高速铁路牵引供电概述
高速铁路牵引供电系统的节能技术及应用
高速铁路牵引供电系统的节能技术及应用一、引言高速铁路作为一种快速、安全和环保的交通工具，正逐渐成为现代交通网络的重要组成部分。
然而，高速铁路的运营需要大量的能源消耗，给环境带来一定的压力。
因此，开展高速铁路牵引供电系统的节能技术研究，具有重要的理论和实践意义。
二、高速铁路牵引供电系统概述高速铁路牵引供电系统负责为列车提供牵引能源，是高速铁路运营的关键环节。
主要由供电系统、牵引系统和动力装置组成。
供电系统负责将电能供给牵引系统，实现列车的正常运行。
三、高速铁路牵引供电系统的节能原理高速铁路牵引供电系统的节能原理主要包括减小能量损耗、提高能量利用效率和优化系统结构等方面。
通过降低系统的消耗和优化能量转换过程，有效提升系统的节能性能。
四、高速铁路牵引供电系统的节能技术1. 牵引变流器技术牵引变流器作为供电系统的核心设备，对其进行优化设计可以提高整个系统的节能性能。
例如，采用新型变流器技术，将能量回馈到电网中，降低能量消耗。
2. 供电系统的变压器技术在高速铁路牵引供电系统中，变压器是能量传输的重要环节。
通过优化变压器的设计和运行方式，可以降低能量传输过程中的损耗，减少能源消耗。
3. 能量回收技术在列车制动过程中，将产生大量的能量，通过能量回收技术可以将这部分能量回馈到电网中，减少能量损耗，并提高能源利用效率。
4. 能量储存技术高速铁路牵引供电系统可以采用能量储存技术，将能量存储起来，供给列车在需要的时候使用，从而减少供电系统的能量消耗。
5. 光伏发电技术利用光伏发电技术为高速铁路牵引供电系统提供部分能源，可以减少传统能源的使用，降低环境污染，提高系统的可持续发展能力。
五、高速铁路牵引供电系统节能技术应用案例分析通过对一些典型高速铁路牵引供电系统节能技术应用案例的分析，探讨了这些技术在实际工程中的应用效果和经济效益。
六、高速铁路牵引供电系统节能技术的发展前景1. 技术创新面对日益增长的能源消耗和环境压力，高速铁路牵引供电系统的节能技术需要不断创新和改进，以提高系统的节能性能。
高速铁路牵引供电技术 (1)精选全文
2、牵引网供电方式的比较
2)直接供电方式
④牵引网回路是不平衡回路，防干扰性能差，加 设回流线后的防干扰效果一般，并需增加防干 扰费用；
⑤适用于防干扰问题不突出和外部电源投资相对 较小的区段及运输繁忙干线、重载和高速线。
⑥供电回路结构简单，运行可靠，造价低。 ⑦要对绝缘子闪络采取保护措施。
4、牵引变压器选型及容量
2)牵引变压器接线特点
V接线牵引变压器 ：两臂牵引负荷相等的前提 下，V接线牵引变压器的负序功率等于牵引负荷 功率的50%，对电力系统的负序影响较小。 ；结 构较简单，但供电范围小，实际安装容量比单相 牵引变压器要大。
Y/牵引变压器 ：制造和运行经验较成熟，对 电力系统的负序影响介于单相牵引变压器和平衡 型牵引变压器之间，但是其容量利用率较低。
综合自动化系统既要考虑重要保护的独 立性，又要建立经济灵活的网络形式，以 实现资源共享，最大限度地利用系统资源, 通过网络实现辅助保护功能及自动控制功 能，完善保护配置，提高系统的故障处理 速度和运行的可靠性。
6、牵引供电所设计
3）综合自动化系统 特点： ☆软、硬件结构模块化，集中加分布式的单元布置， 功能分布式配置。 ☆馈线间隔采用保护测控一体化设备，在系统可靠 性和安全性的前提下，合理优化系统配置。 ☆综合利用系统资源，实现故障点参数的检测及处 理。 ☆实现系统自动组态功能,提高系统自动化的能力。 ☆根据系统检测参数,优化牵引供电系统运行工况。 ☆实现分区所越区供电的自动控制。 ☆避免不合理的系统资源配置,节省工程投资。
4、牵引变压器选型及容量
3)牵引变压器容量 ①计算条件
高速列车4min追踪间隔模拟仿真、变压器过载能 力为过载75%情况下满足负荷需求运行1小时、采用 单相变压器；参照500系高速动车组的参数，进行 牵引计算；选取一段完整供电臂的线路条件，配以 机车特性进行模拟。
高速铁路牵引供电系统—高速铁路受电弓
• （1）具有很高的安全性 • （2）具有良好的受流性能 • （3）应采用状态维修，减少维修带来的干扰 • （4）具有较高的可靠性和较长的使用寿命
高速铁路的受流技术及其评价
高速铁路接触网—受电弓受流系统的新特点
• 3、高速受电弓的特性
• （1）小的静态抬升力差 • （2）较小的归算质量 • （3）良好的跟随特性 • （4）大的横向刚度 • （5）良好的气动力外型和气流调整装置 • （6）与接触导线摩擦性能相匹配的滑板材料及钛合金材料 • （7）具有紧急降弓控制系统
综合接地的必要性
• 钢轨铺设于地面上，与地不良绝缘，存在对地漏 泄电阻。对于普速电气化铁路，钢轨对地漏泄电 阻较低，列车牵引电流也不大，正常运行时，钢 轨电位不高，将钢轨作为地线用于某些沿线设备 接地，一般不会引发设备和人身安全问题。必要 时才增设小型地网。
综合接地的必要性
• 高速铁路（与既有线不同）的一些特征： • （1）列车牵引电流大 • （2）牵引网短路电流大 • （3）钢轨对地漏泄电阻高
• 评价弓网受流质量从以下七方面考虑：
• 1、弓网间动态接触压力 • 2、接触导线最大垂直振幅 • 3、接触导线的抬升量 • 4、离线 • 5、硬点 • 6、接触网的静态弹性差异系数 • 7、接触导线弯曲应力
高速铁路的受流技术及其评价
接触网-受电弓系统的受流质量评价
• 接触网—受电弓系统的受流质量与接触网和受电 弓的匹配性能有很大关系。
高速铁路牵引供电系统
高速铁路受电弓
高速铁路受电弓
高速列车电力牵引受流的主要特点
• 1、接触网（与受电弓）的波动特性。 • 2、高速列车在高速运行时所受的空气阻力较常
速列车大得多，空气动态力也是影响高速受流的 一个重要因素。 • 3、受电弓从接触网大功率受流问题。
《高速铁路概论》课件——3-1高速铁路牵引供电系统概述
二、牵引供电系统组成
牵引供电系统的任务是保证质量良好地并不间断地向列车供电，主要 包括牵引变电所和牵引网两部分。
牵引变电所是电气化铁路供电系统的心脏，主要功能是变压和变相。
电气化铁路的电流制经历了由低压直流、三相交流、单相低 频交流到单相工频交流的演变过程。
今后的发展方向主要是采用25kV的单相工频交流制。
高速铁路牵引供电系统概述
高速铁路牵引供电系统概述
教学目标
了解电气化铁路电流制的发展 掌握高速铁路牵引供电系统的供电过程 树立遵守《铁路安全管理条例》的意识
复兴号动车组运行需要几节5号电池？
一、牵引供电过程
《铁路安全管理条例》规定，禁止在铁路电力线路导线两侧各 500米的范围内升放风筝、气球等低空飘浮物体。
高速铁路牵引供电系Байду номын сангаас概述
课堂小结
电气化铁路电流制的发展 高速铁路牵引供电系统的供电过程 遵守《铁路安全管理条例》的意识
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。
高速铁路牵引供电系统精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版高速铁路牵引供电系统1.牵引变电所牵引变电所是电气化铁路的心脏，其作用是将110 kV（220 kV）三相交流电变换成27.5 kV（或55 kV）单相工频交流电，并供给电力牵引网和电力机车。
此外，有少数牵引变电所还需担负10 kV动力负荷。
所以，牵引变电所具有3个主要功能：接受三相电能，降压分配电能，减相以单相馈出供给牵引网。
2.分区亭在电气化铁路上，为了提高运行的可靠性，增加供电工作的灵活性，在相邻变电所供电的相邻两供电分区的分界处常用分相绝缘器断开，若在断开处设置开关设备和相应的配电装置，则组成分区亭。
在复线电气化区段，分区亭的主要功能如下：（1）使同一供电臂上的上、下行接触网并联工作或单独工作。
当并联工作时，分区亭内的断路器闭合以提高接触网的末端电压；当单独工作时，断路器打开。
（2）当同一供电臂上的上、下行接触网（并联工作）发生短路事故时，由牵引变电所相应的馈线断路器和分区亭中的断路器配合动作，切除事故区段，缩小事故范围；非事故区段仍可正常供电。
（3）当某牵引变电所全所停电时，可闭合分区亭中的越区隔离开关，由相邻牵引变电所向停电牵引变电所进行越区供电。
总之，分区亭的作用是：对单线牵引网，使两相邻供电臂单独工作或实现越区供电；对双线牵引网，使上、下行接触网并联，提高末端电压，缩小事故范围和实行必要时的越区供电。
3.开闭所当远离牵引变电所的枢纽站、电力机务段等大宗负荷需要多条馈电线向这些接触网分组供电时，一般采用建立开闭所的办法来解决。
开闭所是指不进行电压变换而用开关设备实现电路开闭的配电所。
开闭所一般有两条进线，然后多路馈出向枢纽站场接触网各分段供电，进线和出线均经过断路器，以实现接触网各分段停、供电的灵活运行，又由于断路器对接触网短路故障进行保护，从而可以缩小事故停电范围。
开闭所的作用是增加馈线数目，将主线接触网与分支接触网分开，缩小事故范围，提高供电可靠性，保证枢纽站、站场装卸作业和接触网分组检修的灵活性和安全性；降低牵引变电所的复杂程度，还可实现上、下行扭接，保证在事故情况下供电，正常情况下扭接有利于改善牵引网电压水平，降低电能损失。
高速铁路运输设备第二节 高速铁路动车组牵引供电
高速铁路动车组牵引供电
Hale Waihona Puke 一、高速铁路动车组对牵引动力的要求 牵引动力是实现高速行车的重要关键技术之一，同时也对其提出了更高的要求： 1．要实现比普通机车有更大的牵引功率和牵引力的新型动力装置和传动系统； 2．牵引动力的配置不能局限于传统的机车牵引方式，而要采用分散的或相对集中的动车组方式； 3．高速条件下的新的制动技术； 4．高速电力牵引时的高可靠度的受电技术和装备； 5．车载微机控制的列车牵引系统和智能诊断技术； 6．适应高速行车要求的车体及走行部的结构，以及减少空气阻力的车体外形等。 二、牵引动力的形式及其配置 （一）牵引动力的形式 目前，牵引动力的形式主要有电力牵引和内燃电传动牵引两种形式。 内燃电传动牵引具有投资少、见效快、经济性能好等特点。在高速铁路运营中，如英国的HST高速列车，德国的 VT610内燃动车组，都采用内燃电传动牵引。此外，内燃电传动牵引还可用于尚未电气化的高速铁路区段，也可 作为加速发展高速铁路建设的一种过渡牵引形式。 从世界各国发展高速铁路的情况看，尽管电力牵引初始投资较大，但是电力牵引具有牵引功率大、轴重小、经 济性能好、有利于环境保护等一系列优点，世界上绝大多数国家的高速列车都采用电力牵引。 高速列车的牵引可以采用传统的机车牵引形式，也可采用动车组牵引形式。由于动车组的轴重低，可以减小对 线路的破坏作用，因此，目前世界上大部分高速列车采用动车组牵引形式。 （二）牵引动力的配置 高速列车牵引动力的配置有集中配置和分散配置两种。
图5-2-1 动车组的动力分布方式
（三）牵引动力集中配置与分散配置的比较 牵引动力的配置尽管有多种模式，但归纳起来基本上是两种，即集中配置和分散配置。这两种形式各有利弊， 下面从主要技术性能指标上作一些比较分析。 1．轴重 列车的轴重对线路的状态有直接影响，列车高速运行时对线路的动力作用增大，因而轴重问题更显重要。在 进行分析比较时，需要对整个列车的最大轴重、平均轴重分别进行探讨。 高速列车中以牵引动力集中配置形式的动力车轴重为最大。如法国TGV高速列车动力车的轴重为17 t，德国 ICE高速列车动力车的轴重为19.5 t。尽管这些高速列车的最大轴重比较高，但由于整列车中大量拖车的轴重 较轻，因而列车的平均轴重也较低。如德国ICE高速列车的平均轴重只有12 t。 牵引动力分散配置形式的高速列车，由于其构成大部分或全部为动力车，因而其最大轴重要低于牵引动力集 中配置形式的高速列车，但其平均轴重则显然要高。如日本O系列高速列车的最大轴重为16 t、平均轴重为 15.1 t，100系列高速列车的最大轴重为15 t、平均轴重为14.1 t，300系列高速列车，由于采用三相异步交 流电机、铝合金车体、直径为860 mm的小车轮以及降低车顶高度等一系列新技术和新措施，其最大轴重可降 至14 t，平均轴重降至11.1 t。应当指出，日本300系列高速列车平均轴重降至11.1 t是因为在整列车中拖车 的比重加大的结果，基本上形成了动力集中的方式了。 总体而言，要开行高速列车，毫无疑问应降低列车的轴重（包括最大轴重和平均轴重）。困为在其他条件相 同的情况下，轴重大的列车对线路的影响和破坏作用也大。 最大轴重要根据本国的线路、运营情况，在保证安全、可靠、稳妥、舒适的前提下给以确定。如日本将最大 轴重限度定为16 t，法国虽大轴重限度定为17 t。国际铁路联盟（UIC）根据当时高速列车开行的现状，将动 力分散形式的动力车的最大轴重限度定为17 t（最高运行速度为160~ 300 km/h），将拖车的最大轴重限度定 为16 t，（最高运行速度为160~250 km/h）。动力集中形式的机车最大轴重限度定为22.5 t。而德国ICE高速 列车动力车的最大轴重限度定为19.5 t。
高速动车组概述动车组牵引供电要求
（2）降低电气化铁路对电力系统的影响。
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高速动车组概述动车组牵引供电要求
电气化铁路的单相牵引负荷是一个不对称的负荷，对三相电力 系统产生负序电流和负序电压。要减轻负序电流和负序电压对三 相电力系统的影响，需要牵引变电所采用换相接线方式或不同接 线型式的变压器。
2．变电所保护装置
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一个变电所有十多台断路器，每台断路器
d.可靠性。要求保护装置的元件和接线处于良好状态，该动作时均能正 常工作。
第二节 高速接触网
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高速动车组概述动车组牵引供电要求
一、接触网的构成 二、接触悬挂形式 三、接触网的性能要求 四、接触线及承力索
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2. 吸流变压器供电方式
吸流变压器的供电方式（简称BT供电方式）是在牵引网中架 设有吸流变压器－回流线装置的一种供电方式。目前，在我国 电气化铁路上采用较为广泛，如图所示：
高速动车组概述动车组牵引供电要求
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吸流变压器的变比为1:1，它的一次绕组 串接在接触网（T）上，二次绕组串接在专为 牵引电流流回牵引变电所而特设的回流线（NF） 上，所以也称吸流变压器－回流线供电方式 （简称吸－回方式）
高速动车组概述动车组牵引供电要求
1
动车组牵引供电要求
第一节 动车组供电 第二节 高速接触网 第三节 高速受电弓
高速动车组概述动车组牵引供电要求
2
第一节 动车组供电
一、供电方式 二、牵引变电所
动车组牵引供电系统的组成
3
高速动车组概述动车组牵引供电要求
动车组牵引供电系统
牵引变电所
保证质量良好并不 间断地向动车组供 电
接触网
在动车组运行中通 过与受电弓良好的 摩擦接触将电能传 给动车组
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。
高速铁路牵引供电系统6C系统运用现状分析资料
高速铁路牵引供电 系统6C系统的技术 发展
提高供电可靠性： 采用先进的供电 技术，提高供电 系统的稳定性和 可靠性。
提高供电效率： 采用高效节能的 供电设备，降低 供电损耗，提高 供电效率。
提高供电智能化： 采用先进的供电 控制技术，实现 供电系统的智能 化控制和管理。
提高供电安全性： 采用先进的供电 安全技术，提高 供电系统的安全 性和抗干扰能力。
加强人员培训，提高员工技能和素质
定期进行设备检查和维护，确保设备正 常运行
采用先进的技术和设备，提高系统自动 化和智能化水平
加强与相关部门的沟通和协作，提高系 统运行效率
建立应急响应机制，及时处理突发事件
高速铁路牵引供电 系统6C系统的安全 性和可靠性
6C系统采用双电源供电，提高了供 电可靠性
6C系统采用智能监控系统，提高了 故障诊断和预警能力
提供稳定的电力供应
保证列车的正常运行
提高列车的运行速度和安全性
降低列车的能耗和维护成本
高速铁路牵引供电 系统6C系统的运用 现状
6C系统在高速铁路中的作用：为高速列车提供稳定的电力供应 6C系统的组成：包括牵引变电所、接触网、受电弓等 6C系统的应用现状：已在多条高速铁路线路上得到应用 6C系统的优势：提高了高速铁路的运行效率和安全性
加强6C系统安全知识的宣 传和教育，提高员工安全 意识和自我保护能力
结论和建议
6C系统在提高牵引供电系统 的安全性和环保性方面具有 积极作用
6C系统在提高牵引供电系统 的效率和节能方面具有显著 优势
6C系统在提高牵引供电系统 的稳定性和可靠性方面发挥 了重要作用
6C系统在提高牵引供电系统 的智能化和自动化方面具有
重要价值
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
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星形－延边平衡变压器
星形－曲折延边平衡变压器
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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。
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高速铁路牵引供电系统继电保护研究
高速铁路牵引供电系统继电保护研究摘要：高速铁路的牵引供电系统的主要功能就是向电力机车提供连续可靠的电能。
但是，由于系统结构、供电方式、用电负荷的不同，牵引供电系统继电保护原理与电力系统有很大差别，因此，需要加强高速铁路牵引供电系统继电保护的研究。
基于此，文章就高速铁路牵引供电系统继电保护进行分析。
关键词：高速铁路；牵引供电系统；继电保护1.高速铁路牵引供电系统概述从组成上来看，高速铁路车辆牵引供电系统由牵引网、电力机车组和牵引变电所构成。
利用牵引变电所完成电能转化后，系统能够利用独立电源进线将电能传送给牵引网，从而为车辆供电。
而由于牵引负荷为单相负荷，所以需要利用特别变压器将负荷均匀分配到系统三相中。
在高铁上，则通常采用V/x接线等牵引变压器。
在供电方式上，系统主要采用全并联AT供电方式，设置有多个供电回路，所以在故障发生时会产生多个回路给短路点供电，对继电保护有特殊要求。
此外，高铁车辆采用交-直-交电力机车，电路谐波成分等有一定差异，因此也将影响继电器保护功能的发挥。
2.继电保护研究2.1线路保护研究2.1.1电力系统线路保护由于全线速动的需要，电力系统220kV以上电压等级的线路普遍采用以光纤为通信通道的线路电流差动保护作为主保护。
光纤电流差动保护简称光差保护，其保护原理建立在基尔霍夫电流定律的基础之上，具有良好的选择性，能快速地切除保护区内的故障，长期以来对其的研究一直不断。
电力线路能够应用电流差动保护的一个重要前提是电力负荷在被保护线路的区域以外，与牵引网有很大不同。
作为牵引网的负荷，电力机车或动车组会在牵引网区段内沿线移动。
如果牵引网采用差动保护，在负荷工况下差动电流将是所有负荷电流之和，差动保护的动作电流必须躲过最大负荷电流。
在此情况下，差动保护的动作电流与过电流保护的动作电流相同，两者的灵敏度也相同。
2.1.2牵引网保护高速铁路牵引网沿用了普速铁路采用的保护原理，主要有距离保护、过电流保护、电流增量保护等。
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方式分析
电
N
所
IR
R T：接触网 N：回流线 R：钢轨
图 7 带回流线的直接供电方式原理图
（1）优点。 ①原来从轨道、大地回流的电流，大部分改由
架空线流回变电所，架空线与接触网距离较近，电流方向相
反，可抵消大部分接触网中流通的交流电流在周围空间所产
生的交变磁场，从而为邻近的通信线路增加了屏蔽效果。 ②
由于有了接触网与回流线的互阻抗，牵引网阻抗和轨道电位
四、结束语
综合所述，适合高速、重载的 AT 供电方式的综合性能最 好，它弥补了我国牵引供电系统技术的缺陷，带动了电气化 电力设备产业发展， 从建设能力和技术标准来进行综合评 价，已接近了国际先进水平。 我国拟修建的运营时速 300 km 及以上的高速铁路将主要采用 AT 供电方式， 在以后的高速 电 气 化 铁 路 工 程 建 设 中 ，AT 供 电 方 案 必 将 得 到 更 加 广 泛 的 应用。
图 5 AT 供电方式示意图
AT 方 式 与 BT 方 式 相 比 ，在 机 车 取 流 相 同 情 况 下 ，从 变 电所至最靠近机车的 AT 间， 接触网与正馈线上电流只有机 车电流的一半，对通信明线干扰将大大减弱。 另外，在机车取 流的两个 AT 间的区段内， 机车电流总是由左右两侧接触网 双边供给，方向相反，对通信明线的干扰互相抵消，因此具有 更好的防护效果。
3．BT 供电方式。 在牵引供电系统中加装吸流变压器-回 流线装置的供电方式， 称为吸流变压器供电 方 式 ， 简 称 BT （Booster-Transformer） 供电方式。 它是在牵引网中， 每相距 1.5km~4km，设置一台变比为 1：1 的吸流变压器，其一次线圈
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2011 年第 10 期
高速铁路的牵引供电系统
四、接触网
接触网是在电气化铁道中，沿 钢轨上空“之”字形架设的， 供受电弓取流的高压输电线。 接触网是铁路电气化工程的主 构架，是沿铁路线上空架设的 向电力机车供电的特殊形式的 输电线路。 其由接触悬挂、支持装置、定 位装置、支柱与基础几部分组 成。 接触悬挂的种类较多，一般根 据其结构的不同分成简单接触 悬挂和链形接触悬挂两大类。
6
牵引供电系统
将电能从电力系统传送到电力机车的电力设备总称为 牵引供电系统。 P153
7
一、牵引供电方式
1.直接供电方式： 牵引变电所通过 接触网直接向动 车组供电，回流 经钢轨及大地直 接返回牵引变电 所
2.BT供电方式
在牵引供电 系统中加 装吸流变 压器和回 流线。
优点：电路简单、 设备少，施工方 便
缺点：空中产生强 大磁场，对邻近 的广播、信号造 成较大干扰
优点：增加回流 线减少了干扰
缺点：阻抗较大 ，造成很大的 能力浪费。
目前已很少使用
3.AT供电方 式
在牵引供电 系统中并 联自耦变 压器
优点：有效减弱 接触网的电磁 干扰；又能适 应高速、大功 率的电力机车 运行
AT供电方式与BT 供电方式相比 较
16.7Hz,
2.工频单相交流制: 50Hz，60Hz---单相 ，主要用于大运量、 重载的铁路运输，额定电压为27.5kV，被广泛采用
3.三相交流制: 淘汰
4
现代电力牵引都以公用电网配电，实质上是取用经变换的单 相电。 在我国，矿山电力牵引、城市轨道交通都采用直流制，北京地 铁750V直流供电电压，上海地铁1500V直流电压； 干线电气化铁路都采用工频（50Hz），额定电压为27.5kV或 2×27.5kV的单相交流制。
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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
速、大功率电力机车运行的一种比较先进 供电 的供电方式。AT供电方式的电路包括牵 方式
引变电所（S）、接触悬挂（T）、轨道 （ R ） 、 自 耦 变 压 器 （ AT ） 、 正 馈 线 （AF）、电力机车（EL）等。牵引变电 所作为电源向牵引网输送的电压为25 kV。 而接触悬挂与轨道之间的电压仍为25 kV，
1.1 牵引供电方式
1.直接供电方式
直接供电 方式
直接供电方式是指牵引变电所通过接触网直接向动车组供电，回流经钢轨及大地直接返回牵引变电 所。这种供电方式的电路构成简单、设备少，施工及运营维修都较方便，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，因此一般不采用。
1.1 牵引供电方式
5.直供加回流线供电方式
直供加回流线供电方式结构比较简单。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，回流线上的电流方向与接触网上的电流方向相反，大大减轻了接触网对邻近通信线路的干扰。 直供加回流线供电方式与直供方式相比，能防止对沿线通信的干扰；比BT供电方式减少了BT装置， 既减少了建设投资，又便于维修；与AT供电方式相比，减少了AT所和沿线架设的正馈线，不仅减 少了投资，还便于接触网维修。所以，自大秦线以后的电气化铁路基本都采用直供加回流线的供电 方式，京沪、沪昆等高铁线路也都采用这种供电方式。
1.1 牵大功率电力机车运行。AT供电方式的供电电压高、线路电流小、阻抗小（ 仅为BT供电方式的1/4左右）、输出功率大，使接触网有较好的电压水平，能适应高速大功 率电力机车运行的要求。
AT供电方式
AT供电方式
（4）牵引变电所间距大、数量少。由于AT供电方式的输送电压高、线路电流小、电压损失 和电能损失小、输送功率大，因此牵引变电所的距离可加大为80~120 km，而BT供电方式 牵引变电所的间距仅为30～60 km。
供电 方式
况称为半段效应。此外，吸流变压器的原 边线圈串接在接触网中，所以在每个吸流 变压器安装处，接触网必须安装电分段， 这样就增加了接触网的维修工作量和事故 率。当高速大功率机车通过该电分段时会 产生很大的电弧，极易烧损机车受电弓和 接触线。BT供电方式的牵引网阻抗较大， 造成较大的电压和电能损失，故已很少采 用。
供电 方式
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、方向相反，故能抵消接触 网产生的电磁场，从而起到防干扰作用。
1.1 牵引供电方式
3.AT供电方式
AT供电方式与BT供电方式相比具有以下优点： （1）供电电压高。AT供电方式无须提高牵引网的绝缘水平即可将牵引网的电压提高1倍。
AT供电方式
AT供电方式
（2）防护效果好。采用AT供电方式，接触悬挂上的电流与正馈线上的电流大小相等、方向 相反，其电磁感应相互抵消，所以防护效果好。
1.1 牵引供电方式
供电方式
CC供电方式是一种新型的供电方式，它的同轴电力电缆沿铁路线路埋设，内部芯线作为供电 线与接触网连接，外部导体作为回流线与钢轨连接，每隔5～10 km做一个分段。由于供电线与回 流线在同一电缆中，间隔很小，而且同轴布置，因此造成互感系数增大。由于同轴电力电缆的阻抗 比接触网和钢轨的阻抗小得多，因此牵引电流和回流几乎全部从同轴电力电缆中流过。同时由于电 缆芯线与外层导体电流大小相等、方向相反，两者形成的磁场相互抵消，因此对邻近的通信线路几 乎没有干扰。由于同轴电力电缆的电路阻抗小，因而供电距离长。但由于CC供电方式造价高、投 资大，故很少采用。
1.1 牵引供电方式
2.BT供电方式
理论上的理想情况是这样的，但实际 上由于吸流变压器线圈中总需要励磁 电流，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 对通信线路电磁感应的影响。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，该段回流线上的 电流会小于接触网上的电流，这种情