电气化铁道牵引供电系统简介
牵引供电系统及接触网介绍
限位定位装置（定位管、定位底座、铝合金槽型或矩形定位器 及定位线夹等）
特殊定位器、软定位器等
牵引供电系统及接触网介绍
支柱（按材质分类）
预应力钢筋混凝土支柱（横腹杆式、环形等径式）
钢柱（圆钢、H型钢、角钢格构式）
谢谢大家！
单相变压器
馈电线 27.5KV
牵引供电系统及接触网介绍
27.5kV母线 隔离开关
隔离开关 控制手柄
27.5kV真 空断路器
牵引供电系统及接触网介绍
27.5kV馈电线 与接触网相接
牵引供电系统及接触网介绍
馈线与接 触网相连
牵引供电系统及接触网介绍
露天设置的
特殊输电线. 单一、没有 备用. 电力机车的 受电弓与其 滑动接触. 负载是移动 和变化的.
牵引供电系统及接触网介绍
跨距
接触网支柱沿铁路线路分布时，线路同侧支柱中心至 另一支柱中心的距离。
支柱侧面限界
支柱内侧缘距铁路线路中心的距离。新建电 气化铁路考虑大型养路机械作业，一般不小于3.1米。 电分段 在同一相供电的不同场区、股道间，为方便、灵活 地供电而设置的绝缘设备。 电分相 在变电所出口和不同变电所供电的连接处（供电臂 末端），为隔离不同相或不同变电所电源供电而设置的绝缘 设备。
一般采用铜、铜合金（银铜、镁铜、锡铜）和钢 铝（已淘汰）三种材质。正线选用截面积120（150）平方毫 米，站线选用截面积85平方毫米。 承力所 一般采用铜、铜合金（银铜、镁铜）和钢铝三种 材质制作的19股绞线，正线选用截面积95或120平方毫米 （铜、铜合金），185平方毫米（钢铝）。站线选用截面积 70平方毫米。 接触线高度 接触线距钢轨顶面的高度。《技规》规定：接 触线距钢轨顶面的高度不超过6500mm；在区间和中间站，不 小于5700mm（旧线改造不小于5330mm);在编组站、区段站和 个别较大的中间站战场，不小6200mm;站场和区间宜取一致； 双层集装箱运输的线路，不小于6330mm（兰州枢纽6450mm， 隧道内不小于6350mm）。
电气化铁道牵引供电系统
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)
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
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
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%；
牵引供电系统简介
、牵引供电系统简介：将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电气化铁路的供电系统，又称牵引供电系统，主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。
牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV（或220kV）降到27.5kV，经馈电线将电能送至接触网；接触网沿铁路上空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。
牵引变电所所在地的接触网设有分相绝缘装置，两相邻牵引变电所之间设有分区亭，接触网在此也相应设有分相绝缘装置。
牵引变电所至分区亭之间的接触网（含馈电线）称供电臂。
牵引供电回路是由牵引变电所——馈电线——接触网——电力机车——钢轨——回流联接——（牵引变电所）接地网组成的闭合回路，其中流通的电流称牵引电流，闭合或断开牵引供电回路会产生强烈的电弧，处理不当会造成严重的后果。
通常将接触网、钢轨回路（包括大地）、馈电线和回流线统称为牵引网。
牵引供电设备的检修运行由供电段负责，牵引供电系统的运行调度则由供电调度负责。
供电调度通常设在铁路局调度所。
牵引供电系统供电示意图如下所示：二、牵引变电所、分区所、开闭所牵引变电所：牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降低，同时以单相方式馈出。
降低电压是由牵引变压器来实现的，将三相变为单相是通过变电所的电气接线来达到的。
牵引变压器（主变）是一种特殊电压等级的电力变压器，应满足牵引负荷变化剧烈、外部短路频繁的要求，是牵引变电所的“心脏”。
我国牵引变压器采用三相、三相——二相和单相三种类型，因而牵引变电所也分为三相、三相——二相和单相三类。
随着技术水平的提高，我国干线电气化铁路已推广使用集中监视及控制的远动系统，牵引变电所将逐步实现无人值班，直接由供电调度实行遥控运行。
分区所：分区所设置在两个变电所中间，作用有三：提高供电质量、供电分段、越区供电。
• 开闭所：一般设置在大型站场附近，进线由变电所或接触网引入，由开关馈出多个供电线路向多个供电设备供电。
作用是增强供电的灵活性，便于供电设备的运行及检修，便于行车组织，缩小供电事故及故障范围。
电气化铁道牵引供电系统
● 双向距离保护 ● 电流速断保护 ● 过电流保护
（1）自耦变压器 ● 差动保护 ● 自耦变压器本体保护（瓦斯、温度、压力） （2）馈线 ● 失压保护 ● 电流速断保护 ● 过电流保护
第五部分：保护配置及综合自动化系统
5.2 综合自动化系统
第六部分：朔黄铁路牵引供电系统扩容工程设计技术标准
第六部分：朔黄铁路牵引供电系统扩容工程设计技术标准
M座有 功 M座无功
2008-1-8 22:00
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2008-1-9 04:00
2008-1-9 10:00
第三部分：电气化铁路负荷特性
3.1 电气化铁路负荷特性（非线性负荷）
受电弓
交流25kV 接触网
断路器
直流电机 整流器 1500V
车载变压器
钢轨
受电弓 车载变压器
钢轨
断路器
辅助回路
独立他励系统
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
牵引供电系统简介PPT课件
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）
高速铁路牵引供电系统简介
高速铁路牵引供电系统第一节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。
电力系统的三相交流电改变为单相，是通过牵引变压器的电气接线来实现的。
电气化铁路牵引供电系统简介讲解
牵引网（Traction Network）
• 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）
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
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双边纽结供电源自.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）
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。
• 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
牵引供电系统示意图
电力系统 牵引变电所
YNd11接线 单相Ii接线 单相Vv接线 YN 接线 YN 接线 Scott接线 YNd11d1接线
直接供电方式 带回流线的直接供电方式 吸流变压器(BT)供电方式 自耦变压器(AT)供电方式
接触网
牵引网
钢轨
额定电压25kV，正常工作范围20~29kV。
牵引供电系统基础知识
第一章牵引变电一次设备一、概述1、什么叫牵引供电系统?牵引供电系统由哪几部分组成?铁路从地方引入110kv电源，通过牵引变电所降压至27.5kv送至电力机车的整个系统叫牵引供电系统。
牵引供电系统由以下几部分组成:地方变电站、110kv输电线、牵引变电所、27.5kv 馈电线、接触网、电力机车、轨回流线、地回流线。
2、牵引供电系统的供电方式有哪几种?有以下三种: 直供方式---以钢轨与大地为回流；BT方式---电流通过吸流变压器与回流线再返回变电所，限制对通信线路的干扰；AT方式---利用自耦变压器对接触网供电，以减少对通信线路的干扰。
3、什么叫牵引网?通常将接触网、钢轨回路(包括大地)、馈电线和回流线组成的供电网称为牵引网。
4、牵引变电所的作用是什么?牵引变电所从地方引入110kv高压，通过牵引变压器降至适合电力机车运行的27.5kv电压，送至接触网，供给电力机车运行。
其作用是接受、分配、输送电能。
5、牵引变电一次设备包括什么?牵引变电一次设备由以下几部分组成:牵引变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、母线、避雷器、电抗器、电容器、接地装置等。
6、牵引变电所有哪几个电压等级?交流:110kv, 27.5kv, 10kv ,380v ,220v ,110v直流:220v(110v)7、牵引变电所对接触网的供电方式有哪几种?牵引变电所对接触网的供电有两种方式:单边供电和双边供电。
接触网通常在相邻两牵引变电所的中央断开，将两牵引变电所间两个供电臂的接触网分为两个供电分区。
每以供电分区的接触网只能从一端的牵引变电所获得电能，称为单边供电。
如果在中央断开处设开关设备时可将两供电分区连通，此处称为分区亭。
将分区亭的断路器闭合，则相邻牵引变电所间的两个接触网供电分区可同时从两变电所获得电能，此方式称为双边供电。
8、牵引变电所一次接线方式有哪几种?牵引变电所一次接线主要有桥式接线和双T型接线两种。
(1)桥式接线:在通过式变电所中，有电力系统的穿过功率通过，桥断路器应经常处于闭合状态，这种接线称为桥式接线。
电气化铁路牵引供电系统简介精选
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。
第一章 绪论——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 车行驶的铁道运输方式。
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题
• 电压水平 • 无功功率 • 负序电流 • 谐波 • 通信干扰
电气化铁道的供电要求 • 安全可靠供电 • 保证供电质量 • 降低投资和运营费用 • 提高电磁兼容水平
（3）对AT牵引网 ，往往同ATP合建 ，增强对供电臂供电的灵活性
• AT所（AT Post, ATP）
AT供电系统 ， 除变电所 、分区所和开闭所外 ，在牵引网上放置 自耦变压器的场所。
1.2 电力系统向电气化铁道的供电
• 电气化铁道属一级负荷 ，对供电可靠性要求高 • 牵引变电所一般设置两台变压器 ，要求有两回独立电源
• 由馈电线、接触网、轨道、回流线等设施构成的输电网络
电气化铁路牵引供电系统简介
（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
• 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。
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。
（3）带负馈线的直接供电方式
F T
Us
I
R
• 防干扰效果不如BT供电方式； • 牵引网阻抗界于直接供电方式和BT供电方式之间； • 目前应用比较广泛。
（4）自耦变压器供电方式（AT方式）
自耦变压器 Auto-transformer
T
Us
R
F
• 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40～50km） • 结构复杂，投资大，维护费用高
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9BT方式牵引网单位阻抗高，功率输送能力较弱9直接供电方式在负荷电流较大的情况下，对通讯线路干扰大，钢轨电位高的缺点更为突出9技术上AT和带回流线直供方式均能满足300km/b及以上高速牵引。
两者相比，AT供电方式更能适应大功率负荷的供电，同时由于电分相数目的减少。
但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。
011：电气化铁路供电系统_2022年学习资料
谐波问题-整改措施：在牵引变电所增加滤波器-单调谐滤波器、高通滤波器，存在-增加投资的问题。-限制：谐波电 问题一直是铁路部门-和电力部门之间争论的焦点问题。
负序电流问题-牵引供电系统的负荷为单相负荷，导致-从电力系统三相去用的电能不平衡，从而向-电力系统注入负序 流。-负序电流的危害：降低用户电能的利用-率，引起用户旋转电机转子表面温升过高。-整改措施：牵引供电系统采 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 制。
电气化铁路供电系统#011：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 供电系统主要包括牵引变电所和接触网两部分。-发电厂厂-高压输电线-避雷器开变压器操以盘-馈电线-关-接触导 -7-供电系统示意图
发电厂（发出的电-流，经升压变压器2提-1、发电厂2、高压输电线3、区域变电站-110KW-高电压后，由高 输电-线3送到铁路沿线的牵-4、牵引变电所-5、馈电线-引变电所4。在牵引变-22KV-6、接触网-电所里 电流变换成所-7、回流线-要求的电流或电压后，-8、钢轨-经馈流线5转送到邻近-10、电力机车-9、接地网 区间和站场线路的接触-网6上供电力机车使用。-图3-53电力牵引系统的组成
供电能力：满足在不同牵引工况下电能的输-送。关键点：牵引供电臂末端电压水平。-·运行方式的灵活性：在确保供 的前提下，-为设备的检修、运行方式的调整等提供灵活-的操作方式。改变运行方式的动作迅速。-·完备的确保一次 统运行可靠性的措施。
目前牵引供电系统面临的主要问题：-谐波问题-负序电流问题-功率因数问题-机车过分相问题合问题-电磁兼容问题
电气化铁路牵引供电系统
电气化铁路牵引供电系统根据全国铁路规划，我国计划到2020 年建成约1.2 万公里高速铁路，随着高速铁路的迅速发展，牵引供电系统已经成为电气化铁路的重要环节。
1、牵引供电系统我国牵引供电系统的主要有以下几方面：(1)供电方式及设备种类多样化，有直接供电方式、带回流线的直接供电方式、串联吸流变压器(BT) 供电方式、自耦变压器(AT) 供电方式，这些供电方式的技术和经济特性有较大的差异。
(2)牵引供电系统和电力机车在电气上是一个连续的整体，易于实现自动化和信息化管理。
(3)电力机车是单相移动性随机负荷，是一种负序源;(4)主要采用非线性整流器机车，可以看作一种谐波源，并从电力系统和牵引供电系统获取无功;牵引供电系统中存在的主要技术问题，包括牵引变压器供电能力的提高及增容、牵引网电压的调节、电力系统要求对谐波、负序、无功的治理等。
为解决这些技术问题，在设计和运行中需要对牵引供电系统进行深入研究，例如：对各种供电方式的结构、参数、性能的分析计算和优化；对变压器过负荷能力及对负荷平衡能力的研究；对谐波、负序、无功、电压损失、防干扰能力等进行系统地分析和综合治理研究等等。
可见，牵引供电系统总体技术要求为可靠性、可用性、可维护性、安全性、可持续性；可靠性，高标准冗余设计体系、高质量制造体系（设备）、严格施工标准体系，确保牵引供电系统的可靠性。
2、供电系统主要技术参数及要求供电系统是牵引供电的心脏，它包括供电能力、供电质量。
供电能力包括牵引网供电电压、载流能力和牵引变压器容量；供电质量包括电力系统电压波动、功率因数、谐波、负序。
2 ．1 牵引供电方式牵引供电系统供电方式目前我国基本采用以下两种方式：带回流线的直接供电方式（简称TRNF方式）和自耦变压器供电方式（简称AT方式）。
AT 供电方式优越性：1.环境电磁污染小，利于环保；2.供电能力大，末端电压高，提高铁路的运输能力；3.电分相少，利于动车组的高速运行；4.外部电源点需求少，工程费用投资低。
电气化铁路牵引供电系统简介
供电系统的结构与原理
三相V,v联结牵引变电所 • 这种牵引变电所装设两台三相V，V联结牵引变电所，一台运
行，一台固定备用。它是将两台容量相等或不相等的单相变 压器器身安装于同一油箱内组成的。
• 保持了单相V，v联结的主要优点，而且完全克服了它的缺点 。并且解决了单相V，v联结牵引变电所不便于采用固定设备 及其自动投入的问题。两台的容量可以选择不一致，两侧的 二次侧电压可以不一致，有利于实现分相有载或无载调压。
供电系统的结构与原理
单相V,v联结牵引变电所
供电系统的结构与原理
• 优点：牵引变压器的容量利用率可达100%，正常运 行时，牵引侧保持三相，所以可以供应牵引变电所自 用电和地区三相负载，主接线较简单，设备较少，投 资较省，对电力系统负序影响比单相联结小，对接触 网可实现两边供电。
• 缺点：一台牵引变压器故障时，另一台必须跨相供电 ，地区三相电力供应要中断。
牵引负荷对电力系统的影响和对策
• 在牵引变电所装设可调并联电容补偿装置，可以完善 的、即时的综合解决功率因数和谐波等问题。最有效 的是SVC（静止无功补偿器），它是由TSC（晶闸管 投切电容器）和TCR（晶闸管控制电抗器）组成， TSC实现粗调，TCR实现细调，由于TCR不仅价格较 贵，而且解决谐波问题的效果不理想，故对电气化铁 道而言，采用TSC比较适宜。
供电系统的结构与原理
双边枢纽供电 • 分区所的主接线由4台工作断路器接成四边形构成。 • 优缺点同两边供电。
牵引负荷对电力系统的影响和对策
1）负序电流 • 由于单相工频交流电气化铁道牵引负荷的特点，当三
相电力系统向它供电时，它将在电力系统中引起负序 电流。
• 通过对称分量法分析得知，单相负荷接入电力系统时 ，将在系统中引起正序电流和负序电流，但不会引起 零序电流。
牵引供电系统
适用：工矿企业、城市地上交通和地铁供电， 由于相对距离较近，对供电电压的安全性却要求 较高，所以采用电压较低的直流制供电更有优越 性。矿山运输的直流电电压为1500V，城市电车 为650~800V，地铁为720~820V。 2）低频单相交流制 即牵引网供电电流为低频单相交流的电力牵引 2 16 Hz，牵引电压为15KV或 电流制。电流频率为 3 11KV。 优点：导线截面减小，送电距离也可相应地提 高到50~70Km；电力机车上采用交流整流子式牵 引电动机，容易变压。且低频整流相对容易， 电抗也小。
4）标幺值 ●发电机 ●变压器
X d
''
S 100 S X T % Sd X T 100 SN Xd%
d N
''
取100MVA
●输电线（接触网） 2.短路容量
X X
S U
按表1.4 取
d 2 d
牵引供电计算和设计所需要的短路容量，主要 指电力系统在牵引变电所进线点（通常称为负载 点）短路时的短路容量。
Байду номын сангаас
3.牵引变电所一次侧的供电方式
1）一边供电：牵引变电所的电能由电力系统中 一个方向的发电厂送来。
国家规定，电气化铁道为一级负荷，牵引变电 所必须由两路输电线供电，而且每路输电线要有 各自的杆塔和走线。
2）两边供电：牵引变电所的电能由电力系统中 两个方向的发电厂送来。
3）环形供电：是指若干个发电厂、地区变电站 通过高压输电线路连接成环形的电力系统，牵引 变电所处于环形电力系统的一个环路之中。 牵引变电所一次侧供电方式，决定于电气化铁 路所经过的地区电力系统的具体情况。两边供电 或环形供电比一边供电的可靠性更高，且有更好 的供电质量（频率稳定、电压波动幅度较小）。 因此，牵引变电所一次侧供电方式，应尽可能采 用两边供电和环形供电。
牵引变电所基础知识
一、电气化铁路牵引供电系统概述
中国电气化铁路是从1961年建成宝鸡一风州段 (93ｋｍ)开始的 ,它经历了从无到有、 从山区到平原、从单线到复线 ,从一般干线到繁忙干线、客专线，从常速到准高速、高铁 的发展历程。 电气化铁路的牵引动力是电力机车，机车本身不带能源，所需能源由电力牵引供电系统 提供。牵引供电系统是指铁路从地方电站引入110kv（220KV)）电源，通过牵引变电所降 压至27.5kv送至电力机车的整个系统，它由地方变电站、110kv（220KV)）输电线、牵引 变电所、27.5kv馈电线、接触网、电力机车、轨回流线、地回流线组成。其中牵引变电所 是电气化铁路供电系统中的心脏,它的主要任务是将地方变电站输送来的110kV（220KV)三 相交流电变换为27.5kV单相电，然后以单相供电方式经馈电线送至接触网上，接触网沿铁 路上空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。电压变化由牵引变压器 完成，牵引变电所通常设置两台变压器，采用双电源供电，互为备用以提高供电的可靠性， 还设置有串联和并联的电容补偿装置，用以改善供电系统的电能质量，减少牵引负荷对电 力系统和通信线路的影响。
一次设备主要图形
电流互感器：（常称为：CT） 作用： 将一次回路的大电流变为二次回路标准的小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型 化；使二次设备与高电压部分隔离，保证人身和设备的安全。 图形及文字符号表示：
文字符号：TA（新） LH（旧）
或 两表法 三表法
主接线图表示
一次设备主要图形
电压互感器：（常称为：PT） 作用： 将一次回路的大电压变为二次回路标准的小电压，使测量仪表和保护装置标准化、小 型化；使二次设备与高电压部分隔离，保证人身和设备的安全。 图形及文字符号表示： 文字符号：TV（新） YH（旧）
电气化铁道供电专业介绍
电气化铁道供电专业介绍电气化铁道供电专业是指负责铁路系统供电系统的设计、建设、运维和管理的专业领域。
随着现代交通运输的发展，电气化铁道供电系统已经成为现代铁路系统的重要组成部分。
本文将从供电系统的概念、发展历程、工作原理、设备组成以及未来发展趋势等方面对电气化铁道供电专业进行介绍。
一、供电系统的概念供电系统是指为铁道运输提供所需电能的系统。
在电气化铁道中，供电系统起到向列车提供动力能源的作用，它不仅能够为列车牵引提供电能，还能为列车的照明、空调、信号系统等提供所需电力。
二、发展历程电气化铁道供电系统的发展可以追溯到19世纪末20世纪初，最早的电气化铁道出现在欧洲。
随着科技的进步和电力技术的发展，电气化铁道供电系统逐渐成熟并得到广泛应用。
目前，电气化铁道已经在世界范围内得到广泛推广和应用。
三、工作原理电气化铁道供电系统主要由供电变电所、接触网、牵引变压器、牵引网和列车等组成。
供电变电所将高压交流电转换为适合列车牵引的直流电，然后通过接触网和牵引网将电能传输到列车上，最终由列车上的牵引装置将电能转化为机械能，驱动列车运行。
四、设备组成1. 供电变电所：负责将电力系统的高压交流电转换为适合铁路牵引的直流电，并进行分配和调度。
2. 接触网：安装在铁路线路上方，通过接触网与列车上的受电弓接触，将电能传输到列车。
3. 牵引变压器：将供电变电所输出的直流电转换为适合列车牵引的低压直流电。
4. 牵引网：安装在列车车顶，通过接触网与列车上的受电弓接触，将电能传输到列车上。
5. 列车：通过牵引装置将电能转化为机械能，驱动列车运行。
五、未来发展趋势随着科技的不断进步和社会的发展需求，电气化铁道供电系统也在不断创新和发展。
未来的电气化铁道供电系统将更加智能化、高效化和可持续化。
例如，采用新型的智能变电站和能量回馈技术，可以提高供电系统的稳定性和能源利用效率。
此外，还可以采用新能源技术，如太阳能和风能等，来提供更加清洁和环保的能源供应。
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本课程为后续的专业课及毕业设计奠定基础 ，是培养优秀电气化员工的重要课程，同时 也是培养电气化高级技术人才的专业技术课 程。学好本课程有助于你在今后工作中解决 较复杂的技术难题，有助于你在今后工作中 出类拔萃，脱颖而出。
基本要求：
(1)建立系统整体概念，掌握系统内各组成部 分的相互关系。
(三)牵引网 1.牵引网阻抗（第5章） 2.牵引网电压损失（第6章） 3.牵引网电压改善的方法（第6章） (四)负序问题（第7章） (五)谐波问题（第8章） (六)并联无功补偿（第9章） (七)牵引网对通信线路的影响（第10章）
低频单相交流制:( 16 2 Hz,25Hz )，主要用于工矿， 电压为11-15kV，采用3 交流整流子式牵引电动机。
三相交流制，不采用。 交流制
工频单相交流制:主要用于大运量、重载的 铁路运输，额定电压为25kV，广泛采用。
2.发展概况
国外: 1881年 巴黎 有轨电车 ； 1895年 美国 直流制电车 600V 1897年 德国 电气化铁路；
学完本章后请回答以下问题： 1.牵引供电系统的三大子系统？ 2.电气化铁路的电流制式及电压等级？ 3.牵引供电系统向电力机车供电的方式？ 4.牵引变电所主变压器的接线型式？ 5.牵引供电系统存在的四大问题？
关于本课程
牵引供电系统是电气工程与自动化专业的重点专业课程之 一，同时又是其它后续专业课程的基础。 专路供电手册》.中 国铁道出版社，1988.
谭秀炳编。《交流电气化铁道牵引供电系统》。 西南交通大学出版社，2007
微信订阅号：轨道世界、RT轨道交通网
我们国家的铁路发展分为三个阶段：
蒸汽牵引(Steam traction) — 蒸汽机车(烧煤) 有庞大的蒸汽锅炉、专用煤水车箱等 缺点：牵引动力小，效率低
电气化铁路的牵引动力是电力机车(electric locomotive)，它本身不带能源(非自给性)，必须从 外部电源和牵引供电系统获得电能，经过变换后， 输送到牵引电动机，使牵引电动机旋转，来驱动 车轮转动进而牵引列车运行。
电气化铁路除了一般的铁路线路、车站、 通讯、信号等设施外，还包括特殊的牵引 供电系统、电力机车以及相应的运行、维 修和管理单位(供电段、电力机务段、电 力调度及其主管部门) 。
贺威俊，简克良主编.《电气化铁道供变电工程》 中国铁道出版社，1982
新版：轨道交通牵引供变电技术（包括直流牵引供电）
简克良主编.《电力系统分析》.西南交大出版社， 1992.
李群湛著.《并联补偿及其应用》.西南交大出版社， 1989.
新版：电气化铁道并联综合补偿及其应用
袁则富，何其光译.《电气化铁路供电》，西南 交大出版社，1989.
(2)掌握系统各主要参数概念及其计算的基本 方法。
本课程所使用教材
李群湛，贺建闽.《牵引供电系统分析》.西 南交通大学出版社
本书主要作为电气工程及自动化专业铁道牵 引电气化与自动化方向本科教学之用，亦可 作为同类专业的成人培训用书，一些章节尚 可供研究生教学参考。
参考书
曹建猷著.《电气化铁道供电系统》.西南交大出版 社 1988.
变电所 高压设备
电能质量 通讯
信号
监控系统
牵引变压器
户内中压开关柜
配电变压器
保护与控制
接触网系统
牵引电机
交流断路器 低压设备
辅助变流器
车内牵引变压器 牵引熔断器 车载设备
我国电气化铁路发展概况
1. 电流制与额定电压 根据电流形式电气化铁路可分为：
直流制:主要用于城市轨道交通，额定电压有1500V和750V。
最高时速318公里
3.牵引供电系统设施的发展
(1)牵引供电系统向电力机车供电的方式 直接供电方式(DF) Direct feeding 带回流线的直接供电方式(DN) Negative feeder 吸流变压器供电方式(BT) Booster-Transformer 自耦变压器供电方式(AT) Auto-Transformer （ §1.4，其中BT在第10章中详细介绍，AT在第
(4)继电保护 （继电保护课程）
(5)接触网悬挂方式 （接触网课程）
(6)调度方式
（变电站监控课程）
(7)检测技术
4.电力机车的发展
本课程主要内容
(一)牵引计算基础与电气计算的相关内容（第2章） (二)牵引变电所 1.主变压器的接线方式（第3章） 2.主变器的容量计算和选择（第4章） 3.供电方式和供电回路（ § 1.4、第10章、第11章） 4.变电所换相联接（第7章） 5.牵引变电所电压损失（第6章）
内燃牵引(diesel traction) — 内燃机车(柴油) 利用柴油发电机---电动机组牵引列车 与蒸汽牵引相比，牵引力大，效率高
电力牵引(electric traction) — 电力机车(电能) 动力大、效率高；节省能源、经济效益好； 优化生态环境，改善劳动条件
采用电力牵引的铁路称为电气化铁路 (electrified railway)
1.工程应用和理论性 2.粗略与精确 3.模糊推理与逻辑推理 前修课程：电路分析、电机学、电磁场 后续课程：供变电技术、继电保护、接触网、变电站监控
特点：
(1)概念多，计算多，较抽象。 (2)知识面广，综合性强。 需要有电路、电机(变压器) 、电磁场等方面的 知识。与供变电技术、继电保护、变电站监控 、接触网等专业课直接相关，且有着紧密的内 在联系。 (3)对理论计算与综合分析能力要求较高。
我国： 1961年 宝凤线 (宝鸡—凤州) 第一条电气化铁路 1986年 大秦线(大同—秦皇岛)第一条开行重载单元双线电气化 铁路 1995年 干武线(干塘—武威) 第一条沙漠电气化铁路 1997年 广深线(广州—深圳) 第一条准高速电气化铁路
平均时速 160公里 2002年 秦沈线(秦皇岛—沈阳)第一条高速客运专线
11章中详细介绍）
(2)牵引变电所主变压器的主结线型式 YN,d11接线—广泛应用于DF和BT方式 （ § 3.2） 纯单相I,i接线&单相V,v接线 (p59，题3.4) 斯科特(Scott)—广泛应用于AT方式 （ § 3.3） YN,d11,d1三相结线等等。
(3)断路器：多油、少油、SF6、真空断路器 （供变电技术课程）