铁道供变电系统
电气化铁路牵引供电基本知识
G O
W2
W3平衡绕组 OCS
R
数学关系：非接地相O的阻抗： ZO=（ ）ZG 非接地相的两端增加了两个对 3 +1 称的外 移绕组——平衡绕组 W3：W3=（ ）/2W2 容量利用率接近100%。
SCOTTE结线
四、牵引变压器结线
• • • • • • • • • • • • • • • 优点：SCOTTE变压器把三相对称电压变换为两相对称电压（相位相差 900）；当两臂负荷电流相等（相位相差900）时，原边三相电流对 称——不含负序电流。 每所设两台，一主一备。 SCOTTE变压器的两个输出电压可以根据需要取值：如适应AT供电方 式，取55kV，两个输出电压分别接两个自耦变压器的两端点，中间抽 头接地网和钢轨，获得2*27.5kV电压。 但55kV绕组无中间抽头，用于AT供电方式时，应另设2台AT变压器。 输出容量与额定容量接近相等，容量利用率接近1。 可采用逆SCOTTE变压器产生三相对称电压供牵引变电所的自用电。 缺点：绕组需全绝缘，变压器造价高。 主接线复杂，设备多，工程投资大。 存在中性点不能引出问题：原边接点0随负荷变化而产生漂移，漂移 引起各绕组电压不平衡，加重绕组绝缘负担。故只能用于中性点不接 地系统。容量利用率接近100%。
电气化铁路牵引供电基本知识
第一篇 电力牵引供变电系统
概述一
概述二
总体目录
• • • • • • • • • • • •
•
一、电力系统 二、牵引变电所的一次供电方式 三、牵引变电所的引入方式 四、牵引变压器结线 五、牵引变电电气主接线 六、电气化铁路的供电方式 七、接触网的供电方式 八、牵引变电所防雷、回流及接地 九、负序的影响及对策 十、并联电容无功功率补偿 十一、谐波的影响及对策 十二、牵引变电所的电气设备
铁道牵引供电系统问题及应对措施
铁道牵引供电系统问题及应对措施铁道牵引供电系统问题及应对措施引言：铁道牵引供电系统是现代铁路运输中不可或缺的关键设施，它为列车提供动力，确保铁路运输的安全和高效。
然而，由于各种原因，这一系统可能面临一些问题。
本文将深入探讨铁道牵引供电系统的问题，并提出相应的应对措施。
一、供电系统能力不足在铁路运输的高峰期，供电系统可能无法满足列车的能量需求。
这可能导致列车的速度下降，运力受限或者甚至停驶。
为了解决这一问题，可以采取以下措施：1.1 增加供电设备：增加供电站数量和分布，增加变电所容量，以提高供电系统的能力。
1.2 引入新技术：如采用高效能量转换设备，利用节能降耗的电力传输技术，以提高供电系统的能量转换效率。
1.3 增加能源来源：引入可再生能源，如太阳能、风能等，以增加供电系统的能源供给。
二、设备老化和故障铁道牵引供电系统中的设备使用寿命有限，容易受到外界因素的影响，如气候变化和环境污染等，从而导致设备的老化和故障。
为了解决这一问题，可以采取以下措施：2.1 定期检修维护：加强对供电设备的定期检修维护，及时发现并处理设备的老化和故障问题。
2.2 引入智能监测技术：利用物联网和大数据技术，对供电设备进行实时监测，提前预警并处理问题。
2.3 更新设备：定期更新供电设备，采用更加先进和可靠的设备，以提高供电系统的可靠性和稳定性。
三、线路电阻增加由于线路老化、腐蚀和损坏等因素，铁道牵引供电系统中的线路电阻可能会增加，进而降低供电系统的效率。
为了解决这一问题，可以采取以下措施：3.1 换线增容：对老化和损坏的线路进行更换和增容，以降低线路电阻。
3.2 引入新材料：采用高导电性的新材料，如铜铝合金线材，以降低线路电阻。
3.3 定期清洁和维护：定期对线路进行清洁和维护，消除因腐蚀等原因导致的线路电阻增加。
四、安全隐患铁道牵引供电系统存在一些安全隐患，如电弧、线路短路和过载等问题。
为了解决这一问题，可以采取以下措施：4.1 引入安全保护设备：安装电弧探测器、断路器和过载保护装置等设备，及时发现并切断故障电路，保护供电系统的安全。
铁道供电研究报告
铁道供电研究报告1. 概述铁道供电是铁路系统中至关重要的一环，它提供了列车运行所需的电力。
铁路供电系统的稳定性和可靠性对于保障铁路运输的安全和顺畅至关重要。
本报告将对铁道供电系统的工作原理、技术要求以及未来发展方向进行研究和分析。
2. 铁道供电系统的工作原理铁道供电系统采用直流方式为列车提供电力。
其基本工作原理如下：•发电站：铁道供电系统的起始点是发电站，发电站利用煤炭、水力、核能等资源产生电能。
•变电所：发电站产生的电能经过输电线路输送到变电所，变电所将高压电能转换为铁路线路所需的直流电能。
•出入站所：变电所输出的直流电能经过出入站所，将电能供给给铁路线路。
•线路网：铁路线路由钢轨和接触网组成，接触网上方悬挂着供电线。
•集电装置：列车通过集电装置与接触网的供电线接触，将电能传输给列车。
•车载设备：列车接收到的电能经过车载设备转化为机械能，驱动列车运行。
3. 铁道供电系统的技术要求为确保铁道供电系统的可靠性和稳定性，以下是供电系统需要遵守的一些建设和运营要求：•电能质量：供电系统需要提供稳定的电压和频率，以保证列车正常运行和乘客舒适。
•安全性：供电系统需要采取相应的安全措施，防止发生触电、火灾等意外事故。
•兼容性：供电系统需要满足不同铁路设备和设施的电能需求，确保各设备可以正常运行。
•维护和检修：供电系统需要定期进行维护和检修，保持设备的良好状态和正常工作。
•故障监测和排除：供电系统需要具备故障监测和排除的能力，及时发现和解决供电故障。
•环境友好：供电系统需要尽量减少对环境的影响，采用清洁能源和低污染的设备。
4. 铁道供电系统的未来发展方向随着科技的不断进步和铁路运输的不断发展，铁道供电系统也需要不断改进和升级。
以下是铁道供电系统的未来发展方向：•新能源供电：未来的铁道供电系统将采用更多的新能源，如太阳能、风能、地热能等，以实现可持续发展。
•智能化管理：未来的铁道供电系统将借助人工智能、大数据等技术进行智能化管理，提高供电系统的运行效率和可靠性。
探究电气化铁道供电系统新技术的发展研究
探究电气化铁道供电系统新技术的发展研究发布时间：2022-09-26T05:18:28.434Z 来源：《工程管理前沿》2022年5月10期作者：郭晓青吕治鹏[导读] 随着中国经济的快速增长和科技的日益提升，中国电气化铁道供电系统也实现新突破。
同时，科学技术的迅速发展也为人类生活提供了巨大的方便，同时也为中国交通运输产业发展提供了更多的机会和巨大的挑战。
郭晓青吕治鹏洛阳市轨道交通集团有限责任公司471000摘要：随着中国经济的快速增长和科技的日益提升，中国电气化铁道供电系统也实现新突破。
同时，科学技术的迅速发展也为人类生活提供了巨大的方便，同时也为中国交通运输产业发展提供了更多的机会和巨大的挑战。
人类在旅途中，对运输工具的选择也是多种多样的，他们都十分重视运输工具的安全与舒适。
一般来说，首选铁道交通系统是运输系统中十分关键的交通运输方式。
供电在铁道交通系统中起着十分关键的角色。
本文主要简要阐述电气化铁道供电系统最新技术的发展研究，期望可以给相关工作者一点启示。
关键词：电气化；铁道；新技术引言：近年来，随着社会经济水平迅速发展，中国人民的出行品质也得到了改善，而出行方式的多元化更带动了中国高质量公共交通的蓬勃发展。
铁路是人类在交通运输中选择较多的旅行方法之一，能够确保游客在乘坐时更加安全愉快。
而铁道供电系统不但可以确保铁路行驶的平稳，同时对于电气化铁道的提速具有十分关键的影响。
一、电气化铁道供电系统新技术1.1 BIM技术在接触网施工中的应用1.1.1协助隧道内电缆设施的铺设在铁道内，所有接触网供电线路将使用高压电缆。
一旦线路流入对应的隧洞，就必须通过线路爬架确保稳定在隧洞壁上，进行高压线路铺设，并在上线点上线。
高压线路铺设面临若干困难，比如供电线路和下锚补偿系统间的影响，尤其是铁道的供电线路和下锚补偿系统中间的情况在下锚和开挖断面时显得非常复杂。
BIM设计的应用有助于克服这种交叉影响现象。
另外，由于BIM技术的应用能够实现线缆的及时排布，从而提高美观度。
铁路电力供电基础知识
放射式配电网络 放射式配电网络由铁路地区变、配电所 引出单独的回路，直接送至各室内、外变 电所或直接对高压设备供电。放射式配电 网络适用与向一级负荷或负荷功率较大的 设备供电。配电网络故障时，互相影响不 大，控制也方便，但基建投资较高，线路 通道站地多，较大的站场采用架空配电线 路通过时往往有困难。
第一章 电力供电系统概述
电力供电系统是整个铁路运输系统的重要组成部分， 是确保调度指挥、信号、通信、旅客服务等系统重 要负荷安全、可靠、不间断运行的基础设施，担负 着铁路指挥系统、自动化系统、牵引系统及铁路各 行各业的供电任务，因此其供电质量的好坏直接影 响到高速列车运行的正常与否，乃至直接危及到铁 路工作人员及乘客的生命安全。
第一章 电力供电系统概述
第一章 电力供电系统概述
两端供电式配电网络 两端供电式配电网络是铁路自动闭塞信号供电均采用此 种配电方式，即铁路沿线两相邻自动闭塞配电所（相距约 40~60km）向自动闭塞信号变压器供电。两个相邻自动 闭塞配电所的电源可互为备用，并装设自动闸及备用自动 投入装置。同时信号变压器二次侧还采用了低压联络线， 保证了对自动闭塞一级负荷的供电。 专为自动闭塞用的高压电力线路，在保证所供信号用电 安全的前提下，可供给通信设备及无电源地区的中间站与 行车有关房屋照明用电。
第二章 电力线路基础知识
独立电源应具备的条件 两路电源之间无联系，如取自两发电厂或不同电源的两个变电所， 其中一个厂或所发生故障时，另一个厂或所应继续供电。 两路电源之间有联系，但发生任何一种故障时，两路电源的任何 部分应不致受到损坏。 电压选择 电压等级选择 受电电压根据用电容量、可靠性和输电距离，可采用35(63)kV、 10(6)kV和0.38／o.22kV。自备发电所的发电机电压，可采用400V 和6.3kV。
电气化铁道主要供电方式
电气化铁道主要供电方式
电气化铁道的主要供电方式通常有以下几种：
1.架空线供电（Overhead Line Electrification）：这是最常见的
供电方式，也称为接触网供电。
在架空线供电系统中，铁道上方架设一条称为接触网的电线，电动列车通过集电装置与接触网接触，从而获取所需的电能。
接触网将高压直流（DC）或交流（AC）电源通过变电站供应到铁道上，以满足列车运行的电力需求。
2.第三轨供电（Third Rail Electrification）：在第三轨供电系统
中，铁道旁边或中间安装一条额外的供电轨道，称为第三轨。
电动列车通过集电装置与第三轨接触，从而获得所需的电能。
第三轨通常使用直流供电，但也有一些使用交流供电的系统。
3.混合供电方式：某些铁路系统采用混合供电方式，同时使
用架空线和第三轨供电。
这种方式通常用于铁路线路的不同区段或分支线路，以适应不同的运行要求和设备技术。
不同地区和铁路系统可能采用不同的主要供电方式，其中选用的供电方式取决于多个因素，包括成本、技术要求、环境影响以及安全性等考虑。
另外，电气化铁道的供电方式也在不断发展和创新，例如可再生能源和蓄电池技术的引入，以提高能源效率和减少环境影响。
铁道供电原理
铁道供电原理
铁道供电是指为铁路交通提供电力的一种方式。
铁道供电原理主要有以下几个方面：
1. 直流供电：铁路供电系统通常采用直流供电的方式，直流供电可以减少电能损耗和电力线路的电压降低。
直流供电系统通常包括电源变电所、接触网、牵引变电所、牵引系统和辅助设备等。
2. 电源变电所：电源变电所是铁路供电系统的起始点，它将交流电转换为直流电，并通过接触网供给给牵引变电所。
3. 接触网：接触网是铁路供电系统的重要组成部分，它由一系列的接触线组成，一端连接到电源变电所，另一端固定在架空的铁道架子上。
列车通过接触线与接触网之间的接触滑行，从而获取所需的电能。
4. 牵引变电所：牵引变电所是供应列车牵引系统所需电能的设施，它将接触网提供的电能通过牵引变压器转换为适合列车牵引设备的电压和电流。
5. 牵引系统：牵引系统由列车上的电力设备和电机组成，它将接触线提供的电能转换为机械能，驱动列车运行。
6. 辅助设备：铁路供电系统还包括为列车和车站提供电力的辅助设备，例如车站照明、信号系统等。
这些设备通常由牵引变电所直接供电。
铁道供电系统综合知识
目录第一章概论 (3)§1-1 电气化铁路的发展概况 (3)§1-2电力牵引供电系统设计的一般知识 (4)第二章牵引供电一次系统 (6)§2-1 电气化铁路的组成 (6)§2-2 供电方式 (8)§2-3 牵引变电所 (14)第三章牵引网 (26)§3-1 接触网的组成 (26)§3-2 接触悬挂的类型 (27)§3-3 接触网设备与结构 (31)第四章牵引网阻抗计算 (40)§4-1 牵引网导线参数 (40)§4-2 牵引网的等效电路及其阻抗 (42)§4-3 单线牵引网阻抗 (43)§4-4 单线牵引网阻抗计算............................................................................................... 错误!未定义书签。
§4-5复线牵引网阻抗 . (49)第五章牵引变电所容量计算和选择 (53)§5-1 馈线电流的计算 (53)§5-2 牵引变压器容量计算 (62)第六章短路电流及其计算 (67)第七章铁道供变电的高压设备及选择 (67)第八章铁道供变电的二次系统 (67)第九章防雷与接地 (67)第十章牵引供电系统的电能质量问题 (67)§10-1 牵引供电系统的电压损失 (67)§10-2 牵引供电系统的电能损失 (67)§10-3 牵引负荷对电力系统的影响及改善措施 (67)§10-4 牵引网对通信线路的影响 (67)参考文献 (68)第一章概论§1-1 电气化铁路的发展概况一、电气化铁路发展历程采用电力机车为主要牵引动力的铁路成为电气化铁路。
1897年5月31日在德国柏林的世界贸易博览会上，由西门子公司和哈克斯公司展出了世界上第一条电气化铁路，迄今已有近130年的历史。
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
电气化铁路牵引供变电技术—第一章—绪论
第一章 概 述
第二节 牵引供电系统概述
一、牵引供电系统的电流制
电力牵引供电系统是指从电力系统或一次供电系统接受电能，通过变 压、变相或换流（将工频交流变换为低频交流或直流电压）后，向电 力机车负载提供所需电流制式的电能，并完成牵引电能传输、配电等 全部功能的完整系统。电流制是指牵引供电系统中牵引网的供电电流 种类。目前中国主要采用直流制和交流制。
③三级负荷。是指不属于上述一类和二类负荷的其他负荷。如： 农村负荷等。对供电无特殊要求。
第一章 概 述
三、电力系统中性点运行方式 电力系统的中性点的运行方式主要有中性点不接地、中性点
经消弧线圈接地和中性点直接接地三种。前两种又称为小电流 接地系统，后一种称为大电流接地系统。
中性点不接地
中性点经消弧线圈接地
第一章 概 述
总结： 线路首端至末端损耗组成：绕组损耗（5%）+线路损耗（5%） ①普通线路：首端高10%，末端为线路额定电压。 ②连接发电机：首端高5%，末端变压器高5%。 ③连接短线路发电机：首端高5%，末端为线路额定电压。
第一章 概 述
2、电能的电压指标 （1）电压偏差
电压偏差是指用电设备的实际工作电压与额定电压的差值，通常 用百分数表示。
太光发电是不通过热过程而直接将太阳的光能转换成电能。 7）潮汐发电— 利用潮汐的动能和势能发电。
第一章 概 述
①火力发电厂 按照能源输出的形式可分为：凝汽式发电厂、热电厂。 火力发电厂结构：燃烧系统，汽水系统，电气系统。
化学能——蒸汽热能——电能 特点： 布局灵活，建设周期较短，投资较少，但运行费用较高； 启动时间长，煤耗大； 污染环境。
中性点直接接地
第一章 概 述
1、中性点不接地 ①发生单相金属性接地（直接接地故障，阻抗值小）或单相非金
电气化铁道供电系统新技术的发展
电气化铁道供电系统新技术的发展电气化铁道供电系统是指通过电力来为铁路交通提供动力和照明等所需的能源。
随着科技的不断发展和进步，电气化铁道供电系统的新技术也在不断涌现和应用，为铁路交通带来了诸多便利和安全。
一、无人值守供电系统传统的电气化铁道供电系统需要人工对供电设备进行定期检查和维护，而现在新兴的无人值守供电系统为我们解决了这个难题。
无人值守供电系统利用先进的传感技术和通信技术，可以实现对供电系统的远程监控和故障诊断，并可以通过自动化系统进行相应的处理和维修，不再需要人工介入。
这不仅提高了供电系统的安全性和可靠性，还节省了大量的人力成本，为铁路交通的运行提供了更好的保障。
二、智能化供电系统智能化供电系统是利用先进的计算机技术和人工智能技术来实现对供电系统的智能管理和优化控制。
智能化供电系统可以通过对铁路交通运行数据的分析和处理，实现对供电系统的实时监测和调控，以最大限度地提高供电系统的效率和稳定性。
智能化供电系统还可以根据铁路交通的实际运行情况进行智能化的供电调度，使供电系统更加符合实际需求，从而提高铁路交通的运行效率和安全性。
三、新能源供电系统随着能源问题的日益凸显，新能源供电系统也逐渐成为了电气化铁道供电系统的发展方向之一。
新能源供电系统主要利用太阳能、风能等清洁能源来为铁路交通提供电力，不仅可以减少对传统能源的依赖，还可以降低供电系统的运行成本和环境污染。
目前，一些国家已经开始在铁路交通中应用新能源供电系统，并取得了一些积极的成效，相信随着技术的不断发展和完善，新能源供电系统将会在未来得到更广泛的应用。
四、高效节能供电系统高效节能供电系统是指利用先进的供电技术和设备来实现对供电系统的高效能利用和节能减排。
高效节能供电系统主要包括高效节能变电设备、智能化调度系统、高效能利用设备等，通过提高供电设备的效率和减少能源的浪费，实现对供电系统的节能环保。
高效节能供电系统的应用不仅可以降低铁路交通的能源消耗和成本，还可以减少对环境的影响，为可持续发展和绿色铁路交通做出积极贡献。
电气化铁道供电系统
、解答题1.请简述电气化铁路的优越性●重载、高速、运输能力大；●节约能源，综合利用能源；●经济效益高；●绿色环保，劳动条件好；●有利于铁路沿线实现电气化。
2.请简述电气化铁路存在的问题●造成电力网的负序电流和负序电压，产生高次谐波及功率因数低等；●一次投资大；●对通信线路有干扰；●接触网检修需要开“天窗”。
3.请简述电气化铁道牵引供电系统的基本要求电气化铁道供电系统基本要求是：(1)保证向电气化铁路安全、可靠、不间断地供电;(2)提高供电质量,保证必须的电压水平;(3)提高功率因数,减少电能损失,降低工程投资和运营费用;(4)尽量减少单相牵引负荷在电力系统中引起的负序电流、负序电压和高次谐波的影响; (5)尽量减小对邻近的通信线路的干扰影响。
1．牵引变电所一次侧(电源侧)的供电方式,可分为（一边）供电、两边供电和环形供电.2．牵引变电所一次侧(电源侧)的供电方式,可分为一边供电、（两边）供电和环形供电.3．牵引变电所一次侧(电源侧)的供电方式,可分为一边供电、两边供电和（环形）供电.4．电力牵引接牵引网供电电流的种类可分为：（直流）制、低频单相交流制和工频单相交流制。
5．电力牵引接牵引网供电电流的种类可分为：直流制、（低频）单相交流制和工频单相交流制。
6．电力牵引接牵引网供电电流的种类可分为：直流制、低频单相交流制和（工频）单相交流制。
7．电气化铁道牵引供电系统的高压进线供电方式中两边供电方式为：牵引变电所的电能由电力系统（电网）中（两个）方向的发电厂送电。
8．电气化铁道牵引供电系统的高压进线供电方式中（两边）供电方式为：牵引变电所的电能由电力系统（电网）中两个方向的发电厂送电。
9．电气化铁道牵引供电系统的高压（进线）供电方式中两边供电方式为：牵引变电所的电能由电力系统（电网）中两个方向的发电厂送电。
10．单相结线牵引变电所的优点之一是：（主接线）简单，故障少，设备少，占地面积小，投资省等。
11．单相结线牵引变电所的优点之一是：主接线简单，故障少，设备少，占地面积（小），投资省等。
简述电气化铁道牵引供电系统的组成。
电气化铁道牵引供电系统是铁路运输系统中不可或缺的组成部分，其主要功能是为铁路牵引动力提供电能。
该系统的组成主要包括接触网、供电系统、牵引供电设备等几个方面。
1.接触网：接触网是电气化铁道牵引供电系统中最重要的部分之一。
它由电气化铁道沿线的两根悬挂在架空的导线组成，这两根导线之间对应着电气化铁道的两条轨道。
在接触网系统中，导线与运行中的列车之间通过受电弓来实现电能的传输。
受电弓是列车上的一个导电接触器，它与接触网的导线之间形成一个电气连接，从而实现了列车对接触网的电能获取。
2.供电系统：供电系统是电气化铁道牵引供电系统的另一个关键组成部分。
它主要负责为接触网系统提供稳定的电能。
供电系统一般由发电站、变电站和电缆线路等部分组成。
发电站负责发电，将电能送至变电站。
变电站将来自发电站的高压交流电能转化为适合接触网使用的额定电压，然后通过电缆线路输送至各个区段的接触全球信息站。
3.牵引供电设备：除了接触网和供电系统，电气化铁道牵引供电系统还包括了一些专门的牵引供电设备。
这些设备包括牵引变流器、牵引电动机、牵引逆变器等。
牵引变流器是用来将接触全球信息站的交流电能转化为适合牵引驱动装置使用的直流电能的设备。
牵引电动机则是用来提供列车牵引动力的设备，它将电能转化为机械能，从而推动列车行驶。
牵引逆变器则是将列车上的电能转化为适合送回接触网的电能的设备，它可以实现对列车制动时的能量回馈。
在电气化铁道牵引供电系统中，这些不同的组成部分相互配合，共同保障了铁路运输的电能供应和牵引动力输出。
通过接触网、供电系统和牵引供电设备的协同作用，电气化铁道牵引供电系统为铁路运输提供了高效、稳定的电能支持，为铁路运输的安全、高速、高效发挥了重要作用。
电气化铁道的牵引供电系统是现代铁路运输中不可或缺的一部分，它的完备与否直接影响着铁路运输的安全性、可靠性和效率。
接触网、供电系统和牵引供电设备是构成电气化铁道牵引供电系统的关键要素，下面将就这些要素做进一步的深入扩写。
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。牵引供电系统主要包括牵引变电所和接触网两部分。
供电系统示意图
发电厂(1)发出的电
流，经升压变压器(2)提
高电压后，由高压输电 线(3)送到铁路沿线的牵
引变电所(4)。在牵引变
电所里把电流变换成所 要求的电流或电压后，
高压断路器、各种高压隔离开关以及避雷器等电气设备。
（4）牵引变电所的供电安全
a）电网向牵引变电所供电：我国电气化铁路为国家一级电力负 荷。因此，每个牵引变电所都采用两路输电线供电，且两路输电线有 各自的杆塔、走线，以保证在一路输电线发生故障时，牵引变电所供 电不致于长时间中断。牵引变电所内还装有各种控制、测量、监视仪 表和继电保护装置等。
经馈流线(5)转送到邻近
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
1 牵引变电所
（1）定义
牵引变电所是设置于电气化铁路沿线，安装有受电、变电、配电
设备的建筑物。
（2）任务
牵引变电所的任务是将电力系统高压输电线输送来的110千伏 （或220千伏）的三相交流电，变压为27.5千伏的单相交流电，向其 邻近区间和所在站场线路的接触网送电，保证可靠而又不间断地向接 触网供电。 （3）设备 在牵引变电所里，主要设有主变压器、电压互感器、电流互感器、
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。
机车过分相问题 在牵引变电所中，通常是把电力系统的 电能由高压降低为牵引供电系统所需要的电 压，同时把三相系统转变为两相系统，该两 相系统分别向牵引变电所两侧供电，因此， 列车在通过某些点时，需要从一相（如a相） 过渡到另外一相（如b相），在这两相之间需 要设置一个绝缘断口，这就是电分相。 与之相关的还有电分段，在同相之间设 置的绝缘断口。
铁道供电技术基本知识点
铁道供电技术基本知识点铁道供电是指为铁路运输提供稳定电能的技术系统。
它主要包括供电系统的构成、工作原理以及相关设备的基本知识。
下面将从基本概念、供电系统组成、工作原理和设备等方面进行详细介绍。
一、基本概念铁道供电技术是铁路运输系统中的重要组成部分，它为铁路运输提供安全、稳定的电能。
铁道供电系统主要包括接触网、牵引变电所、配电装置等多个组成部分。
接触网是通过电气连接与运行的电气车辆接触的部分，它负责将电能传输到电气车辆上。
牵引变电所是铁路接触网中的一个重要设备，它将高压电能转化为适合电气车辆使用的低压电能。
配电装置则负责将低压电能进行分配和控制，确保电气车辆的正常工作。
二、供电系统组成铁道供电系统主要由接触网、牵引变电所和配电装置组成。
1.接触网接触网是供电系统中最重要的组成部分，它负责将电能传输到电气车辆上。
接触网通常由一根或多根导线和支撑系统组成，导线负责传输电能，支撑系统则负责支撑导线。
接触网一般采用直流供电，也有部分地区采用交流供电。
为了确保安全，接触网的导线必须具备良好的电气性能和机械性能，同时要经过定期维护和检修。
2.牵引变电所牵引变电所是铁路接触网中的重要设备，它将高压电能转化为适合电气车辆使用的低压电能。
牵引变电所通常由主变压器、整流装置、配电装置等组成。
主变压器负责将输送来的高压电能降压，整流装置将交流电转化为直流电，配电装置负责将电能分配到不同的区域。
3.配电装置配电装置负责将低压电能进行分配和控制，确保电气车辆的正常工作。
它通常由开关设备、保护设备和计量设备组成。
开关设备用于控制和分配电能，保护设备用于监测电路状态并进行保护，计量设备用于测量电能的使用情况。
三、工作原理铁道供电系统的工作原理主要是将接触网上的高压电能转化为适合电气车辆使用的低压电能。
具体流程如下：1.高压输电供电系统首先将高压电能传输到牵引变电所。
这一过程通常涉及输电线路和变电设备，输电线路将电能从电源输送到牵引变电所，变电设备则负责将高压电能转化为适合电气车辆使用的低压电能。
电气化铁道供变电技术(一次系统)
去游离过程一般由下述两个过程组成： （1）复合过程：电弧中带不同电荷的质点在运动中互相接触交换多余的能量成 为中性质点的过程叫复合。 （2）扩散过程：电弧中有足够动能的带电质点，克服电场力的束缚，逸入周围 介质中去变为中性质点的过程叫扩散。
因此，影响去游离过程的因素如下： （1）与触头间电场的强弱有关。它决定带电质点发射的强度和带电质点运动的 速度。电场弱，带电质点运动速度慢，复合过程强。 （2）与开断的电流大小有关。电流小，弧柱细，温度低，易复合。 （3）与触头间隙的介质种类有关。分子量大、化学性能稳定的介质易复合。 （4）与气体介质的压力有关。根据巴申曲线压力大至十几个大气压以上或接近 真空有利于复合。 （5）与触头材料有关。触头材料的热容量大，导热系数大，不易产生热电子发 射，使游离过程减弱，易复合。 （6）与弧柱内外的温度差、离子浓度差有关。温差大，浓度差大，易扩散。 四、交流电弧的特性
（一）SF6 气体的特性 1、SF6 气体是一种无色、无味、无毒、无嗅、不可燃亦不助燃的惰性气体。常 温常压下密度约为空气的 5 倍，常压下，升华温度为—63.8℃,常温 下,21X9.8X104Pa 的气压时仍为气态. 2、六氟化硫分子结构呈正八面体，属于完全对称结构。硫原子和六个氟原子间 以极强的共价键相连，化学性能稳定，不易电离。它不溶解于水和变压器油中； 它与氧、氢、铝以及其他许多物质不发生化学反应；热稳定性高，在 500℃时 不分解。 3、六氟化硫分子在电弧高温下分解成低氟化合物（如 SF4、SF3、SF2、SF、F、 S 等）；但一旦促使它分解的能量解除，分解将急速再结合为 SF6。结合时间不 大于 10-5S。因此，在电流过零时，弧隙介电强度恢复极快，大约是空气的 100 倍。可承受很高的恢复电压，故其单断口耐压很高。因此，在 9.8X104Pa 气压 下，其绝缘能力超过空气的 2 倍，在 3X9.8X104Pa 的气压气压下，其绝缘能力 和变压器油相当。 4、电弧在 SF6 气体中直径很小，电弧电压低，只有几十伏到几百伏（而在油开 关中可达 1KV 以上），这样在燃弧过程中，电源注入弧柱的能量就小。抑制热游 离，提高了灭弧能力。 5、SF6 气体的热导率（导热系数），在常温下比空气低 30%，但由于分子量大， 热容量大，若包括自然对流效应，总的热传导能力远比空气好。 6、六氟化硫分子具有强负电性，而且体积大，容易捕获电子并能吸收其能量， 生成低活动性的稳定负离子，在电场力的作用下，其自由行程短，运动速度慢， 复合过程强烈。使弧隙中带电粒子减少，导电率下降，电弧易熄灭。
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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绪论
第一章供变电系统概述
学习目标：了解电力系统的概念；电力牵引供电系统的概述。
重点：电力牵引供电系统的组成；
难点：供变电系统相关的主要设备及功能。
教学内容：
电力牵引是一种新型的运输牵引动力。
我国铁路运输的牵引动力，目前主要有内燃牵引和电力牵引两种形式。
以电力牵引为主要牵引方式的干线称为电气化铁路。
第一条电气化铁道1961年8月15日宝鸡-凤州91km建成通车。
电力牵引特点：
1、能多拉快跑，提高运输能力。
2、能综合利用能源，减低燃料消耗。
3、能减低运输成本，提高劳动生产率。
4、能改善劳动条件，不污染环境。
5、能采用综合自动化技术，安全性高。
一、电力系统概述
由、、、和用电等环节组成的电能生产与消费系统。
它的功能是将自然界的通过转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。
为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能(图1)。
一、电力系统中性点运行方式
电力系统中性点的运行方式共三种：中性点不接地运行方式、中性点经消弧线圈接地运行方式、中性点直接接地运行方式和中性点经电抗器接地的三相系统。
前两种接地系统统称为小接地电流系统，后两种接地系统又称为大接地电流系统。
其中采用最广泛的是中性点不接地、中性点经过消弧线圈接地和中性点直接接地等三种方式。
研究分析中性点运行方式的目的一是分析影响系统可靠运行的因素，二是合理设置设备的绝缘，三是研究如何避免对通信的干扰，四是选择继电保护等。
电力线路存在分散电容，各相对地之间是空气层，空气是绝缘介质，组成分散电容C。
分散电容有相对地电容和相间电容。
通常不予考虑相间电容。
1、中性点不接地的三相电力系统
输电线路的绝缘水平按线电压设计，当发生单相接地故障时，三相系统仍然对称，接在相间电压上的用电器的供电并未遭到破坏，可以继续运行。
但是这种电网长期在单相接地的状态下运行，也是不能允许的，因为这时非故障相电压升高，绝缘薄弱点很可能被击穿，而引起两相接地短路，将严重地损坏电气设备。
另一方面由于存在接地容性电流，当接地的电容电流较大时，在接地处引起的电弧就很难自行熄灭。
在接地处还可能出现所谓间隙电弧，即周期地熄灭与重燃的电弧。
由于电网是一个具有电感和电容的振荡回路，间歇电弧将引起相对地的过电压，这种过电压会传输到与接地点有直接电连接的整个电网上，更容易引起另一相对地击穿，而形成两相接地短路，危机系统安全。
故限制电弧措施，是电力系统中性点不接地运行方式研究的课题之一。
因此在中性点不接地电网中，必须设专门的监察装置，以便使运行人员及时地发现一相接地故障，从而切除电网中的故障部分。
2、中性点经消弧线圈接地的三相系统
中性点不接地电力网发生故障时，仍可继续运行2h，但若接地电流值过大，会产生持续性电弧，危胁设备，甚至产生三相或二相短路。
当一相接地电容电流超过允许值时,可以用中性点经消弧线圈接地的方法来解决，该系统即称为中性点经消弧线圈接地系统。
常见限制接地电流的措施是中性点经消弧线圈接地。
当W相发生单相接地故障时，中性点电位N上升为相电压
∵消弧线圈为可调电感线圈
∴电感电流流过接地点，
∵电流方向相反
∴起到相互抵消的作用。
补偿方式有三种：全补偿、欠补偿和过补偿。
全补偿由XL=Xc，网络容易因不对称形成串联谐振过电压，故不采用；欠补偿为容性电流，容易发展成为全补偿方式，所以很少采用；系统通常采用过补偿，使接地为感性电流，但应注意电感电流数值不能过大。
消弧线圈主要有带气隙的铁芯和套在铁芯上的绕组组成，它们被放在充满变压器油的油箱内。
绕组的电阻很小，电抗很大。
消弧线圈的电感，可用改变接入绕组的匝数加以调节。
显然，在正常的运行状态下，由于系统中性点的电压三相不对称电压，数值很小，所以通过消弧线圈的电流也很小。
采用过补偿方式,即使系统的电容电流突然的减少(如某回线路切除)也不会引起谐振，而是离谐振点更远。
3、中性点直接接地的三相系统
中性点的电位在电网的任何工作状态下均保持为零。
在这种系统中，当发生单相接地时，这一相直接经过接地点和接地的中性点短路，单相接地短路电流的数值最大，因而应立即使继电保护动作，将故障部分切除。
运行经验表明，大多数的单相接地故障，都具有瞬时的性质，在故障部分切除以后，接地处的绝缘可能迅速恢复，而送电线可以立即恢复工作。
目前在中性点直接接地的电网内，为了提高供电可靠性，均装设自动重合闸装置，在系统单相接地线路切除后，立即自动重合，再试送一次，如为瞬时故障，送电即可恢复。
中性点直接接地的主要优点是它在发生单相接地故障时,非故障相地对电压不会增高。
结论：在中性点经消弧线圈接地的系统中，单相接地和中性点不接地系统一样，故障相对地电压为零，非故障相对地电压升高，三相线电压仍然保持对称和大小不变，所以也允许暂时运行，但不得超过两小时，消弧线圈的作用对瞬时性接地系统故障尤为重要，因为它使接地处的电流大大减小，电弧可能自动熄灭。
接地电流小，还可减轻对附近弱点线路的影响。
二、电力牵引供电系统概述
我国电气化铁路采用工频单相交流制。
向电气化铁路供电的牵引供电系统由分布在铁路沿线的牵引变电所及沿铁路架设的牵引网组成。
为了保证供电的可靠性，由电力系统送到牵引变电所的高压输电线路均为双回路。
各种牵引变电所功能框图
电气化铁道供电系统组成
牵引供电回路的构成是：牵引变电所、馈电线、接触网、电力机车、钢轨与大地、回流线。
在这个闭合回路中，通常将馈电线、接触网、钢轨与大地、回流线统称为牵引网。
重点介绍：
1、牵引变电所
牵引变电所的功能是将三相的110KV高压交流电变换为两个单相27.5KV 的交流电，然后向铁路上、下行两个方向的接触网（额定电压为25KV）供电，牵引变电所每一侧的接触网都称做供电臂。
该两臂的接触网电压相位是不同相的，一般是用耐磨的分相绝缘器。
相邻牵引变电所间的接触网电压一般为同相的，其间除用分相绝缘器隔离外，还设置了分区亭，通过分区亭断路器（或负荷开关）的操作，实行双边（或单边）供电。
牵引供电系统一般由铁路以外的容量较大的电力系统供电。
电力系统有许多种电等级网络和设备，其中110KV及以上电压等级的输电线路，用区域变电所中的变压器联系起来，主要用于输送强大电力，利用它们向电气化铁路的牵引变电所输送电力，供电牵引用力。
为了保证供电的可靠性，由电力系统送到牵引变电所高压输电线路无一例外地为双回线。
两条双回线互为备用，平时均处于带电状态，一旦一条回路发生供电故障，另一条回路自动投入，从而保证不间断供电。
牵引变电所主接线
牵引变电所(包括分区亭、开闭所，AT所等)，为了完成接受电能，高压和分配电能的工作，其电气接线可分为两大部分：一次接线(主接线)和二次接线。
2、开闭所
所谓开闭所，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，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、供电灵活运行的目的。
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。
3、分区亭
分区亭设于两个牵引变电所的中间，可使相邻的接触网供电区段(同一供电臂的上、下行或两相邻变电所的两供电臂)实现并联或单独工作。
如果分区厅两侧的某一区段接触网发生短路故障，可由供电的牵引变电所馈电线断路器及分区亭断路器，在继电保护的作用下自动跳闸，将故障段接触网切除，而非故障段的接触网仍照常工作，从而使事故范围缩小一半。
4、AT所
牵引网采用AT供电方式时，在铁路沿线每隔10km左右设置一台自耦变压器AT，该设置处所称做AT所。
（或者自耦变压器站）。