牵引供电系统简介PPT课件
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电气化铁路供电系统PPT课件
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：牵引供电系统采用换相方式 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限制。
第15页/共40页
功率因数问题
列车从牵引供电系统取用的电能会随着 列车牵引定数、路况（限坡、弯道）、运行 图、司机操作技术等因素的影响，因此改变 列车取用的有功功率和无功功率，导致功率 因素发生变化。
电力部门要求大工业用户的功率因数达 到0.9以上，高出部分奖励、低于该数值将罚 款。
整改措施：加功率因数补偿装置，困难 在于负荷波动导致功率因数大范围波动，难 以达到理想的补偿效果。
第16页/共40页
交-直-交机车的功率因数基本接近1.0。 但我国电气化铁路仍然存在大量的
交-直机车，所采用的功率因数动态补 偿装置由于电力电子技术、器件造价等 问题，仍然无法大规模应用。
第20页/共40页
机车自动过电分相的几种方式： 地面控制方式：在机车到达分相前，
地面控制系统发出对断路器合闸的命令， 使中性段带电，在机车运行到中性段某 一位置后，地面控制系统对断路器分闸 的命令，并延时发出对另外一台断路器 的合闸命令，在机车脱离中性段后，对 断路器分出分闸命令。
第21页/共40页
图3-54 接触网
第5页/共40页
链形接触悬挂是将接触 导线通过吊弦挂在承力索上。
简单接触悬挂是将接触导线 直接固定在支持装置上的悬挂 类型。
图3-55 链形接触悬挂
第6页/共40页
图3-56 简单接触悬挂
二牵引供电系统原理概述
图1、牵引供电系统示意图
第7页/共40页
●牵引供电系统的主要组成部分： 电源进线、牵引变压器、高压开关设备、导线、 绝缘子、电压互感器、电流互感器、避雷器、 馈出线等。
整改措施：牵引供电系统采用换相方式 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限制。
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功率因数问题
列车从牵引供电系统取用的电能会随着 列车牵引定数、路况（限坡、弯道）、运行 图、司机操作技术等因素的影响，因此改变 列车取用的有功功率和无功功率，导致功率 因素发生变化。
电力部门要求大工业用户的功率因数达 到0.9以上，高出部分奖励、低于该数值将罚 款。
整改措施：加功率因数补偿装置，困难 在于负荷波动导致功率因数大范围波动，难 以达到理想的补偿效果。
第16页/共40页
交-直-交机车的功率因数基本接近1.0。 但我国电气化铁路仍然存在大量的
交-直机车，所采用的功率因数动态补 偿装置由于电力电子技术、器件造价等 问题，仍然无法大规模应用。
第20页/共40页
机车自动过电分相的几种方式： 地面控制方式：在机车到达分相前，
地面控制系统发出对断路器合闸的命令， 使中性段带电，在机车运行到中性段某 一位置后，地面控制系统对断路器分闸 的命令，并延时发出对另外一台断路器 的合闸命令，在机车脱离中性段后，对 断路器分出分闸命令。
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图3-54 接触网
第5页/共40页
链形接触悬挂是将接触 导线通过吊弦挂在承力索上。
简单接触悬挂是将接触导线 直接固定在支持装置上的悬挂 类型。
图3-55 链形接触悬挂
第6页/共40页
图3-56 简单接触悬挂
二牵引供电系统原理概述
图1、牵引供电系统示意图
第7页/共40页
●牵引供电系统的主要组成部分： 电源进线、牵引变压器、高压开关设备、导线、 绝缘子、电压互感器、电流互感器、避雷器、 馈出线等。
牵引供电系统简介PPT课件
• 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
.
.
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
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Βιβλιοθήκη 1.4 牵引网向电力机车的供电
.
（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
• 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
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
.
.
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
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Βιβλιοθήκη 1.4 牵引网向电力机车的供电
.
（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
• 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
《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
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
Page 32
牵引变电所的主要设备
控制柜
SWJTU
OCS 2014.02.28
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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。
Page 36
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。
Page 13
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。
Page 2
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：
牵引供电系统PPT课件
*
Ib •
1• 1•
I ab I a I b
3
3
•
I bc
1
•
Ia
2
•
Ib
3
3
(A )
(B )
1 I A k ' Ica
如 设 变
(C )
*
Ia
(a)
（3）接触网:是一种悬挂在轨道上方，沿轨道敷设的、和铁路轨 道保持一定距离的输电网。通过电动车组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。
（4）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。
•
I A I AB
1
•
I ab
•
U ab
KT
•
•
•
I B ( I AB I BC )
1
•
•
( I ab I bc )
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•
•
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1
•
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2 ab
I
2 bc
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I
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•
•
I AB
IB •
I BC
•
IC
•
I bc
•
U bc
(2) 额定利用率 当Iab=Ibc=Ie时， 额定输出容量：
同单相V/V结线一样，第一个高压绕组的尾端X1与
第二个绕组的首端A2构成原边的V接，顶点为C。
•
副边绕组的四个端子a1,x1,a2,x2全部引出在
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
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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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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。
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×
×
×
×
×
×
× ×
×
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）
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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
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• 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。
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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
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）
带回流线的直供型牵引供电系统课件
在高速铁路牵引供电系统中，带回 流线的直供型牵引供电系统能够满 足高速列车对电力供应的稳定性和 可靠性的要求。
磁悬浮列车
对于磁悬浮列车，带回流线的直供 型牵引供电系统能够提供稳定的电 力，确保列车的高速运行和安全。
带回流线的直供型牵引供电系统的应用案例
北京地铁
北京地铁部分线路采用了带回流线的直供型牵引供电系统， 为列车提供可靠的电力供应，确保地铁列车的安全、高效运 行。
可扩展性原则
为未来牵引供电系统的升级和 扩展预留空间。
环保性原则
减少对环境的影响，合理利用 资源。
带回流线的直供型牵引供电系统的实现方法
选择合适的设备
根据系统需求，选择性能稳定 、技术成熟的牵引供电设备。
加强监控与维护
建立完善的监控系统，定期对 设备进行检查和维护，确保系 统正常运行。
优化线路设计
未来的带回流线的直供型牵引供电系 统将更加注重环保，采用清洁能源和 节能技术，降低对环境的影响。
智能化发展
系统将更加智能化，能够实现自适应 调节和远程控制，提高运营效率和安 全性。
带回流线的直供型牵引供电系统面临的挑战与问题
设备老化
随着使用时间的增长，系统中的 设备可能面临老化问题，需要定
期维护和更换。
牵引网
由馈电线、接触网、回流 线和地线等组成，形成电 力机车的电流回路。
回流线
连接牵引变电所和牵引网 的线路，用于输送由牵引 变电所转换后的低电压电 流。
带回流线的直供型牵引供电系统的工作原理
01
牵引变电所将电力系统 的高电压转换成低电压 ，通过馈电线输送给接 触网。
02
电力机车通过受电弓从 接触网获取电能，驱动 电动机运转。
THANKS
磁悬浮列车
对于磁悬浮列车，带回流线的直供 型牵引供电系统能够提供稳定的电 力，确保列车的高速运行和安全。
带回流线的直供型牵引供电系统的应用案例
北京地铁
北京地铁部分线路采用了带回流线的直供型牵引供电系统， 为列车提供可靠的电力供应，确保地铁列车的安全、高效运 行。
可扩展性原则
为未来牵引供电系统的升级和 扩展预留空间。
环保性原则
减少对环境的影响，合理利用 资源。
带回流线的直供型牵引供电系统的实现方法
选择合适的设备
根据系统需求，选择性能稳定 、技术成熟的牵引供电设备。
加强监控与维护
建立完善的监控系统，定期对 设备进行检查和维护，确保系 统正常运行。
优化线路设计
未来的带回流线的直供型牵引供电系 统将更加注重环保，采用清洁能源和 节能技术，降低对环境的影响。
智能化发展
系统将更加智能化，能够实现自适应 调节和远程控制，提高运营效率和安 全性。
带回流线的直供型牵引供电系统面临的挑战与问题
设备老化
随着使用时间的增长，系统中的 设备可能面临老化问题，需要定
期维护和更换。
牵引网
由馈电线、接触网、回流 线和地线等组成，形成电 力机车的电流回路。
回流线
连接牵引变电所和牵引网 的线路，用于输送由牵引 变电所转换后的低电压电 流。
带回流线的直供型牵引供电系统的工作原理
01
牵引变电所将电力系统 的高电压转换成低电压 ，通过馈电线输送给接 触网。
02
电力机车通过受电弓从 接触网获取电能，驱动 电动机运转。
THANKS
城市轨道交通概论PPT课件10牵引供电系统
任务二 熟悉牵引供电系统
(2)双边供电 电源来自电力系统的两个地区变电所，给城市轨道交通供电的输电线是联络这两
个地区变电所的线路，这种供电方式称为双边供电，如图 3.13 所示。根据可靠性的 要求及实际情况，双边供电可分为双路输电线和单路输电线两种方式。但不论采用哪 种方式,各路输电线的容量应不小于相关牵引变电所的容量之和。单路输电线方式一 次侧进出开关少,投资也少,但供电可靠性不及双路输电线方式。当采用双路输电线方 式时，即使一路输电线或一路电源出现故障，也不会导致牵引变电所失电。
辆）顶部伸出的受电弓与之接触取得电能。按线路形式可分为地面架空式和隧道架空 式；按悬挂方式又可分为柔性（悬挂）接触网和刚性（悬挂）接触网。 （1）地面架空式（见图） ① 接触悬挂：包括承力索、吊弦和接触线。接触悬挂方式很多，图3.18为弹性链形悬 挂。 ② 支持装置：包括腕臂、拉杆和绝缘子。其作用是用以支持接触悬挂，将其负荷传 给支柱或其他建筑物的结构。 ③ 定位装置：包括定位器和定位管。其作用是保证接触线与受电弓的相对位置在规 定范围内。 ④ 支柱与基础：用以支承接触悬挂和支持装置，并将接触悬挂固定在规定高度。
牵引变电所主要由交流开关柜、整流变压器、整流器、直流开关柜、交直流屏和 钢轨电位限制器等设备组成，其主要设备是整流变压器和整流器。 3、牵引变电所的设置
牵引变电所沿线路布置,每一个牵引变电所有一定的供电范围。供电距离过长会 使末端电压过低及电能损耗过大;供电距离过短又会使变电所数目太多而不经济。一 般相邻牵引变电所之间的距离为2~4km。 4、牵引变电所的供电方式
任务二 熟悉牵引供电系统
(3)单边供电 当轨道沿线附近只有一侧有电源时，需采用单边供电，如图3.14所示。单边供电
较环形供电的可靠性差，因此为了提高可靠性，应用双回路输电线供电。单边供电设 备较少,投资也少。在单边供电的情况下，每路输电线可以不必都进入所有的牵引变 电所，而是轮流地每隔一个进入一个,这样可以减少进线的数目，降低变电所的投资 。
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。
电力牵引供电系统概述ppt课件
置，没有备用，线路上的负荷又随电力机车的运行而沿接触线移 动和变化，对接触网提出以下要求：
• 1 在高速运行和恶劣的气候条件下，能保证电力机车正常取流， 要求接触网在机械结构上有良好的稳定性和弹性。
• 2 接触网设备对地绝缘要符合技术要求，安全可靠。
• 3 要求接触网的设备.零件具有足够的耐磨性和抗腐浊能力，以期 延长使用年限。
身的防干扰性能大为增强，考虑到接触网的运行
可靠性对电气化铁路的安全运行至关重要，所以 通常认为，一般情况下DN供电方式为首选，在 电力系统比较薄弱的地区，经过经济技术比较， 可采用AT供电方式，BT供电方式则尽量少采用 或不采用。
精选课件ppt
19
第三节 牵引供电系统的组成
主要由牵引变电所和牵引网两部分组成。主要作用 是从电力系统取得电能，并送给沿铁路线运行的 机车。
吸流变压器，保留了回流线，利用接触网与回流
线之间的互感作用，使钢轨中的回流尽可能地由
回流线流回牵引变电所，因而部分抵消接触网对
临近通信线路的干扰，其防干扰效果不如BT供
电方式，通常在对通信线防干扰要求不高的区段
采用。这种供电方式设备简单，因此供电设备的
可靠性得到了提高；由于取消了吸流变压器，只
保留了回流线，因此牵引网阻抗比直供方式低一
缺点：机车供电线路复杂，异步电动机调速比较困
难。
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9
牵引供电系统-电流制
4、工频单相交流制
是电气化铁道发展中的一项先进供电制，最早出现在匈牙利，电压
16kv，1950年法国试建了一条25kv的单相工频交流电气化铁道， 随后日本、前苏联等相继采用（20kv）目前该种电流制已占到 40%以上。我国电气化铁道均采用这种电流制。
• 1 在高速运行和恶劣的气候条件下，能保证电力机车正常取流， 要求接触网在机械结构上有良好的稳定性和弹性。
• 2 接触网设备对地绝缘要符合技术要求，安全可靠。
• 3 要求接触网的设备.零件具有足够的耐磨性和抗腐浊能力，以期 延长使用年限。
身的防干扰性能大为增强，考虑到接触网的运行
可靠性对电气化铁路的安全运行至关重要，所以 通常认为，一般情况下DN供电方式为首选，在 电力系统比较薄弱的地区，经过经济技术比较， 可采用AT供电方式，BT供电方式则尽量少采用 或不采用。
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第三节 牵引供电系统的组成
主要由牵引变电所和牵引网两部分组成。主要作用 是从电力系统取得电能，并送给沿铁路线运行的 机车。
吸流变压器，保留了回流线，利用接触网与回流
线之间的互感作用，使钢轨中的回流尽可能地由
回流线流回牵引变电所，因而部分抵消接触网对
临近通信线路的干扰，其防干扰效果不如BT供
电方式，通常在对通信线防干扰要求不高的区段
采用。这种供电方式设备简单，因此供电设备的
可靠性得到了提高；由于取消了吸流变压器，只
保留了回流线，因此牵引网阻抗比直供方式低一
缺点：机车供电线路复杂，异步电动机调速比较困
难。
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牵引供电系统-电流制
4、工频单相交流制
是电气化铁道发展中的一项先进供电制，最早出现在匈牙利，电压
16kv，1950年法国试建了一条25kv的单相工频交流电气化铁道， 随后日本、前苏联等相继采用（20kv）目前该种电流制已占到 40%以上。我国电气化铁道均采用这种电流制。
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。
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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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• 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）
• 网络特点
牵引网为单相含地的不平衡网络； 接触网结构复杂，无备用，运行环境恶劣，故障率高； 导线特殊：接触线，钢轨 牵引网结构比一般电力线路复杂。
.
（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
.
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。
• 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。
• 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
独立电源：一回电源的故障停电，应不影响另一回电源的工作。 （1）引自不同的变电所（甚至不同地域的变电所） （2）引自同一变电所的不同母线（分别运行）
.
牵引变电所（Traction Substation, SS）
• 从公用电力系统（Public Electric Power Systems）接受电 能，通过变压器将电能从三相110kV或220kV变换成单 相27.5kV（对AT系统为55kV或2×27.5kV），并向铁路 上、下行两个方向的牵引网供电。
• 开闭所（Sub-feeder Switching Post, SFSP）
实际上是开关站，多设于铁路枢纽，一般两路进线、多路馈线， 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
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
.
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
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
1.4 牵引网向电力机车的供电
• 在布置变电所位置时，就要考虑外部电源条件，“外电 调查”，同电力部门协商供电方案。
（1）系统中110kV和220kV变电站、发电厂的位置、容量、负 荷情况等；
（2）电网的近、远期发展规划
.
集中式供电
中 间 SS（ 桥 接 ）
中 心 SS
中 间 SS（ T接 ）
中 心 SS
中 间 S S （ T 接 ） 中 心 S S
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
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。
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（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。
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（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）
• 网络特点
牵引网为单相含地的不平衡网络； 接触网结构复杂，无备用，运行环境恶劣，故障率高； 导线特殊：接触线，钢轨 牵引网结构比一般电力线路复杂。
.
（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
.
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。
• 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。
• 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
独立电源：一回电源的故障停电，应不影响另一回电源的工作。 （1）引自不同的变电所（甚至不同地域的变电所） （2）引自同一变电所的不同母线（分别运行）
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牵引变电所（Traction Substation, SS）
• 从公用电力系统（Public Electric Power Systems）接受电 能，通过变压器将电能从三相110kV或220kV变换成单 相27.5kV（对AT系统为55kV或2×27.5kV），并向铁路 上、下行两个方向的牵引网供电。
• 开闭所（Sub-feeder Switching Post, SFSP）
实际上是开关站，多设于铁路枢纽，一般两路进线、多路馈线， 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
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
.
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
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
1.4 牵引网向电力机车的供电
• 在布置变电所位置时，就要考虑外部电源条件，“外电 调查”，同电力部门协商供电方案。
（1）系统中110kV和220kV变电站、发电厂的位置、容量、负 荷情况等；
（2）电网的近、远期发展规划
.
集中式供电
中 间 SS（ 桥 接 ）
中 心 SS
中 间 SS（ T接 ）
中 心 SS
中 间 S S （ T 接 ） 中 心 S S
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