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。

在相同的牵引负荷条件下，接触网和正馈线中的电流大致可以减少一半。

AT 供电方式牵引网单位阻抗减小，从而提高了牵引网的供电能力，大大减小了牵引网的电压损失和电能损失。

牵引变电所的间距可增大到90~100kM ，不但变电所需要数量可以减少，而且相应的外部高压输电线数量也可以减少，对邻近通信线的综合防护效果优于BT 供电方式。

缺点主要是结构比较复杂，工程投资比较大，施工、维修和运行也比较复杂。

BT ：它是在牵引网中，每相距1.5~4km 间隔，设置一台变比为1：1的吸流变压器，其一次线圈串接入接触网中，二次线圈串接在回流线中。

•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相互平衡，显著的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回路中的电磁感应影响大大地减少了。

缺点：1.牵引网阻抗增大。

2.牵引网电压损失增大。

3.牵引网电能损失增大。

3.对接触网运行产生不利影响。

CC ：CC 供电是一种新型的供电方式。

它的同轴电力电缆(CC)沿铁路线路埋设，内部芯线作为供电线与接触网1连接，外部导体作为回流线与钢轨2相接，每隔5-10km 做一个分段。

4、单相接线变压器：不对称度100%。

优点：①容量利用率可达100%。

②主接线简单，设备少，占地面积小，投资少。

缺点：①不能供应三相负荷用电。

②产生较大的负序电流。

③接触网供电不能实现双边供电。

Vv 接线变压器：原边接入电力系统的两个线电压(如AB 、BC)。

次边各有一端分别接到牵引侧的两相母线上，公共端子与轨道及接地网连接。

由于对地电压相位不同，中间必须用分相绝缘器断开。

用于DN 供电方式，不对称度：I n I αβ=，%100112⨯++-=n n n K I 。

优点：①可以根据两供电臂负荷轻重，分别选择两台单相变压器容量，容量利用率可达到100%。

②设备简单，投资小。

缺点：①在正常工作时，需投入两台单相变压器，采用固定备用时，还需设置另外两台变压器备用，需占用较大空间。

②当一台变压器因故停电时，另一台变压器必须跨相供电，兼供左右两边供电分区的牵引网。

③接触网供电不能实现双边供电。

Vx 接线变压器：由两台二次侧有中点抽头的单相变压器组成。

变压器一次侧端线分别接入三相电力系统，二次侧端线a1x1和a2x2 分别接到两组55kV 牵引母线。

用于AT 供电方式，不对称度：与Vv 接线变压器相同 三相YNd11接线牵引变压器：不对称度与Vv 接线变压器相同。

容量k=75.6%，设计时，一般使供电臂电流达到额定值的1.11倍，此时，相应变压器的容量利用率也可达到1.11×0.765=0.84。

三相不等容量牵引变压器的容量利用率可以达到95.4%。

优点：①变压器原边采用YN 结线，中性点引出接地方式与高压电网相适应。

②与普通电力变压器技术可以通用，具有结构简单，制造方便的特点。

③牵引变压器低压侧保持三相，有利于供应牵引变电所自用电和地区三相电力。

缺点：①牵引变压器容量不能得到充分利用。

②比单相接线牵引变压器的牵引变电所的主接线要复杂，用的设备多，工程投资也较多，维护检修工作量及相应的费用也有所增加。

轮换联接方式：依次换接合对称换接。

换接规则：①变压器副边的端子c 接地②a 端子接“+”电压供电臂，b 端子接“-”电压供电臂③原边按照Ynd11变压器接线展开图完成与电力系统接线。

斯科特变压器：Scott 接线变压器底（M ）座绕组原边接入电力系统AB 相（线电压），高（T ）座绕组原边一端接底绕组的中点D ，另一端接入C 相。

在M 、T 两供电臂负荷电流大小相等、功率因数相等的条件下，Scott 牵引变压器原边三相电流大小相等，相位互差120°，即原边三相电流对称。

变压器设计容量92.8%。

斯科特变压器没有中性点，所以它适用于中性点不要求接地，运输较繁忙，两供电臂负荷电流接近相等的牵引变电所。

用逆斯科特接线变压器把对称两相电压变换成对称三相电压，解决所用电和地区供电的问题。

优点：①能够减少负序。

②变压器容量利用率较高。

缺点：①变压器制造困难，造价高。

②变电所主接线复杂，设备较多，工程投资也较大，维护检修工作量及费用较大。

③原边T 接地（O 点）电位随负载变化而产生漂移。

变压器的绝缘水平要采用全绝缘。

5、变压器容量选择：（1）确定计算容量。

根据铁道部任务书中规定的年运量大小和行车组织的要求，按正常运行的计算条件求出供应牵引负荷所必须的最小容量。

（2）确定校核容量。

根据列车紧密运行时的计算条件和充分利用牵引变压器的过负荷能力所计算的容量，这是为确保变压器安全运行所必须的容量。

（3）确定安装容量。

根据计算容量和校核容量，同时考虑备用等其他因素，并根据实际变压器系列产品的规格确定的变压器台数与容量。

在变压器负荷容量计算过程中，应将馈线负荷电流变换成变压器绕组的有效电流，用绕组有效电流计算变压器的容量。

6、高压侧接线方式：单母线，单母线分段，桥形接线（内桥，外侨，简单） 低压侧接线方式：单母线分段，单母线带旁路母线，低压侧馈线有断路器备用（百分百备用，百分之五十备用，旁路断路器备用）。

单母线接线：一般将其高压电源回路和用电回路都通过隔离开关、断路器接在同一套母线上，构成单母线接线。

优点：结构简单、设备少、配电装置费用低、经济性好并；没有复杂的倒闸作业，可以避免或减少误操作；任一用电回路可从任何电源回路取得电能，不致因运行方式的不同而造成相互影响。

缺点：检修任一回路断路器和隔离开关时造成该回路停电，另外检修母线和与母线连接的隔离开关时，将造成全变电所停电；而母线发生故障，将使全部回路断开，待故障排除后才能恢复供电。

因此，供电可靠性不强，而且断路器无备用。

单母线分段接线：优点：正常运行时，两分段母线并列运行，分段断路器闭合，既能通过穿越功率，又可在必要的时候将母线分成两段，这样，当母线检修和与母线连接的隔离开关检修时，停电范围可缩小一半；母线故障时，分段断路器自动跳闸，将故障段母线断开，非故障段母线及其线路仍照常工作，仅使故障段母线连接的线路停电。

缺点：分段母线可轮流检修，检修时将造成该段母线上所有回路停电；另外断路器仍无备用。

广泛用于城市电牵引变电所和110kV 电源进线回路较少的牵引供电系统。

单母线带旁路母线接线：优点：旁路母线的作用是检修任一台进出线断路器时，提供工作电流的另一条通路，从而不中断该回路供电。

缺点：增加了一套旁路母线和相应的设备，以及为此而增加配电装置空间。

7、电流增量保护：当牵引网发生高阻接地故障时，故障电流可能小于最大负荷电流，阻抗保护和电流速断、过电流保护不能动作。

此时应该设置电流增量保护。

当机车正常运行时，由于机车电抗器的作用，短时间内电流增量不会很大；而发生短路时，电流瞬间增大到短路电流，和电流增量较大，通过比较正常状态下的负荷电流和高电阻故障电流随时间变化的不同就可以检出故障。

电流增量保护的选择能力比普通电流保护高，除了反应稳态最大负荷以外，还同时反应短时间内电流的增量，其电流整定值可适当减至一列车的最大电流。

8、电压损失：在进行工程计算时要计算馈电臂的最大电压损失，它是指列车在紧密运行时，可能出现的短时(1-2min)最大损失，与此相应的为馈电臂最低电压。

此外还要计算列车在限制区间和馈电臂末端追踪间隔的平均电压损失，依据具体条件(线路运行情况)进行计算。

电压损失是算数差，电压降落是矢量差。

一般压损小于压降的模。

9、改善供电臂电压水平的措施：1、调整牵引变电所母线电压，方法有：牵引变压器分接头调压、专用变压器调压、特殊接线变压器等。

2、降低牵引网阻抗：采用载流承力索或加强线是减小牵引网阻抗的有效办法。

可以架设捷接线，来有效减少电流路径，减少牵引网阻抗，从而达到减少电压损失的目的。

采用采用带电承力索或加强导线可起到降低牵引网阻抗的作用，一般可降低25%以上。

3、提高负载功率因数，进行集中式串联电容补偿。

4、采用合理的牵引网供电方案：适当选择牵引变电所的位置，保证合理的供电臂长度，是保证电压损失在规定范围内的重要保证。

另外，双边供电比单边供电从减少电压损失的角度更为优越，但是会增加继电保护的难度。

10、减少牵引供电系统电能损失的措施：1、限制供电臂的长度。

2、增设加强导线。

3、双边供电方式。

4、在有条件的牵引网地段设置捷接线。

5、牵引供电系统采用直接供电方式比有吸回装置的供电方式能耗要小。

6、对牵引网的结构、材质、导线及截面进行优选，以降低牵引网阻抗。

•7、由于负荷要求，需要对接触悬挂采取分段实行不同截面时，已有近电源点开始一次由大到小采取不同截面。

对于复线区段，则以将大截面导线均匀布置与近电源侧的上下行接触悬挂内。