高速铁路供电专题
第二章 高速铁路牵引供电系统的供电方式
第二章高速铁路牵引供电系统供电方式第一节牵引供电系统供电方式交流牵引供电系统可采用的供电方式主要有4种：直接供电方式，BT（吸流变压器）供电方式，AT（自耦变压器）供电方式和CC（同轴电缆）供电方式。
交流电气化铁道对邻近通信线路的干扰主要是由接触网与地回路对通信线的不对称引起的。
如果能实现由对称回路向电力机车供电，就可以大大减轻对通信回路的干扰。
采用BT、AT、CC等供电方式就是为了提高供电回路的对称性，其中CC供电方式效率最高，但投资过大。
目前，电气化铁路对采用BT、AT供电方式。
下面逐一介绍。
一、直接供电方式这是一种最简单的供电方式。
在线路上，机车供电由接触网（1）和轨（2）-地直接构成回路，对通信干扰不加特殊防护措施，如图2-1所示。
电气化铁路最早大都采用这种供电方式。
这种供电方式最简单，投资最省，牵引网阻抗较小，能损也较低，供电距离一般为30—40km。
电气化铁路的单项负荷电流由接触网经钢轨流回牵引变电所。
由于钢轨和大地不是绝缘的，一部分回流由钢轨流入大地，因此对通信线路产生感应影响，这是直接供电方式的缺点。
它一般用在铁路沿线无架空通信线路或通信线路已改用地下屏蔽电缆区段，必要时也将通信线迁到更远处。
图2-1带回流线的直接供电方式是在接触网支柱上架设一条与钢轨并联的回流线，称为负馈线（NF），如图2—2所示。
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，减少了电气空间，因而能部分抵消接触网对邻近通信线路的干扰，但其防干扰效果不及BT供电方式。
这种供电方式可在对通信线路防干扰要求不高的区段采用，能进一步降低牵引网阻抗，供电性能要好一些，但造价稍高。
目前我国京广线、石太线均采用此种供电方式。
图2—2二、BT供电方式BT供电方式是在牵引网中架设有吸流变压器—回流线装臵的一种供电方式，目前在我国电气化铁路中应用较广。
吸流变压器的变比是1：1.它的一次绕组串接在接触网中（1）中，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）中，故称之为吸流变压器—回流线供电方式，如图2—3所示。
第一章 高速铁路外部供电电源
第一章高速铁路外部供电电源第一节我国外部供电电源的电压选择电气化铁路供电系统的外部电源来自公用电力系统的电力网，而限制电力网送电能力的因素有4个方面：①导线发热；②电压损失；③功率和能量损耗；④稳定破坏。
这4个方面都是由电流引起的。
解决方法就是提高供电电压，减小电流。
因为三相功率和线电压、线电流的关系为S﹦3UI,当输入功率一定时，电压越高，电流越小，所以提高电压是提高电网输送能力、降低网损、提高电能质量的有效措施。
但是电压提高会导致电器设备的投资增大。
因此，选择一个合适的电压电压等级牵引变电所设计中的一项重要工作。
电力网的电压等级一般根据输送功率和输电距离来选择，其应用的大致范围可参照表1-1我国第一条电气化铁路宝风段1961年建成开通时，牵引变电所外部电源即采用110KV电源供电，随后建成的其他电气化铁路一直习惯采用110KV，应该说均保证了安全、可靠供电。
对于高速铁路牵引负荷增大较为明显。
一般来说，时速350KM/H铁路按间隔3min16辆编组运行时，牵引变电所的负荷瞬间可达170MVA，高峰小时可达130MVA。
由于牵引负荷电流大，波动比较剧烈，谐波含量丰富，并且属于单项负荷，为了增大电网对谐波、负序的承受力，减少牵引变电所母线电压的波动，降低输电线路损耗，保证输电线路的动态、静态稳定，需牵引变电所进线电压等级与负荷匹配；同时，20世纪80年代后，是我国500KV 电网大发展时期。
目前我国已运行750KV超高压电网和正在试运行1000KV特高压电力线路。
结合负荷需要和电网发展，牵引变电所进线电压等级选择220KV。
目前在我国西北地区因无220KV电压等级，因此西北地区电压等级可选择330KV。
牵引变电所进线电压等级选择220KV/330KV，由于系统具有较强的负序和谐波承受能力，有利于牵引变压器采用单项接线。
在我国目前已经实施的武广、郑西、石太、京石、石武、京津、京沪、合武等客运专线、高速铁路均采用220KV电压等级；郑西客运专线河南省境内采用220KV电压等级，陕西省境内采用330KV电压等级。
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。
中国高速铁路牵引供电关键技术-最新资料
中国高速铁路牵引供电关键技术引言2008年8月1日，我国第1条高速铁路京津城际铁路通车运营，实现了高速动车组350km/h的运营速度目标，这标志着我国高速铁路技术达到世界先进水平。
我国高速铁路目前正在快速发展阶段，相应的铁路通道也处于加速建设中。
牵引供电系统是为高速动车组提供动力的重要系统，其工作性能的安全可靠，是高速动车组安全运行的重要保障。
高速列车在正常行驶中需要大容量、可靠的高电压，即牵引供电系统对电网的要求很高，因此高速铁路牵引供电技术面临着巨大的挑战。
1 高速铁路牵引供电系统概述高速铁路牵引供电负荷量很大，具有很强的冲击力和不平衡性，因此要保证供电的可靠性，需要全面提升公用电网的供电容量与供电品质，在供电可靠性上远远高于普速的电气化铁路。
由于牵引变电所的负荷大，且1个区段内的多个牵引变电所一般属于同一区域性或地方公用电网，从而使高速铁路牵引供电负荷对公用电网、尤其是电力系统受端电网的冲击，远大于普速电气化铁路。
我国的高速铁路主要由三相220kV电网供电。
牵引变压器将三相电压转变为两相2×27.5kV分别为左右供电臂供电，自耦变压器，即AT的两个接头分别接：接触线27.5kV，正馈线-27.5kV，而中性线接地并与钢轨相连。
由于牵引网采用全并联AT供电方式，沿线平均10～15km需要设置一台AT于AT所和分区所。
在复线2×27.5kV供电系统的基础上，在AT所和分区所，横连线将上下行同类线路进行并联。
2 高速铁路牵引供变电技术2.1 AT供电系统自耦变压器AT是普通双绕组变压器的一种特殊连接，此种变压器最大的特点就是高压绕组与低压绕组的连接方式，两者之间不但有相互的磁路耦合，而且其电路也有直接联系，所以其传递的功率为感应功率和传导功率之和。
由于AT的高低压绕组间有直接电路联系，便要求低压侧与高压侧具有同样的绝缘水平，且其常用于高低侧电压比较接近的场合。
与以往的供电系统不同，全并联AT供电系统的电流分布可以有效的减少供电线路中的电流和电压损失，并且可以大大降低通信线路的电磁干扰。
模块1.高速铁路基础知识《高速铁路牵引供电》教学课件
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1.4 中国发展高速铁路的技术条件与社会需求
1. 技术条件
1 工程建造技术达到世界先进水平 针对我国复杂多样的地质及气候条件，攻克了湿陷性黄土和软土地区沉降变形控制难题， 掌握了复杂地质条件下高速铁路地基处理和路基填筑技术等。
2 高速列车技术达到世界先进水平 系统掌握了时速200～250 km动车组核心技术，全面构建了设计制造体系。在此基础上， 攻克了制约速度提升的技术难题等。 3 列车控制技术达到世界先进水平 系统掌握了满足时速250 km的CTCS-2级列车运行控制技术，成功应用于既有线第六次 大面积提速和新建的时速250 km高速铁路等。
《高速铁路牵引供电》
第一章
高速铁路基础 知识
目录 目录
1.1 高速铁路的定义与特点 1.2 我国高速铁路的发展历程与方向 1.3 高速铁路的技术特点 1.4 中国发展高速铁路的技术条件与
社会需求
1.1 高速铁路的定义与特点
1. 高铁的定义
1 国际规定 西欧把新建时速达到250～300 km、旧线改造时速达到200 km的铁路线路称为高速铁 路。1985年联合国欧洲经济委员会在日内瓦签署的国际铁路干线协议规定：新建客运列车专 用型高速铁路时速为350 km以上，新建客货运列车混用型高速铁路时速为250 km。 2 中国规定 中国2014年1月1日起实施的《铁路安全管理条例》规定：高速铁路（高铁）是指设计开 行时速250 km以上（含预留），并且初期运营时速200 km以上的客运列车专线铁路（客运 专线）。
高速铁路牵引供电概述
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
高速铁路电力设备应急供电方案
高速铁路电力设备应急供电方案清晨的阳光透过窗帘的缝隙，洒在我的笔记本上，键盘上敲击的声音，仿佛是铁路上列车行进的节奏。
十年的方案写作经验，让我对这个话题有了自己的理解和感悟。
下面，就让我用意识流的方式，为你呈现这份“高速铁路电力设备应急供电方案”。
我们要明确应急供电的目的。
高速铁路作为国家重要的交通基础设施，其电力设备的稳定运行至关重要。
一旦出现电力故障，不仅会影响列车正常运行，还可能对旅客安全构成威胁。
因此，我们的目标是确保在电力故障发生时，能够迅速、高效地恢复供电，保证铁路运行的安全和稳定。
一、应急供电设备的选择1.1应急发电机组应急发电机组是应急供电的核心设备，其容量和类型应根据高速铁路电力设备的实际需求来确定。
考虑到高速铁路的用电量较大，我们建议选择大功率的柴油发电机组，以保障电力供应的连续性和稳定性。
1.2应急电源柜应急电源柜是应急供电系统的关键组成部分，负责将应急发电机组产生的电能分配到各个电力设备。
在选择应急电源柜时，应考虑其输出电压、电流、频率等参数与高速铁路电力设备的要求相匹配。
二、应急供电系统的设计2.1供电方案设计应急供电系统应采用双回路供电方式，即正常供电回路和应急供电回路。
正常供电回路负责日常电力供应，应急供电回路在正常供电回路发生故障时自动切换，确保电力设备正常运行。
2.2供电设备布局应急发电机组和应急电源柜应安装在便于操作和维护的位置，同时考虑到铁路沿线环境，应选择具有良好散热性能的设备。
应急供电设备应与正常供电设备保持一定的距离，以防止相互影响。
2.3供电线路设计应急供电线路应采用专用电缆，电缆敷设时应避免与其他电缆交叉，减少故障概率。
同时，电缆应具有一定的抗拉强度和耐磨性能，以适应铁路沿线的恶劣环境。
三、应急供电系统的实施3.1设备安装在设备安装过程中，要严格按照施工图纸和技术要求进行，确保设备安装到位。
同时，对设备进行调试，检查各项参数是否满足高速铁路电力设备的需求。
高铁供电模式知识点
高铁供电模式知识点高铁是一种高速铁路交通工具，其供电系统是保障列车正常运行的重要组成部分。
本文将介绍高铁供电模式的相关知识点，包括常用的供电方式、供电系统的组成以及其优势和不足之处。
一、常用的高铁供电方式1. 变电所供电方式变电所供电方式是目前高铁常用的供电方式之一。
该方式通过架设变电所，将市电的交流电能转化为高铁列车所需的直流电能。
变电所供电方式具有供电可靠、运行灵活等特点，能够满足高铁列车对电能的需求。
2. 高速发电机组供电方式高速发电机组供电方式是另一种常见的高铁供电方式。
该方式通过安装发电机组，将其输出的交流电能转化为高铁列车所需的直流电能。
高速发电机组供电方式具有供电灵活、自主性高等特点，在一些特殊情况下可以提供紧急供电。
3. 非接触式供电方式非接触式供电方式是近年来新兴的一种供电方式。
该方式利用高铁列车与供电线圈之间的电磁感应原理，实现对列车的供电。
非接触式供电方式具有接触线减少、供电范围广等优势，但对高铁列车的技术要求较高。
二、高铁供电系统的组成部分1. 变电设备变电设备是高铁供电系统的核心组成部分，包括变电所和变电站。
变电所通过变压器将市电的交流电能转化为适合高铁列车的直流电能，变电站则将电能输送到列车所在的轨道供电。
2. 列车供电设备列车供电设备包括高速发电机组和供电线圈等组成部分。
高速发电机组负责将变电所输出的交流电能转化为高铁列车所需的直流电能，供电线圈则通过电磁感应原理提供非接触式供电。
3. 接触网和集电装置接触网和集电装置是高铁列车供电的关键部分。
接触网负责将电能传输到列车运行所在的轨道上，集电装置则负责将接触网传输的电能导入列车内部供电系统。
三、高铁供电模式的优势和不足1. 优势高铁供电模式具有以下优势：- 供电可靠：采用变电所供电方式或高速发电机组供电方式，能够保障高铁列车正常运行。
- 运行灵活：供电系统可以根据列车实际运行情况进行调整，确保电能的及时供应。
- 维护方便：供电系统的组成部分相对独立，维护和修复工作较为便利。
高速铁路供电专题
措施
1.对与高铁线路衔接的分相的无电区、中性段距离进 1.对与高铁线路衔接的分相的无电区、中性段距离进 行普查、对所有关节式分相的结构间隙进行测量，对间隙 不满足规定的及时调整，无电区、中性段距离不符合规定 的由设计部门提出改造方案。 2.对虹封、虹七联络线分相的结构间隙进行调整，保 2.对虹封、虹七联络线分相的结构间隙进行调整，保 证间隙在450mm-500mm。 证间隙在450mm-500mm。 3. CRH2E型大编组动车通过该处分相时，升单弓。 CRH2E型大编组动车通过该处分相时，升单弓。 4.运行单位加强对分相的巡视检查，发现问题及时处 4.运行单位加强对分相的巡视检查，发现问题及时处 理。
检查重点
1.定位装置的结构及安装状态应保证定位点处接触线的弹性，当受电弓
通过或温度变化时，接触线能上下、左右自由移动。 2．定位管应与腕臂在同一垂面内，一般情况下呈水平状态，正定位允 许抬头；反定位允许低头，但坡度不得大于150 mm/m。提吊定位 许抬头；反定位允许低头，但坡度不得大于150 mm/m。提吊定位 管的不锈钢吊线端部余长150 mm，吊线露出压接管10mm。 管的不锈钢吊线端部余长150 mm，吊线露出压接管10mm。 3．定位器和腕臂顺线路偏移的方向、角度相一致，定位线夹安装正确。 4．限位间隙应符合设计要求，允许偏差为±lmm。（1150mm定位器 ．限位间隙应符合设计要求，允许偏差为±lmm。（1150mm定位器 间隙为17.6mm；1250mm定位器间隙为16.7mm。见下图） 间隙为17.6mm；1250mm定位T008#安装图
高速铁路牵引供电技术 PPT课件
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1个站400kV
1个站400kV 1个站400kV
世界主要高速铁路国家电铁供电电源电压等级
西 班 牙
德国
3个站132kV， 马德里－塞维利亚 250 220 短路容量不 小于2000MVA 马德里－巴塞罗那 350 400 3个站220kV 德国高速铁路最高速度330km/h，采用由铁路自建电网 供电。供电制式为15kV、16又2/3Hz，采用独特的同相 供电方式，牵引站间隔约为普通不同相供电方式的1/3， 牵引变压器容量一般为2×15MVA。牵引站外部电源采用 110kV，系统短路容量不小于1000MVA。
高速铁路牵引供电技术
• 1、牵引供电系统对外部电源的要求
• 2、牵引网供电方式的比较
• 3、直供加回流线供电方式分析
• 4、AT供电方式分析
牵引供电系统对外部电源的要求
1）电压水平对外部电源短路容量的要求
GB 12325—90电能质量 供电电压允许偏差 交流 50Hz 电力系统供电电压偏差定义为实测电 压与额定电压之差，以额定电压的百分数表示。 供电电压允许偏差： （ 1） 35kV 及以上供电电压正、负偏差的绝对值 之和不超过额定电压的10%； （ 2） 10kV 及以下三相供电电压允许偏差为额定 电压的±7% ； （ 3） 220V 单相供电电压允许偏差为额定电压的 +7%、-10%。
（2）220kV的短路容量：1715.73 MVA-7697.7 MVA 2006年对国内华北某电网4个110kV变电站、10个
高速铁路供电
控制和信号系统
• 牵引变电所控制系统用于对开关进行分闸与合闸 的控制以及直流电源调节、交流电源切换、变压 器冷却风扇的投入和退出、操作机构加热器投入 和退出、变压器抽头调节等操作。变电所开关控 制一般有当地控制、距离控制和远程控制三种方 式。变电所的主控制室一般有交流电源屏、直流 电源屏、蓄电池屏、计量屏、控制屏、保护屏、 远动系统的RTU等二次设备。
• 在高压系统中，用来对电路进行开合操作，切除和隔离事故区域，对电路运 行情况进行监视，保护和测量的设备，通称为高压电器。
• 高压断路器：是一种重要的控制和保护电器，用来在电路正常工作和发生故 障时关合和开断电路，一般由触头、灭弧室、绝缘介质、壳体结构、运动机 构等组成。
• 隔离开关：隔离开关是一种没有灭弧作用的开关设备，只起隔离作用,不能带 载分合,也没有短路等保护功能。高压电网中，当断路器断开电路后，由于断 路器触头位置的外部指示器缺乏直观，有些情况下它的指示与触头的位置不 相一致。隔离开关的断开，使高压设备与电源隔离得到明显的隔离，保证检 修人员的安全，起辅助开关的作用。
承力索
接触线 承力索
接触线 承力索
弹性吊索
接触线
辅助承力索
四跨非绝缘锚段关节示意图
中心锚结示意图
交叉式线岔
无交叉式线岔原理图
武广客运专线接触网中的无交叉式线岔实物图
无鸡心环式整体吊弦示意图
带鸡心环式整体吊弦示意图
武广客运专线滑轮组自动补偿装置实物图
武广客运专线中的分段绝缘器实物图
第三节 高速铁路供电设备的检测与维护
一、高速铁路接触网的基本结构
• 高速铁路采用架空式接触网，主要由支 柱与基础、支持装置、定位装置、接触悬 挂等部分组成，前三部分带电，与支柱 （或其它建筑物）接地体之间用绝缘子隔 开，接触网通过与受电弓的直接接触将电 能供给动车组。
高速铁路电力供电系统
001第三章 高速铁路电力供电系统高速铁路电力岗位维修人员，必须掌握高速铁路电力专业基本知识。
了解高速铁路电力供电系统和电力SCADA 系统基本原理和设计特点。
第一节 电力供电系统一、电力系统概述电力系统是由发电厂、变电站、输电线、配电系统和负荷组成的有机整体，是现代社会最重要、最庞杂的系统之一。
通常把包括动力、发电、变电、输电、配电及用电的全部系统称为动力系统。
将电力系统中输送、变换和分配电能的整个环节称为电力网。
它们的关系如图3-1所示（以水力发电为例）。
图3-1 动力系统、电力系统和电力网示意图（一）发电厂发电厂就是将煤、水力、原子能等一次能源转换为电能——二次能源的工厂。
按照发电厂所使用的一次能源不同，发电厂可分为火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂等，火力发电和水力发电在我国电能生产中占有很大的比例，除此之外，还有风力、地热和太阳能发电等。
（二）电力网电力网担负着将发电厂和电能用户连接起来组成系统的任务，它对于电力系统的可靠性和经济性运行有着重要的意义。
图3-2是电力系统组成示意图，虚线框内是电力系统的电力网部分。
电力网由各种电压等级的输、配电线路和变（配）电站（所）组成。
电力网的任务是将电能从发电厂输送和分配到电能用户。
按其功能常分为输电网和配电网两大部分，输电网是由220 kV及以上的输电线路和与其相连接的变电所组成，是电力系统的主要网络，其作用是将电能输送到各个地区的配电网或直接输送给大型企业用户。
配电网是由110 kV及以下的配电线路和与其相连接的配电所（或简单的配电变压器）组成，其作用是将电能输送到各类用户。
为了减少电流在输电网络上产生的电能损耗，在远距离的输电网中，一般采用超高压（330 kV以上）输电方式。
发电厂的发电机端电压不可能过高（一般为6～10 kV），电能用户的电压也不可能很高（一般为10 kV及以下），因此，电力网还担负着改变电压等级的作用，这就是变（配）电所（站）。
高速铁路牵引供电系统基础知识
1.牵引供电系统的概念
将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置称为牵引 供电系统。高速铁路牵引供电系统是高速铁路的重要组成部 分。为使高速铁路动车组机车能高速、稳定地行驶，需要牵 引供电系统不间断地提供质量良好且可靠的电能。
高速铁路牵引供电系统基础知识
2.高速铁路牵引供电系统的组成
高速铁路牵引供电系统基础知识
2.高速铁路牵引供电系统的组成
电力机车是通过受电弓向接触网取流的。受电弓是安装在电力机车上 的一种从一根或几根接触线上集取电流的专用设备。受电弓由弓、框架 、底架和传动系统等部分组成，受电弓的几何形状可以改变。受电弓与接 触网接触是电力机车获得电能的一种方式。每台电力机车有前、后两个受 电弓，司机控制其升起，并以一定的接触压力紧贴接触线获取电能。良好 的弓网关系是保证电力机车安全、可靠、高速运行的关键技术之一。
（1）牵引变电所。牵引变电所是牵引供电系统的核心部分。它的任务 是将电力系统的三相电压降低，并以单相方式馈出。牵引变电所一般采用 双回路电源供电，以保证供电的可靠性。其供电方式一般有五种：直接供 电方式、带吸流变压器的供电方式、带回流线的直接供电方式、自耦变压 器供电方式及同轴电力电缆供电方式。
（2）接触网。接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的输电线 路，在整个供电回路中起着十分重要的作用。接触网主要由接触悬挂、支 持装置、定位装置、支柱与基础四大部分组成。接触网分为刚性接触网和 柔性接触网。
高速铁路供电系统设计
高速铁路供电系统设计随着科技的不断进步和交通需求的增加，高速铁路成为许多国家重点发展的交通方式之一。
高速铁路的发展离不开供电系统的设计与建设，而高效稳定的供电系统是高速铁路运行的关键。
本文将探讨高速铁路供电系统的设计。
一、供电系统的基本原理高速铁路供电系统的核心原理在于将电能从电网输送到列车上，为其提供动力。
整个供电系统可分为三个主要部分：变电站、接触网和动车组。
变电站是供电系统的起点，主要负责将电力从电网输送到接触网。
变电站需要将高压交流电转换为适合列车使用的直流电，并通过接触网传输到轨道上。
接触网是供电系统的核心组成部分，通过与动车组上的受电弓接触，将电力传输给列车。
接触网需要具备良好的供电稳定性和承载能力，以确保列车能够正常运行。
动车组是供电系统的终点，用于将从接触网获取的电能转化为机械能，驱动列车行驶。
动车组需要具备高效的能量转换率和出色的运行稳定性，以及满足不同线路和运行条件的供电要求。
二、供电系统的设计要素1. 电网接入能力：高速铁路供电系统需要从电网获取大量的电能，因此电网接入能力是设计的重要考虑因素之一。
供电系统应根据列车数量、行驶速度和负载情况，合理确定电网接入能力，以满足高速铁路的运行需求。
2. 接触网导线选择：接触网导线的选择直接影响到供电系统的安全性和运行稳定性。
合理的导线选择需要考虑导线的材质、强度、抗腐蚀性等因素，以及接触网与列车受电弓的良好接触性能。
3. 变电站设计：变电站是供电系统的起点，其设计需要考虑到电力转换的效率和稳定性。
变电站应配备先进的设备和技术，以确保电能的准确传输和分配。
4. 动车组供电设计：动车组供电系统需要能够适应不同运行条件下的变化需求。
供电系统应具备自动调节电力输出和适应路线配置的能力，以提高供电的效率和稳定性。
三、技术发展与创新随着高速铁路的快速发展，供电系统设计也在不断创新与完善。
以下是供电系统设计领域的一些技术发展与创新：1. 高效能量回收技术：高速铁路运行中产生的制动能量可以通过回收技术转化为电能，并重新输入供电系统。
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
高速铁路系统的供电系统设计
高速铁路系统的供电系统设计高速铁路系统作为现代城市交通的重要组成部分，对供电系统的可靠性、稳定性、经济性和安全性要求极高。
本文将就高速铁路系统的供电系统设计进行探讨，以期帮助读者更好地了解高速铁路系统的供电系统架构和特点。
一、高速铁路系统的供电方式高速铁路系统的供电方式一般分为集中供电和分散供电两种。
集中供电指的是整个铁路线路集中由一处变电站进行供电，电能通过接触网和牵引变流器向高速列车传输。
这种供电方式的优点是供电线路简单，安全可靠。
但是缺点也很明显，如果变电站出现故障，整条铁路线将不能正常运行。
分散供电则是将供电分布在铁路线路的不同位置，开发各个区段之间置变电所，在铁路线路上通过多个独立的接触网进行配电供电。
这种供电方式的优势在于可靠性更高，不会因为某一处故障而影响整条铁路线的运营。
同时也可以在供电系统中引入新的技术和材料，提高供电效率和质量。
二、高速铁路系统的供电系统架构与高速列车的牵引电动机不同，城市轨交列车的驱动系统往往被设计为交流传动系统。
高速铁路系统的牵引系统一般采用的是交流变频传动技术，将由接触网采集的高压交流电源转化为列车驱动所需的交流电源。
高速铁路系统的供电系统可分为接触网、牵引变流器、高速列车牵引系统、监控系统和保护系统等几个部分。
1. 接触网接触网是高速铁路系统的主要供电方式，支持列车行进时的供电。
接触网的主要结构包括导线、支撑系、张紧机构、防震补偿机构、介电子和地面接地等。
导线需要具备高强度、高耐腐蚀性和高导电性等特点。
支撑系统要能够适应各种复杂的地形和气候环境。
张紧机构的作用是标定接触网的张力，保证导线的持续稳定运行。
防震补偿机构主要用于适应列车行驶过程中的负荷和振动等因素。
介电子是用于接触网与其他地面物体之间的绝缘耦合。
接地系统的作用则是消除接触网的悬浮电荷。
2. 牵引变流器牵引变流器可以将接触网的高速交流电压转换成列车的适宜电压和电流，以传输到列车的高速交流变频牵引系统中，经控制后给高速列车牵引电机供电。
模块3.高速铁路电力供电系统《高速铁路牵引供电》教学课件
3.1.1 电力系统概述
1. 发电厂
发电厂就是将煤、水力、原子能等一次能源转换为电能——二次能源的工厂，分为火力 发电厂、水力发电厂、原子能发电厂等，除此之外，还有风力、地热和太阳能发电等。
2. 电力网
电力网担负着将发电厂和电能 用户连接起来组成系统的任务。右 图是电力系统组成示意图，虚线框 内是电力系统的电力网部分。
《高速铁路牵引供电》
第三章
高速铁路电力 供电系统
目录
目录
3.1 电力供电系统 3.2 高速铁路电力SCADA系统
第一节
电力供电系统
1. 电力系统概述 2. 高速铁路电力系统
3.1.1 电力系统概述
电力系统是由发电厂、变电站、输电线、配电系统和负荷组成的有机整体，是现 代社会最重要、最庞杂的系统之一。通常把包括动力、发电、变电、输电、配电及用 电的全部系统称为动力系统。将电力系统中输送、变换和分配电能的整个环节称为电 力网。它们的关系如图所示（以水力发电为例）。
3.1.2 高速铁路电力系统
1. 高速铁路电力系统构成
2）电力变（配）电所 (3）
10/0.4 kV箱式变电站
① 接线型式。10/0.4 kV箱式变电站10 kV侧进出线回路设高压负荷开关，环网接线，变 压器回路采用带熔断器负荷开关保护。箱式变电站内负荷开关均采用电动操作机构纳入 SCADA系统，实现自动隔离故障电力线路、故障定位、非故障段自动恢复供电等功能。区间 10 kV电力贯通线路上设置箱式电抗器，补偿贯通线路电容电流。
高速铁路的牵引供电系统(课堂PPT)
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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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。
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◎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
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受电弓
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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