 供电电压允许偏差： （ 1） 35kV 及以上供电电压正、负偏差的绝对值 之和不超过额定电压的10%； （ 2） 10kV 及以下三相供电电压允许偏差为额定 电压的±7% ； （ 3） 220V 单相供电电压允许偏差为额定电压的 +7%、-10%。
（2）220kV的短路容量：1715.73 MVA-7697.7 MVA 2006年对国内华北某电网4个110kV变电站、10个
铁路牵引供电系统基础知识ppt课件
21
AT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。
总结
31
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2 x 27.5 kV，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4060km。 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。
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。
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
AT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。
总结
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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2 x 27.5 kV，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4060km。 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。
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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
牵引供电系统简介PPT课件
（1）直接供电方式（T-R方式, Trolley-Rail）
T R
结构简单，投资少，维护费用低； 一部分电流从大地回流，对邻近通信线干扰大。
.
（2）吸流变压器供电方式（BT方式）
吸流变压器 Booster Transformer
F T
Us
I
R
• 防干扰效果好； • 牵引网阻抗偏大； • 电力机车过BT时，易产生电弧； • 由于是串联系统，可靠性较低。
车行驶的铁道运输方式。
（1）注意与电传动内燃机车的区别； （2）电能具有不能大量储存的特点。
电气化铁道包括：电力机车（含电动车组） 沿线的供电设施
• 牵引供电系统（Traction Power Supply Systems） 向电力机车提供电能的沿线供电设施从电能的传输、
分配角度构成牵引供电系统。 牵引供电系统主要包括：牵引变电所 牵引网 专用高压供电线路
• 轨道
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。
.
目前多采用分散式供电
内桥接线
外桥接线
双T接线 .
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
T R
结构简单，投资少，维护费用低； 一部分电流从大地回流，对邻近通信线干扰大。
.
（2）吸流变压器供电方式（BT方式）
吸流变压器 Booster Transformer
F T
Us
I
R
• 防干扰效果好； • 牵引网阻抗偏大； • 电力机车过BT时，易产生电弧； • 由于是串联系统，可靠性较低。
车行驶的铁道运输方式。
（1）注意与电传动内燃机车的区别； （2）电能具有不能大量储存的特点。
电气化铁道包括：电力机车（含电动车组） 沿线的供电设施
• 牵引供电系统（Traction Power Supply Systems） 向电力机车提供电能的沿线供电设施从电能的传输、
分配角度构成牵引供电系统。 牵引供电系统主要包括：牵引变电所 牵引网 专用高压供电线路
• 轨道
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。
.
目前多采用分散式供电
内桥接线
外桥接线
双T接线 .
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
牵引供电PPT课件全
牵引供电
第1页/共58页
项目一：认知电力牵引供电系统
任务二：认知牵引供电系统
•任务描述：
通过学生绘制电气化铁道牵引供电系统示意图，列表说明 牵引变电所引入线方式、接触网供电方式、牵引供电系统供电 方式等技能训练，使学生认知牵引供电系统相关知识，能根据 实际线路设计合理的牵引供电方式。
•成果展示：
牵引电力系统原理示意图 变电所一次侧的主接线方式列表 接触网的供电方式列表 牵引供电系统供电方式列表 识别**变电所引入线方式、**线路接触网供电方式、 牵引供电系统供电方式
第21页/共58页
• 开闭所是扩充馈线用的，象编组站、机务段等； • 分区所是复线电气化铁路不同供电臂之间为提供上下行接
触网并联和越区供电功能而设置的。
第22页/共58页
3）分段绝缘器：
分段绝缘器又称分区绝缘器，是接触网电气分段的常用 设备。它安装在各车站装卸线、机车整备线、电力机车库线、 专用线等处。在正常情况下，机车受电弓带电滑行通过。
第37页/共58页
×
×
×
×
×
×
× ×
×
双 “T”方式
第38页/共58页
C
C
B
A
第39页/共58页
第40页/共58页
2）双边供电：机车由相邻的两个变电所供电，由断路器合闸实现。 要求：设置分区所来缩小故障范围，和检修的停电范围。
复线双边供电设备复杂，保护困难，目前我国只采用复线单 边供电。 三、牵引供电系统向电力机车的供电方式 （ 一）直接供电方式
受电弓-接触网系统是高速列车获得动力的唯一途径
第4页/共58页
一、牵引供电系统的组成与作用
G 电力系统(发电厂）
第1页/共58页
项目一：认知电力牵引供电系统
任务二：认知牵引供电系统
•任务描述：
通过学生绘制电气化铁道牵引供电系统示意图，列表说明 牵引变电所引入线方式、接触网供电方式、牵引供电系统供电 方式等技能训练，使学生认知牵引供电系统相关知识，能根据 实际线路设计合理的牵引供电方式。
•成果展示：
牵引电力系统原理示意图 变电所一次侧的主接线方式列表 接触网的供电方式列表 牵引供电系统供电方式列表 识别**变电所引入线方式、**线路接触网供电方式、 牵引供电系统供电方式
第21页/共58页
• 开闭所是扩充馈线用的，象编组站、机务段等； • 分区所是复线电气化铁路不同供电臂之间为提供上下行接
触网并联和越区供电功能而设置的。
第22页/共58页
3）分段绝缘器：
分段绝缘器又称分区绝缘器，是接触网电气分段的常用 设备。它安装在各车站装卸线、机车整备线、电力机车库线、 专用线等处。在正常情况下，机车受电弓带电滑行通过。
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×
×
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双 “T”方式
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C
C
B
A
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2）双边供电：机车由相邻的两个变电所供电，由断路器合闸实现。 要求：设置分区所来缩小故障范围，和检修的停电范围。
复线双边供电设备复杂，保护困难，目前我国只采用复线单 边供电。 三、牵引供电系统向电力机车的供电方式 （ 一）直接供电方式
受电弓-接触网系统是高速列车获得动力的唯一途径
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一、牵引供电系统的组成与作用
G 电力系统(发电厂）
模块2.牵引供电系统《高速铁路牵引供电》教学课件
2.1.4 高速铁路牵引供电系统
3. 高速铁路变电所、分区所主接线及接触网标称电压
1 牵引变电所电源侧主接线 电源侧主接线应结合外部电源条件确定，两路电压均可靠时，采用线路变压器组接线。 采用分支接线，在两回线间设置由隔离开关分段的跨条，实现电源进线与变压器交叉供电。 2 牵引变电所馈线侧接线 采用户外单体布置时，实现上、下行断路器互为备用的联络开关设置在所内线路侧；采 用GIS柜布置时，联络开关设置在所外上网开关的线路侧。
额定电压（kV） 输送功率（MV·A ） 输送距离（km）
110
10～50
50～150
220
100～150
100～300ຫໍສະໝຸດ 5001 000～1 500
150～850
世界各国采用工频、单相、交流接触网额定电压为25 kV的高速电气化铁路，毫无例外地 均采用高压供电。
日本山阳等新干线，牵引变电所的进线电压采用27.5 kV。电源的变动和不平衡承受能力 都有所提高，更能保证机车稳定、高速运行，也更加经济。法国大部分牵引变电所的进线电 压为225 kV，只有一个变电所为63 kV。德国牵引网电压采用15 kV，牵引变电所进线电压采 用110 kV。另外，它使用 Hz频率给铁路专门供电，有其特殊性。
带回流线的直接供电方式，机车部分电流通过钢轨和大地流回牵引变电所（约70%）， 其余通过回流线流回牵引变电所（约30%）。
2.2.3 BT供电方式
BT（Booster Transformer）供电方式又称吸流变压器供电方式，其主要目的是提高牵引 网防干扰能力，目前已经基本不采用，如图所示。
BT供电方式存在着一种现象：当机车处在BT间隔内时会失去吸流防护效果。同等条件下， BT供电方式变电所的间距要小很多，且每隔3～4 km在接触网内存在断口，机车通过断口时 可能会产生电火花，缩短接触网的使用寿命。
高速铁路的牵引供电系统(课堂PPT)
13
接触网悬挂形式：简单接触悬挂、弹力接触悬挂和链形 接触网悬挂。
简单接触悬挂：无连续承力索，结构简单，接触线驰度 大，支柱间距离必须小，才能保证接触网的高度。
弹力接触悬挂：将接触线通过三角形的跨接线与支持装
置相连接。
承力索
链形接触网悬挂：在接触线上方悬挂一根或两根承力索 ，承力索通过吊悬挂接触线。
19
20
受电弓
受电弓技术要求
受电弓是靠一定的抬升力让滑板与接触网接触的，列
车高速运行时受电弓的滑板就像飞机的机翼，受气流
离
的作用也会产生一定的抬升力，列车运行速度越快，
线
抬升力也就随之增加，那么接触网就会随之上下振动，
振动波也就随之往前传送，这对受电弓和接触网的良
好接触带来困难。
分析：受电弓和接触网如果速度越 接近，那么离线率就会越高。
22
◎检修 （1）接触网的检修修程
小修：维持性修理 大修：恢复性的彻底修理（周期：20-25年的）
（2）接触网的检修作业
停电作业、状态修
（3）接触网的检修计划与实施（天窗）
年度监测计划、月度维修计划
23
16
17
受电弓
18
受电弓
1.升弓：压缩空气经电空阀均匀进入传动气缸，气缸活
塞压缩气缸内的降弓弹簧，升弓弹簧使下臂杆转动，
工
抬起上框架和滑板，受电弓匀速上升，在接近接触网 时会缓慢停滞，然后再迅速接近接触网
作
原
理
1.降弓：传动缸内压缩空气经受电弓缓冲阀迅速排向大 气，在降弓弹簧的作用下，克服升弓弹簧的作用力， 使受电弓迅速下降，脱离接触网
2.分区所：在牵引 变电所中间设置处 所，常用分相绝缘 器断开，并设置开 关。 作用：1）单线牵引 网，两相邻供电臂 可单独或实现越区 供电；2）双线牵引 网，上、下行接触 网并联，提高末端 电压；3）缩小事故 范围
接触网悬挂形式：简单接触悬挂、弹力接触悬挂和链形 接触网悬挂。
简单接触悬挂：无连续承力索，结构简单，接触线驰度 大，支柱间距离必须小，才能保证接触网的高度。
弹力接触悬挂：将接触线通过三角形的跨接线与支持装
置相连接。
承力索
链形接触网悬挂：在接触线上方悬挂一根或两根承力索 ，承力索通过吊悬挂接触线。
19
20
受电弓
受电弓技术要求
受电弓是靠一定的抬升力让滑板与接触网接触的，列
车高速运行时受电弓的滑板就像飞机的机翼，受气流
离
的作用也会产生一定的抬升力，列车运行速度越快，
线
抬升力也就随之增加，那么接触网就会随之上下振动，
振动波也就随之往前传送，这对受电弓和接触网的良
好接触带来困难。
分析：受电弓和接触网如果速度越 接近，那么离线率就会越高。
22
◎检修 （1）接触网的检修修程
小修：维持性修理 大修：恢复性的彻底修理（周期：20-25年的）
（2）接触网的检修作业
停电作业、状态修
（3）接触网的检修计划与实施（天窗）
年度监测计划、月度维修计划
23
16
17
受电弓
18
受电弓
1.升弓：压缩空气经电空阀均匀进入传动气缸，气缸活
塞压缩气缸内的降弓弹簧，升弓弹簧使下臂杆转动，
工
抬起上框架和滑板，受电弓匀速上升，在接近接触网 时会缓慢停滞，然后再迅速接近接触网
作
原
理
1.降弓：传动缸内压缩空气经受电弓缓冲阀迅速排向大 气，在降弓弹簧的作用下，克服升弓弹簧的作用力， 使受电弓迅速下降，脱离接触网
2.分区所：在牵引 变电所中间设置处 所，常用分相绝缘 器断开，并设置开 关。 作用：1）单线牵引 网，两相邻供电臂 可单独或实现越区 供电；2）双线牵引 网，上、下行接触 网并联，提高末端 电压；3）缩小事故 范围
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柴油机的功率不能传给机车动轮。 柴油机传出的大小基本不变的扭矩，经过变扭器
后变成的机车牵引力，能够满足机车牵引性能的 要求。
2、液力传动内燃机车
3、液力传动过程
液力传动过程示意图
（三）机车牵引性能概念
N＝F×V（常数）
F
O
v
机车理想牵引特性曲线
（四）机车牵引重量标准
1、机车牵引力 F 2、列车运行阻力 W 3、制动力 B 4、牵引质量标准的确定 Q
（二）内燃机车
❖ 内燃机车分类： 1、电力传动内燃机车 2、液力传动内燃机车
1、电力传动内燃机车
（1）传动类型： 直—直流电力传动 交—直流电力传动 交—直—交电力传动 交—交流电力传动
1、电力传动内燃机车
（2）机车总体布置： 以东风4型内燃机车为例
东风4型内燃机车
东风4型内燃机车总体布置图
电力机车
韶山4型电力机车
（一）电力机车
2、电力机车的电气设备及其电路 （1）主电路 （2）辅助电路 （3）控制电路
电力机车电气回路示意图
（一）电力机车
（1）主电路
（一）电力机车
（2）辅助电路 辅助电路电源来自牵引变电器的辅助绕组，通 过劈相机将单相交流电转变成三相交流电后， 供给牵引通风机、油泵机组和空气压缩机等辅 助电机使用。
电的转子（电枢）转动，将电能转变成 机械能，向外输出，使机车运行。
③交—直流电力传动原理
交—直流电传动原理图
③交—直流电力传动原理
总结 能量转换过程： 热能 机械能
电能
机械能
2）传动装置
机车运行方向的确定：改变牵引电动机 励磁绕组（定子）的电流方向，就可控 制机车的前进或后退。
3）走行部
1、电力传动内燃机车
（3）内燃机车组成 柴油机、传动装置、走行部、车体、车底架、
车钩缓冲装置、制动装置、辅助装置等。
1、电力传动内燃机车
1）柴油机 2）传动装置 3）走行部
柴油机
1）柴油机
四冲程柴油机工作情况： 进气冲程 压缩冲程 燃烧膨胀冲程 排气冲程
四冲程柴油机工作情况示意图
（1）肩回运转制 （2）循环运转制
机车运用方式示意图
2、机车运用
（2）乘务制度和乘务方式 包乘制、轮乘制 乘务员换班有：立即折返、外段驻班、随乘
三种乘务制度。
3、蒸汽机车概要*
前进型蒸汽机车
3、蒸汽机车概要*
蒸汽机车(steam locomotive)主要组成： 锅炉、汽机、走行部、车架、煤水车、车钩缓
概述 （一）电力机车 （二）内燃机车 （三）机车牵引性能概念 （四）机车牵引重量标准
概述
1、机车类型 2、机车运用 3、蒸汽机车概要*
1、机车类型
从运用上分： 客运机车、货运机车、调车机车
从原动力分： 蒸汽机车、内燃机车、电力机车
2、机车运用
（1）机车交路(locomotive routing) 定义 机车运用方式：
电气化铁路里程图
16000
15000
14000
12000
10000
10000
8000
6000
4000
2000 91 0 1961年
1033 1977年
1996年
2000年
里程(公里)
（一）电力机车
1、电力机车的基本组成 电力机车主要由车体、车底架、走行部、车
钩缓冲装置、制动装置和一整套电气设备组 成。 轴列式30—30
机车走行部的作用 东风4型内燃机车转向架 轴列式 30－30
3）走行部
转向架(bogie)组成：构架、旁承、轮对、轴 箱、弹簧减震装置、电机悬挂装置、牵引装置、 基础制动装置、撒沙装置等。
东风4型内燃机车转向架
3）走行部
录相： 转向架
2、液力传动内燃机车
北京型液力传动内燃机车总体布置示意图
（四）机车牵引重量标准
货物列车牵引定数
Fj·λy＝[P（w0’＋ix）＋Q（w0”＋ix）]g·10-3 Q＝（λyFj－P（w0’＋ix）g·10-3）／（w0”＋ix） g·10-3 其中： Fj——机车的计算牵引力（N）
P——每台机车的计算质量（t） ix——限制坡度的千分数
w0’、w0”——机车、车辆单位基本阻力（N／kN）
冲装置以及制动装置等。
蒸汽机车、内燃机车、电力机车热效率图
（一）电力机车
电力机车的优点： 1、可制成大功率机车，运输能力大； 2、启动快、速度高、爬坡性能好； 3、不污染空气，劳动条件好； 4、运营费用低； 5、可利用多种能源。
（一）电力机车
❖ 从1961年第一条电气化铁路至今已突破 1万km，我国铁路有油机
录相1
1）柴油机
录相2
2）传动装置
电传动装置的主要部件有： 主发电机、整流装置、牵引电动机等。
2）传动装置
①主发电机(main generator) 转子由柴油机曲轴带动，形成旋转磁场，
定子线圈在旋转磁场的作用下，产生感 应电势，发出三相交流电。
2）传动装置
②牵引电动机(traction motor) 在定子形成的磁场作用下，使通有直流
二、牵引供电设备
（一）电气化铁道的供电系统 （二）牵引变电所 （三）接触网
（一）电气化铁道的供电系统
电气化铁道供电系统示意图
（一）电气化铁道的供电系统
录相： 供电系统
（二）牵引变电所
（三）接触网
接触网及AT供电方式*
一、电气化铁道供电系统
架空式接触网的结构示意图
架空式接触网组成
三、铁路牵引动力
λy——牵引力使用系数，取0.9 Q——机车牵引重量（t）
牵引动力的发展
牵引动力的现代化，是铁路运输科技进步的先 导。
（一）电力机车
（3）控制电路 控制电路将主电路和辅助电路中各电气设备的 控制电器（包括各种控制开关、接触器、电空 阀等）同电源、照明、信号等的控制装置连成 一个电系统。
（二）内燃机车
内燃机车(diesel locomotive)的动力源是内燃 机（柴油机）。 内燃机采用传动装置的必要性： 柴油机的特性不能满足机车牵引性能的要求。
液力传动工作原理
2、液力传动内燃机车
（1）液力变扭器(hydraulic) 1）基本组成：泵轮、涡轮、导向轮
液力变扭器
2、液力传动内燃机车
2）变扭器的作用原理 变扭器里充满工作油时，油从泵轮—涡轮—导向
轮—泵轮循环往复，把柴油机的功率传给动轮。 变扭器工作油排出时，泵轮和涡轮之间失去联系，
后变成的机车牵引力，能够满足机车牵引性能的 要求。
2、液力传动内燃机车
3、液力传动过程
液力传动过程示意图
（三）机车牵引性能概念
N＝F×V（常数）
F
O
v
机车理想牵引特性曲线
（四）机车牵引重量标准
1、机车牵引力 F 2、列车运行阻力 W 3、制动力 B 4、牵引质量标准的确定 Q
（二）内燃机车
❖ 内燃机车分类： 1、电力传动内燃机车 2、液力传动内燃机车
1、电力传动内燃机车
（1）传动类型： 直—直流电力传动 交—直流电力传动 交—直—交电力传动 交—交流电力传动
1、电力传动内燃机车
（2）机车总体布置： 以东风4型内燃机车为例
东风4型内燃机车
东风4型内燃机车总体布置图
电力机车
韶山4型电力机车
（一）电力机车
2、电力机车的电气设备及其电路 （1）主电路 （2）辅助电路 （3）控制电路
电力机车电气回路示意图
（一）电力机车
（1）主电路
（一）电力机车
（2）辅助电路 辅助电路电源来自牵引变电器的辅助绕组，通 过劈相机将单相交流电转变成三相交流电后， 供给牵引通风机、油泵机组和空气压缩机等辅 助电机使用。
电的转子（电枢）转动，将电能转变成 机械能，向外输出，使机车运行。
③交—直流电力传动原理
交—直流电传动原理图
③交—直流电力传动原理
总结 能量转换过程： 热能 机械能
电能
机械能
2）传动装置
机车运行方向的确定：改变牵引电动机 励磁绕组（定子）的电流方向，就可控 制机车的前进或后退。
3）走行部
1、电力传动内燃机车
（3）内燃机车组成 柴油机、传动装置、走行部、车体、车底架、
车钩缓冲装置、制动装置、辅助装置等。
1、电力传动内燃机车
1）柴油机 2）传动装置 3）走行部
柴油机
1）柴油机
四冲程柴油机工作情况： 进气冲程 压缩冲程 燃烧膨胀冲程 排气冲程
四冲程柴油机工作情况示意图
（1）肩回运转制 （2）循环运转制
机车运用方式示意图
2、机车运用
（2）乘务制度和乘务方式 包乘制、轮乘制 乘务员换班有：立即折返、外段驻班、随乘
三种乘务制度。
3、蒸汽机车概要*
前进型蒸汽机车
3、蒸汽机车概要*
蒸汽机车(steam locomotive)主要组成： 锅炉、汽机、走行部、车架、煤水车、车钩缓
概述 （一）电力机车 （二）内燃机车 （三）机车牵引性能概念 （四）机车牵引重量标准
概述
1、机车类型 2、机车运用 3、蒸汽机车概要*
1、机车类型
从运用上分： 客运机车、货运机车、调车机车
从原动力分： 蒸汽机车、内燃机车、电力机车
2、机车运用
（1）机车交路(locomotive routing) 定义 机车运用方式：
电气化铁路里程图
16000
15000
14000
12000
10000
10000
8000
6000
4000
2000 91 0 1961年
1033 1977年
1996年
2000年
里程(公里)
（一）电力机车
1、电力机车的基本组成 电力机车主要由车体、车底架、走行部、车
钩缓冲装置、制动装置和一整套电气设备组 成。 轴列式30—30
机车走行部的作用 东风4型内燃机车转向架 轴列式 30－30
3）走行部
转向架(bogie)组成：构架、旁承、轮对、轴 箱、弹簧减震装置、电机悬挂装置、牵引装置、 基础制动装置、撒沙装置等。
东风4型内燃机车转向架
3）走行部
录相： 转向架
2、液力传动内燃机车
北京型液力传动内燃机车总体布置示意图
（四）机车牵引重量标准
货物列车牵引定数
Fj·λy＝[P（w0’＋ix）＋Q（w0”＋ix）]g·10-3 Q＝（λyFj－P（w0’＋ix）g·10-3）／（w0”＋ix） g·10-3 其中： Fj——机车的计算牵引力（N）
P——每台机车的计算质量（t） ix——限制坡度的千分数
w0’、w0”——机车、车辆单位基本阻力（N／kN）
冲装置以及制动装置等。
蒸汽机车、内燃机车、电力机车热效率图
（一）电力机车
电力机车的优点： 1、可制成大功率机车，运输能力大； 2、启动快、速度高、爬坡性能好； 3、不污染空气，劳动条件好； 4、运营费用低； 5、可利用多种能源。
（一）电力机车
❖ 从1961年第一条电气化铁路至今已突破 1万km，我国铁路有油机
录相1
1）柴油机
录相2
2）传动装置
电传动装置的主要部件有： 主发电机、整流装置、牵引电动机等。
2）传动装置
①主发电机(main generator) 转子由柴油机曲轴带动，形成旋转磁场，
定子线圈在旋转磁场的作用下，产生感 应电势，发出三相交流电。
2）传动装置
②牵引电动机(traction motor) 在定子形成的磁场作用下，使通有直流
二、牵引供电设备
（一）电气化铁道的供电系统 （二）牵引变电所 （三）接触网
（一）电气化铁道的供电系统
电气化铁道供电系统示意图
（一）电气化铁道的供电系统
录相： 供电系统
（二）牵引变电所
（三）接触网
接触网及AT供电方式*
一、电气化铁道供电系统
架空式接触网的结构示意图
架空式接触网组成
三、铁路牵引动力
λy——牵引力使用系数，取0.9 Q——机车牵引重量（t）
牵引动力的发展
牵引动力的现代化，是铁路运输科技进步的先 导。
（一）电力机车
（3）控制电路 控制电路将主电路和辅助电路中各电气设备的 控制电器（包括各种控制开关、接触器、电空 阀等）同电源、照明、信号等的控制装置连成 一个电系统。
（二）内燃机车
内燃机车(diesel locomotive)的动力源是内燃 机（柴油机）。 内燃机采用传动装置的必要性： 柴油机的特性不能满足机车牵引性能的要求。
液力传动工作原理
2、液力传动内燃机车
（1）液力变扭器(hydraulic) 1）基本组成：泵轮、涡轮、导向轮
液力变扭器
2、液力传动内燃机车
2）变扭器的作用原理 变扭器里充满工作油时，油从泵轮—涡轮—导向
轮—泵轮循环往复，把柴油机的功率传给动轮。 变扭器工作油排出时，泵轮和涡轮之间失去联系，