接触网的供电方式1
接触网供电方式
2012-12-6
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乌鲁木齐供电段职工教育科
3、同轴电力电缆供电方式(CC供电方式)
接触网不(电)分段方式 吸流效率高,对邻近通信线路的电磁感应干扰影响小。 与接触网(电)分段方式相比,对邻近通信线路的电磁感应 影响稍大,防护效果稍低。
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3、同轴电力电缆供电方式(CC供电方式)
BT为实际变压器
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4、BT(吸流变压器)供电方式
改善吸—回方式防护效果措施: (1)合理选择回流线在接触网支柱上的装设位置 (2)合理确定吸上线的安装位置 (3)合理确定吸流变压器间的距离 (4)合理选择BT的变比
(5)采用局部无防护的BT过补偿方式Biblioteka 2012-12-613
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5、AT(自耦变压器)供电方式
自耦变压器的工作原理: 一次和二次回路共用部分绕组(n2部分)而n1只有一 次电流流过。输入电压是输出电压的两倍,也就是说通过 自耦变压器可以输入较高的电压而得到机车所需的低电压, 电流则相反,输入电流为输出电流的一半,从牵引变电所 来看,以两倍接触网电压沿线输送(1/2)I,送电电压加 倍,送电电流减半,送电电路中的电压损失将降低1/4, 利用AT这个特点可以增大变电所之间的距离和增大传输功 率,减少牵引网损耗。
回流线
R C
接触网
AC
27.5kV
电力机车 钢轨 T
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4、BT(吸流变压器)供电方式
BT供电方式分为两种,其示意图如下
吸—回方式
吸—轨方式
接触网的供电方式及其供电示意图
接触网的供电及其供电示意图一、接触网的供电方式接触网是架设在铁路线上空向电力机车提供电能的特殊形式的输电线路。
电能由地方电力网输送到铁路牵引变电所后,经主变压器降压达到电力机车正常使用所需电压等级,再由馈电线将电能送至接触网。
电力机车靠从接触网上获取电能以提供牵引动力,保证列车运行。
目前,我国电气化铁道干线上牵引变电所牵引侧母线上的额定电压为27.5kV(自耦变压器供电方式为2×27.5kV),接触网的额定电压为25kV ,最高电压为29kV 。
在供电距离较长时,电能在输电线路和接触网中产生电能损耗,使接触网末端电压降低。
但接触网末端电压不应低于电力机车的最低工作电压20kV ,系统在非正常运行情况(检修或事故)下,机车受电弓上的电压不得低于19kV ,所以两牵引变电所之间的距离一般为40~60km ,具体间距需经供电计算确定。
电压从牵引变电所经馈电线送至接触网,流过电力机车,再经轨道回路和回流线,流回牵引变电所。
应该指出:由于轨道和大地间是不绝缘的,在电力机车的电流流到轨道以后,并非全部电流都沿着轨道流回牵引变电所。
实际上有部分电流进入大地,并在地中流回牵引变电所。
这种由大地中流经的电流称地中电流(又称泄漏电流或杂散电流)。
牵引变电所向接触网正常供电的方式有两种:单边供电和双边供电。
如图1—3—1所示。
1.单边供电两个牵引变电所之间将接触网分成两个供电分区(又称供电臂),正常情况图1-3-1 电气化铁道供电系统1—发电厂;2—区域变电所;3—输电线;4—分区亭;5—牵引变电所6—接触线;7—轨道回路;8—回流线;9—电力机车;10供电线nt h两相邻供电臂之间的接触网在电气上是绝缘的,每个供电分区只从一端牵引变电所获得电能的供电方式称为单边供电。
单边供电时,相邻供电臂电气上独立,运行灵活;接触网发生故障时,只影响到本供电分区,故障范围小;牵引变电所馈线保护装置较简单。
这是中国电气化铁道采用的主要形式,乐昌供电车间也在用这种供电方式。
接触网的供电方式
2、吸流变压器—回流线装置BT
回流线cd 中无电流,在 接触网cd 段的长度内等于 没有防护。
d
c
两种情形都使吸流变压器—回流线在半段长度里失去效用,这种现象叫做 半段效应,失效区相当于分段长度之半。
所以实际装置是在供电臂内设置长度不大的许多吸上分段,每个分段仅长 2—4km,每个分段中央设置一台吸流变压器。分段以吸上线为界,吸上线一 端接回流线,另一端焊入钢轨。
21.07.2020
1、直接供电方式
复线区段供电方式与上述基本相同,但每一供电臂分别向上、下 行接触网供电,因此牵引变电所馈出线有四条。同一侧供电臂上、 下行线实行并联供电,可提高供电臂末端电压。越区供电时,通过 分区亭开关设备来实现。复线区段供电情况如下图所示。
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图 复线区段供电示意图
第一章 接触网概述
第一节 接触网的定义与分类 第二节 接触网的组成 第三节 供电方式 第四节 受电弓
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第三节 供电方式
在牵引供电的发展过程中,出现过低压直流、三相交流、单 相低频交流、单相工频交流等多种供电制式。目前仍采用的主 要供电制式有:单相工频25KV,单相低频15KV;直流3KV, 直流1.5KV等。
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2、吸流变压器—回流线装置BT
1 3
5 2
1 2
4
I1
I2 5
1—接触网;2—为轨道;3—为回流线;4—为吸流变压器, 变比1:1,一次线圈串接入接触网,二次线圈串接入回流; 5—为吸上线,一端接回流线,另一端与轨道或吸流变压器
线圈中点连接,以提供从电力机车到轨道的返回电流流到回
1、直接供电方式
1—输电线;2—牵引变电所;3—馈电线;4—接触网;5—电力机车;6—钢轨
高铁接触网基础知识—接触网供电方式
分区亭
下行
变电所B
上行
下行
子任务2:按接触网获得电能方式分类
4、越区供电
变电所A 分区亭I
接触网
越区开关 闭合
故障 牵引变电所
分区亭II 变电所B
接触网
越区开关 闭合
1# 变电所
➢ 越区供电
分区亭
故障变电所
分区亭
3# 变电所
单线双边供电
➢ 越区供电
变电所A 分区亭I
故障 牵引变电所
按变电所馈出线与回流线不同分类
3、吸流变压器供电方式(BT供电方式 )
吸流变压器
吸流变压器
回流线 R
AC 27.5kV
电力机车
接触网 C 钢轨
T
特点:每相距1.5~4 km间隔,设置一台变比为1:1的电 力变压器。它的一次绕组串接在接触导线上,其二次绕 组则串接在特设的回流线(NF)上。
按变电所馈出线与回流线不同分类
只承受一组 接触悬挂
没有回流线
按变电所馈出线与回流线不同分类
2、带回流线的直接供电方式(DN供电方式 )
回流线 R
AC
27.5kV
电力机车
接触网 C
钢轨 T
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。
3、吸流变压器供电方式(BT供电方式 )
原理:由于吸流变压器变比为1:1缘故,回流线和接 触网中的电流基本上大小相等,方向相反。两者的交 变磁场基本上可互相平衡(抵消),这样就达到了牵引 供电回路比较对称的目的。这种方式使牵引电流在邻 近的通信线路中的电磁感应影响大大地减小。
接触网分类及供电方式
c支柱翼缘不得有裂纹
3 、刚性接触网的组成
(1) 、接触悬挂: (2) 、支持和定位装置:
(1) 、接触悬挂:
A 、汇流排和接触线: a 、汇流排:一般用铝合金材料制成 ;其形状一般做成Τ型
和Ⅱ型; Ⅱ形结构汇流排包括标准型汇流排、汇流排终端及刚柔 过渡元件. b 、接触导线:一般采用银铜导线,其截面积一般采用 120mm2或150 mm2 ;接触导线通过特殊的机械方法镶 嵌于Ⅱ型汇流排上,或通过专用线夹固定于Τ型汇流排上, 与汇流排一起组成接触悬挂. B 、伸缩元件:其功能是能在一定范围内自由伸缩,同时又 能满足电气性能的要求;一般一个锚段安装一个膨胀元件, 其作用是补偿铝合金汇流排与银铜接触线因热胀系数不同 而产生的热膨胀误差. C 、接头:其要求是既要保证被连接的两根汇流排机械上 良好接触,又要有足够大的接触面积,确保导电性能良好. D 、中心锚结:其作用是防止接触悬挂窜动.
(1)直链形悬挂(2)半斜链形悬挂 (3)斜链形悬挂
(2)、支持装置
主要设备: 腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串、棒式绝缘子及 悬挂接触悬挂的全部设备。 作用: 用以支持接触悬挂,并将其负荷传给支柱或其 它建筑物。 腕臂结构: 分为绝缘腕臂、非绝缘腕臂。 绝缘腕臂又分为普通腕臂和平头腕臂。
(3)、定位装置
线.
2、柔性接触网的组成
(1)、接触悬挂 (2)、支持装置 (3)、定位装置 (4)、支柱与基础
区间接触网系统 – 单腕臂悬挂
车站的接触网系统 – 软横跨
电力机车与接触网
电力机车与接触网
(1)、接触悬挂
主要设备: 接触线、吊弦、承力索和补偿器及其连接 零件。 作用:
接触网系统概述—供电方式
AT供电方式示意图~15 km左右将自耦变压器线路端子并联接在接触导线和AF线上,
自耦变压器绕组中性点端子接至钢轨,则牵引网构成2×25kV供电网络。
自耦变压器供电方式的特点
02
牵引网阻抗很小,约为直接供电方式的1/4,其供电距离长。
(Boosting Wire),它是机车电流返回回流线的通路。
吸流变压器供电方式的特点
03
吸流变压器(BT)采用变比为1:1的特殊变压器。
吸流变压器供电方式的特点
04
回流线中流过的电流与接触网内流过的牵引电流方向相
反,它们形成的电磁场互相抵消。
BT供电方式缺点
并不能完全消除电磁干扰,
单位长度阻抗加大;
受电弓通过吸流变压器分
存在半段效应;
电能损失和电压降均增加;
段时,将产生电弧,烧损
结构复杂和维护工作量大;
接触线和受电弓滑板。
BT供电方式应用情况
目前我国电气化铁道中采用BT供电方式
的线路中,大部分BT变压器已经退出运行。
CC供电方式
CC供电方式(coaxial cable supply system of electric traction)是指电力
吸流效率高,对邻近通信线路的电磁感应干扰影响小。与接触网(电)分段方
式相比,对邻近通信线路的电磁感应影响稍大,防护效果稍低。
接触网
钢轨
变电所
连接线
电缆外导体
电缆内导体
接触网(电)分段
对邻近通信线路的影响主要决定于电缆内导体和外导体中的电流差。由于电缆内外导
体之间互感系数大,吸流效率高,故电缆内外导体的电流差小,即通过轨道、大地返回
接触网的供电方式及其供电示意图讲解学习
接触网的供电方式及其供电示意图接触网的供电及其供电示意图一、接触网的供电方式接触网是架设在铁路线上空向电力机车提供电能的特殊形式的输电线路。
电能由地方电力网输送到铁路牵引变电所后,经主变压器降压达到电力机车正常使用所需电压等级,再由馈电线将电能送至接触网。
电力机车靠从接触网上获取电能以提供牵引动力,保证列车运行。
目前,我国电气化铁道干线上牵引变电所牵引侧母线上的额定电压为27.5kV(自耦变压器供电方式为2×27.5kV),接触网的额定电压为25kV,最高电压为29kV。
在供电距离较长时,电能在输电线路和接触网中产生电能损耗,使接触网末端电压降低。
但接触网末端电压不应低于电力机车的最低工作电压20kV,系统在非正常运行情况(检修或事故)下,机车受电弓上的电压不得低于19kV,所以两牵引变电所之间的距离一般为40~60km,具体间距需经供电计算确定。
电压从牵引变电所经馈电线送至接触网,流过电力机车,再经轨道回路和回流线,流回牵引变电所。
应该指出:由于轨道和大地间是不绝缘的,在电力机车的电流流到轨道以后,并非全部电流都沿着轨道流回牵引变电所。
实际上有部分电流进入大地,并在地中流回牵引变电所。
这种由大地中流经的电流称地中电流(又称泄漏电流或杂散电流)。
牵引变电所向接触网正常供电的方式有两种:单边供电和双边供电。
如图1—3—1所示。
图1-3-1 电气化铁道供电系统1—发电厂;2—区域变电所;3—输电线;4—分区亭;5—牵引变电所1.单边供电两个牵引变电所之间将接触网分成两个供电分区(又称供电臂),正常情况两相邻供电臂之间的接触网在电气上是绝缘的,每个供电分区只从一端牵引变电所获得电能的供电方式称为单边供电。
单边供电时,相邻供电臂电气上独立,运行灵活;接触网发生故障时,只影响到本供电分区,故障范围小;牵引变电所馈线保护装置较简单。
这是中国电气化铁道采用的主要形式,乐昌供电车间也在用这种供电方式。
感应电
3、测量电流的接线: 测量电流的接线:
3.1.4 加强作业监护对于工作条件复杂, . . 加强作业监护对于工作条件复杂, 感应电较强或有触电危险的工作, 感应电较强或有触电危险的工作,应设专职 监护人员。专职监护人员不得兼任其他工作, 监护人员。专职监护人员不得兼任其他工作, 以便在杆上作业人员出现异常情况时, 以便在杆上作业人员出现异常情况时,能够 迅速采取急救措施。 迅速采取急救措施。 3.1.5 建立统计台帐有感应电的区段线路, . . 建立统计台帐有感应电的区段线路, 各电力班组必须建立相关的统计资料台帐, 各电力班组必须建立相关的统计资料台帐, 并加强在该区段日常作业时的安全措施。 并加强在该区段日常作业时的安全措施。
3、预防措施
3.1 注意作业安全
进行电力作业时, 进行电力作业时,应将停电的电力贯通线 进行有效短路接地, 进行有效短路接地,以有效消除静电感应 电压,并改变电磁感应电动势的分布情况, 电压,并改变电磁感应电动势的分布情况, 最大程度地降低接触网感应电压对作业人 员的危害。作业时, 员的危害。作业时,应具体采取以下安全 防范措施。 防范措施。
三、感应电压对作业人员的危害: 感应电压对作业人员的危害:
1 、两线平行距离与感应电压的关系 1)二线平行距离与静电感应电压的对应关系值,根据 二线平行距离与静电感应电压的对应关系值, 二线平行距离与静电感应电压的对应关系值 实测数据资料如下表所示: 实测数据资料如下表所示 两线平行距离/ 两线平行距离/m 10 20 30 50 100 250 500 30 5 1
预防措施
3.1.1 严格执行作业规程在邻近接触网 . . 的电力贯通线上作业时, 的电力贯通线上作业时,应尽量避开阴雨 同时,须严格遵守铁道部铁运[1999] 天。同时,须严格遵守铁道部铁运 103号部令中关于电力作业安全的有关要求, 号部令中关于电力作业安全的有关要求, 号部令中关于电力作业安全的有关要求 作业人员应穿绝缘状况良好的绝缘鞋, 作业人员应穿绝缘状况良好的绝缘鞋,在 挂拆接地封线时,应戴绝缘手套, 挂拆接地封线时,应戴绝缘手套,穿绝缘 鞋(靴),并用绝缘杆操作,人体不得接触金 靴 ,并用绝缘杆操作, 属导体和地线。 属导体和地线。
接触网结构和供电方式
第一节 第二节 项第目三节三 项第目四节四
接触网基本结构 接触网的组成
接触网悬挂类型
接触网的供电方式
项目五
一、接触网的基本结构
电厂发出的电流,经升 压变压器提高电压后,由 高压输电线送到铁路沿线 的牵引变电所。在牵引变 电所里把电流变换成所要 求的电流或电压后,经馈 流线转送到邻近区间和站 场线路的接触网上供电力 机车使用。
定位器坡度:曲线定位器坡度在标准值的基础上应考虑外 轨超高,但不得超过定位器坡度的最大标准值。
二、接触网的组成-支撑定位装置
当定位器不带限位功能时,其自 由抬升空间至少应为接触线实际 抬升量或模拟抬升量的2倍;
当带限位功能时,定位器自由抬 升空间至少应为接触线实际抬升 量或模拟抬升量的1.5倍。
不限位定位器工作原理
分段绝缘器结构既能保证供电的分段,又能使受电弓 平滑地通过该设备。除上下行渡线分段器外,其他 分段器大多应配合隔离开关使用。可以使受电弓通 过时不间断的取流
二、接触网的组成-设备(分段器)
当隔离开关打开时,独立区段接触网中没有电, 便于该独立区段进行作业。
分段器 隔离开关
分段器
二、接触网的组成-设备(分段器)
无线夹区范围:接触线的投影与邻线线路中心间距为600~ 1050mm不得安装任何线夹。
二、接触网的组成-接触悬挂(线岔)
二、接触网的组成-接触悬挂(线岔)
线岔接触线相距500mm处的高差 1、正线工支与侧线工支的接触线在相距500mm处的 地方,侧线接触线应比正线接触线高20mm;
如图C点比D点高20mm。两支均为两侧线工作支 时,500mm处应等高。 2、正线工支与侧线非支的接触线在相距500mm处,非 支接触线应比工作支接触线高80mm。
感应电的危害及防范
(1)感应电动势计算公式:
电力贯通(自闭)线感应电动势计算公式:
Em=w*Mjg*L*Ij*Kg
式中:Em为电力贯通线上的纵向电动势; w为角频率; Mjg为接触网与电力贯通线的互感系数(H/km); L为二线平行长度; Ij为接触网牵引电流; Kg为轨道的反磁效应,亦称钢轨的屏蔽系数(单线取0.5, 复线取0.33)。
(2)静电感应电压的特点:
从公式中可知静电感应电压的大小主要 取决于: 1)接触网与电力贯通(自闭)线间平行距 离。平行距离越小,产生的静电感应电 压越大。 2)接触网线路的电压。接触网线路的电 压越高,则产生的静电感应电压越大; 静电感应电压与接触网中有无电流无关。
2、电磁感应电动势:
接触网中的交流电流在其周围空间会产生未被平衡的交变磁场。 根据电磁感应原理,其电流产生的磁力线切割相邻的电力贯通 线时,将产生纵向感应电动势。该感应电动势的大小,不仅与 接触网电流大小有关,而且与接触网和电力贯通线间的距离、 两线间平行接近长度有关。)。
预防措施
3.1.2 有效设置短路接地封线 要求短路 接地封线为截面不小于25 mm2 的铜线。 同时要做到: 1)在与接触网水平距离较近、天气潮湿、 作业范围较大情况下进行电力作业时,应 适当增加接地封线点。
预防措施
2)在线路上设置短路接地封线的处所若有接 地装置时,其接地电阻应不大于30 欧姆; 若无接地装置时,应选在土壤电阻率小的地 方,且接地棒(接地极)打入地下深度不得少 于0.6 m。 3)任何操作必须避免造成不同电位的开口作 业。需要断开导线或隔离开关时,应在断开 点两端接临时短接线或进行接地。
电气化区段
电力贯通(自闭)线作业中 感应电的危害及防范
一、接触网的供电方式:
电气化铁道主要供电方式
接触网的供电方式我国电气化铁路均采用单边供电方式,即牵引变电所向接触网供电时,每一个供电臂的接触网只从一端的牵引变电所获得电能从两边获得电能则为双边供电,可提高接触网末端网压,但由于其故障范围大、继电保护装置复杂等原因尚未有采用;复线区段可通过分区亭将上下行接触网联接,实现“并联供电”,可适当提高末端网压;当牵引变电所发生故障时,相邻变电所通过分区亭实现“越区供电”,此时供电范围扩大,网压降低,通常应减少列车对数或牵引定数,以维持运行;1、直接供电方式如前所述,电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制,单相交流负荷在接触网周围空间产生交变电磁场,从而对附近通信设施和无线电装置产生一定的电磁干扰;我国早期电气化铁路如宝成线、阳安线建设时,处于山区,地方通信技术不发达,铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电缆,接触网产生的电磁干扰影响极小,不用采取特殊防护措施,因此上述单边供电方式亦称为直接供电方式简称TR供电方式;随着电气化铁路向平原和大城市发展,电磁干扰矛盾日显突出,于是在接触网供电方式上采取不同的防护措施,便产生不同的供电方式;目前有所谓的BT、AT和DN供电方式;从以下的介绍中可以看出这些供电方式有一个共同特点,即在接触网支柱田野侧,与接触悬挂同等高度处都挂有一条附加导线;电力牵引时,附加导线中通过的电流与接触网中通过的牵引电流,理论上讲或理想中大小相等、方向相反,从而两者产生的电磁干扰相互抵消;但实际上是做不到的,所以不同的供电方式有不同的防护效果;2、吸流变压器BT供电方式这种供电方式,在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器变比为1:1,其原边串入接触网,次边串入回流线简称NF线,架在接触网支柱田野侧,与接触悬挂等高,每两台吸流变压器之间有一根吸上线,将回流线与钢轨连接,其作用是将钢轨中的回流“吸上”去,经回流线返回牵引变电所,起到防干扰效果;由于大地回流及所谓的“半段效应”,BT供电方式的防护效果并不理想,加之“吸——回”装置造成接触网结构复杂,机车受流条件恶化,近年来已很少采用;BT供电方式原理结线图H—回流线;T—接触网;R—钢轨; SS—牵引变电所;BT—吸流变压器;牵引网阻抗与机车至牵引变电所的长度不是简单的线性关系;随着取流位置的不同,牵引网内的电流分布可有很大不同,例如图中当机车位于供电臂内第一台BT前方时,牵引负荷未通过吸流变压器一次绕组,其二次绕组没有电流流通,因此牵引网按直接供电方式运行,到达BT处后,吸流变压器一次绕组有牵引电流流过,牵引回流被迫由钢轨逆行至远离电源侧的吸上线进入回流线,再经吸流变压器二次绕组返回牵引变电所,使牵引网阻抗大增;图的曲线是机车由牵引变电所出发在不同位置时的牵引网总阻抗;图中曲线是供电方式长回路牵引网阻抗,即牵引负荷全程流经接触网和回流线时的阻抗,相当于机车位于吸上线处的牵引网阻抗;牵引网阻抗通常较直接供电方式大;BT供电方式牵引网阻抗图1—直接供电方式牵引网阻抗;2—BT供电方式长回路牵引网阻抗;3—列车由牵引母线侧运行至末端牵引网阻抗变化;3、自耦变压器AT供电方式采用AT供电方式时,牵引变电所主变输出电压为55kV,经AT自耦变压器,变比2:1向接触网供电,一端接接触网,另一端接正馈线简称AF线,亦架在田野侧,与接触悬挂等高,其中点抽头则与钢轨相连;AF线的作用同BT供电方式中的NF线一样,起到防干扰功能,但效果较前者为好;此外,在AF线下方还架有一条保护PW线,当接触网绝缘破坏时起到保护跳闸作用,同时亦兼有防干扰及防雷效果;显然,AT供电方式接触网结构也比较复杂,田野侧挂有两组附加导线,AF线电压与接触网电压相等,PW线也有一定电位约几百伏,增加故障几率;当接触网发生故障,尤其是断杆事故时,更是麻烦,抢修恢复困难,对运输干扰极大;但由于牵引变电所馈出电压高,所间距可增加一倍,并可适当提高末端网压,在电力系统网络比较薄弱的地区有其优越性;4、直供+回流DN供电方式这种供电方式实际上就是带回流线的直接供电方式,NF线每隔一定距离与钢轨相连,既起到防干扰作用,又兼有PW线特性;由于没有吸流变压器,改善了网压,接触网结构简单可靠;近年来得到广泛应用;综上所述,早期电气化铁路均采用直接供电方式,为避免和减少对外部环境的电磁干扰,研发了BT、AT和DN供电方式,就防护效果来看,AT方式优于BT和DN方式,就接触网的结构性能来讲,DN方式最为简单可靠;随着通信技术的快速发展,光缆的普遍应用,通信设施及无线电装置自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;本人认为,这是近三十年来我国电气化铁路供电方式发展和应用的实践过程中总结出来的普遍看法,同样也要接受今后的实践检验,不断总结提高;AT供电方式的优缺点优点:它无需提高牵引网的绝缘强度即可将供电电压提高一倍;在相同的牵引负荷条件下,接触悬挂和正馈线中的电流大致可减少一半;AT供电方式牵引网单位阻抗约为BT供电方式牵引网单位阻抗的1/4左右;从而提高了牵引网的供电能力,大大减小了牵引网的电压损失和电能损失;牵引变电所的间距可增大到90-100KM,不但变电所需要数量可以减少,而且相应的外部高压输电线数量也可以减少,还有利于选择既便利运营管理又缩短外部高压输电线长度的变电所位置;由于AT供电方式无需在AT处将接触悬挂进行电分段,故当牵引重载列车运行的高速度、大电流电力机车通过AT处时,受电弓上不会发生强烈拉弧,能满足高速、重载列车运输的需要;同时,AT供电方式对附近通信线路的综合防护效果要优于BT供电方式;缺点:构造比较复杂;在开闭所、分区所、AT所以及主变压器副边中性点不接地的牵引变电所都设置自藕变压器等;牵引网中除了接触悬挂和正馈线之外,还有保护线PW、横向联接线、辅助联接、放电器等,所以,AT供电方式的工程投资要大于BT;相应的施工、维修和运行也比其他供电方式的工程投资要大;电气化铁道供电原理电气化铁道牵引供电装置,又称为牵引供电系统,其系统本身没有发电设备,而是从电力系统取得电能;目前我国一般由110kV以上的高压电力系统向牵引变电所供电;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、同轴电缆和直供加回流线供电方式四种,京沪、沪杭、浙赣都是采用的直供加回流线方式;一、直接供电方式直接供电方式T—R供电是指牵引变电所通过接触网直接向电力机车供电,及回流经钢轨及大地直接返回牵引变电所的供电方式;这种供电方式的电路构成及结构简单,设备少,施工及运营维修都较方便,因此造价也低;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,所以一般不采用;我国现在多采用加回流线的直接供电方式;二、BT供电方式所谓BT供电方式就是在牵引供电系统中加装吸流变压器约3~4km安装一台和回流线的供电方式;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,这样大大减轻了接触网对邻近通信线路的干扰;BT供电的电路是由牵引变电所、接触悬挂、回流线、轨道以及吸上线等组成;由图可知,牵引变电所作为电源向接触网供电;电力机车EL运行于接触网与轨道之间;吸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,方向却相反,故能抵消接触网产生的电磁场,从而起到防干扰作用;以上是从理论上分析的理想情况,但实际上由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流,所以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的电磁感应影响;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,则该段回流线上的电流会小于接触网上的电流,这种情况称为“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,该电分段时产生很大电弧,极易烧损机车受电弓和接触线;且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,故已很小采用;三、AT供电方式随着铁路电气化技术的发展,高速、大功率电力机车的投入运行,吸—回装置供电方式已不能适应需要;各国开始采用AT供电方式;所谓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,这种供电方式是一种既能有效地减弱接触网对邻近通信线的感应影响,又能适应高速、大功率电力机车运行的一种比较先进的供电方式;AT供电方式的电路包括牵引变电所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25kV;而接触悬挂与轨道之间的电压仍为25kV,正馈线与轨道之间的电压也是25kV;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10~16km的自耦变压器将整个供电区段分成若干个小的区段,叫做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互相抵消,故对邻近的通信线有很好的防护作用;AT供电方式与BT供电方式相比具有以下优点:1、AT供电方式供电电压高;AT供电方式无需提高牵引网的绝缘水平即可将牵引网的电压提高一倍;BT供电方式牵引变电所的输出电压为,而AT供电方式牵引变电所的输出电压为55kV,线路电流为负载电流的一半,所以线路上的电压损失和电能损失大大减小;2、AT供电方式防护效果好;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;并且,由于AT 供电的自耦变压器是并联在接触悬挂和正馈线间的,不象BT供电的吸流变压器,串联在接触悬挂和回流线之间,因此没有因励磁电流的存在而使原副边绕组电流不等,以及在短路时吸流变压器铁芯饱和导致防护效果很差等问题;另外也不存在“半段效应”问题;3、AT供电方式能适应高速大功率电力机车运行;因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;另外,AT供电也不象BT供电那样,在吸流变压器处对接触网进行电分段,当高速大功率电力机车通过时产生电弧,烧坏机车受电弓滑板和接触线,对机车的高速运行和接触网和接触网的运营维修极为不利;4、AT供电牵引变电所间距大、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都小,输送功率大,所以牵引变电所的距离加大为80~120km,而BT供电方式牵引变电所的间距为30~60km,因此牵引变电所的距离大大减少,同时运营管理人员也相应减少,那么,建设投资和运营管理费用都会减少;四、同轴电缆供电方式同轴电力电缆供电方式简称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5~10km作一个分段;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,使互感系数增大;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经由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,二者形成的磁场相互抵消,对邻近的通信线路几乎无干扰;由于电路阻抗小,因而供电距离长;但由于同轴电力电缆造价高、投资大,很少采用;五、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,回流线上的电流与接触网上的电流方向相反,这样大大减轻了接触网对邻近通信线路的干扰;与直供方式比较,能对沿线通信防干扰;比BT供电减少了BT装置,既减少了建设投资,又便于维修;与AT供电方式比较,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道,基本都采用这种方式;我段所管辖的京沪、沪昆都采用这种供电方式;直供加回流线供电方式的原理如下图所示;六、牵引变电所向接触网供电有单边供电和双边供电两种方式;接触网在牵引变电所处及相邻的两个变电所中央是断开的,将两个牵引变电所之间的接触网分成两独立的供电分区,又叫供电臂;每个供电臂只从一端的牵引变电所获得电能的供电方式称为单边供电;每个供电臂同时从两侧变电所获得电能的供电方式称为双边供电;双边供电可提高供电质量,减少线路损耗,但继电保护等技术存在问题;所以我国及多数国家均采用单边供电;但在事故情况下,位于两变电所之间的分区亭可将两个供电臂连接进来,实行越区供电,越区供电是在非常状态下采用的,因供电距离过长,难以保证末端的电压质量,所以只是一种临时应急措施,并且在实行越区供电时,应校核供电末端的电压水平是否符合要求;在复线区段同一供电臂上、下行接触网接的是同相电,但在牵引变电所及分区亭内设有开关装置,可将上、下行接触网连通,实行并联供电,以减小线路阻抗,降低电压损失和电能损失,提高接触网的电压水平;在事故情况下,又可将上、下行接触网分开,互不影响,使供电更加灵活可靠;牵引变电所馈电线馈出的两供电臂上的电压是不同相位的;为了减少对电力系统的不平衡影响,各牵引变电所要采用换连接,不同相位的接触网间要设置电分相装置;为了灵活供电和缩小事故范围,便于检修,接触网还设置了许多电分段装置;。
接触网
接触网的组成接触网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。
接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件。
接触悬挂通过支持装置架设在支柱上,其功用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。
支持装置用以支持接触悬挂,并将其负荷传给支柱或其它建筑物。
根据接触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同。
支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串,棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。
定位装置包括定位管和定位器,其功用是固定接触线的位置,使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内,保证接触线与受电弓不脱离,并将接触线的水平负荷传给支柱。
支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷,并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。
我国接触网中采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱,基础是对钢支柱而言的,即钢支柱固定在下面的钢筋混凝土制成的基础上,由基础承受支柱传给的全部负荷,并保证支柱的稳定性。
预应力钢筋混凝土支柱与基础制成一个整体,下端直接埋入地下。
接触网的电压等级接触网的电压等级:工频单相交流制:25KV接触悬挂的类型接触网的分类大多以接触悬挂的类型来区分。
我们所讲的接触悬挂的分类是对接触网的每个锚段而言的。
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。
简单接触悬挂(以下简称简单悬挂)系由一根接触线直接固定在支柱支持装置上的悬挂形式。
国内外对简单悬挂做了不少研究和改进。
我国现采用的带补偿装置的弹性简单悬挂系在接触线下锚处装设了张力补偿装置,以调节张力和弛度的变化。
在悬挂点上加装8~16m长的弹性吊索,通过弹性吊索悬挂接触线,这就减少了悬挂点处产生的硬点,改善了取流条件。
另外跨距适当缩小,增大接触线的张力去改善弛度对取流的影响。
链形悬挂的接触线是通过吊弦悬挂在承力索上。
承力索悬挂于支柱的支持装置上,使接触线在不增加支柱的情况下增加了悬挂点,利用调整吊弦长度,使接触线在整个跨距内对轨面的距离保持一致。
接触网供电方式
接触网(牵引网)供电及各类供电方式
牵引网是由馈电线、接触网、钢轨及回流线组成的供电网络,如图:
一般情况下,接触网电压不应低于21kv,干线额定电压25kv,对地27.5kv。
单变供电:每个供电分区只从一端的牵引变电所获得电能(分区亭设备开关打开)
双边供电:两个供电臂同时从两个牵引变电所获得电能(分区亭设备开关关闭)
越区供电:当牵引变电所不能正常供电时,通过分区亭开关,由两侧相邻的变电所供电的临时措施(非正常状态)
以下是几中供电方式示意图:。
认识接触网(概述)
详细描述
城市轨道交通作为现代城市交通的重要组成 部分,其接触网的可靠性、安全性和经济性 至关重要。随着技术的发展,城市轨道交通 接触网也在不断改进和完善,以提高供电的 可靠性和安全性,同时降低维护成本和运营
成本。
智能化、自动化技术的应用
要点一
总结词
要点二
详细描述
智能化、自动化技术是接触网未来发展的重要趋势,能够 提高接触网的运行效率和安全性。
总结词
结构简单,适用于城市轨道交通和无电区。
详细描述
简单接触悬挂是一种基础的接触网类型,其结构相对简单,主要由承力索、吊 弦和接触线组成。由于其结构简单、维护方便,常用于城市轨道交通和无电区 域。
链形悬挂
总结词
稳定性好,适用于高速铁路。
详细描述
链形悬挂是一种改进型的接触网类型,通过在承力索上增加吊弦,使接触线在受 电弓滑板的作用下保持稳定。这种悬挂形式稳定性好,适用于高速铁路的运行需 求。
随着科技的不断发展,智能化、自动化技术已经成为各行 各业的重要发展方向。在接触网领域,智能化、自动化技 术的应用能够实现远程监控、自动检测和调整等功能,提 高接触网的运行效率和安全性,减少人工干预和事故风险 。同时,智能化、自动化技术的应用还能够降低运营成本 和维护成本,提高经济效益和社会效益。
THANKS
03
接触网的供电方式
直供方式
总结词
直接供电方式是一种简单的供电方式,通过牵引变电所将电 能直接输送到接触网上,为电力机车提供电源。
详细描述
在直供方式中,牵引变电所将电能通过馈线输送到接触网上 ,为电力机车提供直流电源。这种供电方式的优点是结构简 单、设备少、维护方便,适用于电力机车负荷较小、线路较 短的场合。
铁路接触网供电方式
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触 应用范围: 接
精 网
课 品
越区供电增大了该变电所主变压器的负荷,对电器设备安全和供电质量影 响较大,因此,只能在较短时间内实行越区供电,是避免中断运输的临时性措 施。
第三节 供电方式
一、接触网的供电方式
4.并联供电
复线区段同一侧供电 臂上、下行线通过开关设 备(或者电连接线)实行 并联供电。
一、接触网的供电方式
馈线电压 额定工作电压 最高工作电压 最低工作电压 —— —— —— —— 接触网是向电力机车供电的特殊输电线路。
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接触网的供电方式有四种:
单边供电、双边供电、越区供电、并联供电
触 接
精 网
课 品
25kV 29kV 19kV
27.5kV
第三节 供电方式
一、接触网的供电方式
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优缺点:
并联供电可提高供电 臂末Байду номын сангаас电压,但是接触网 发生事故时,影响范围大,运行检修不够灵活。
触 接
精 网
课 品
应用范围:
我国在哈大线、太焦等线路使用了并联供电,繁忙干线应优先采用上下 行分开的供电方式。
第三节 供电方式
二、牵引供电系统的供电方式
牵引供电系统可能对临近线路的影响
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应用情况:
目前我国电气化铁道中采用BT供电方式的线路中,大部分BT 变压器已经退出运行。
触 接
精 网
课 品
第三节 供电方式
二、牵引供电系统的供电方式
3.AT供电方式
牵引变电所与接触网间 不设置任何防干扰设备。
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(四)接触网的供电方式
我国电气化铁路均采用单边供电方式,即牵引变电所向接触网供电时,每一个供电臂的接触网只从一端的牵引变电所获得电能(从两边获得电能则为双边供电,可提高接触网末端网压,但由于其故障范围大、继电保护装置复杂等原因尚未有采用)。
复线区段可通过分区亭将上下行接触网联接,实现“并联供电”,可适当提高末端网压。
当牵引变电所发生故障时,相邻变电所通过分区亭实现“越区供电”,此时供电范围扩大,网压降低,通常应减少列车对数或牵引定数,以维持运行。
1、直接供电方式
如前所述,电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制,单相交流负荷在接触网周围空间产生交变电磁场,从而对附近通信设施和无线电装置产生一定的电磁干扰。
我国早期电气化铁路(如宝成线、阳安线)建设时,处于山区,地方通信技术不发达,铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电缆,接触网产生的电磁干扰影响极小,不用采取特殊防护措施,因此上述单边供电方式亦称为直接供电方式(简称TR供电方式)。
随着电气化铁路向平原和大城市发展,电磁干扰矛盾日显突出,于是在接触网供电方式上采取不同的防护措施,便产生不同的供电方式。
目前有所谓的BT、A T和DN供电方式。
从以下的介绍中可以看出这些供电方式有一个共同特点,即在接触网支柱田野侧,与接触悬挂同等高度处都挂有一条附加导线。
电力牵引时,附加导线中通过的电流与接触网中通过的牵引电流,理论上讲(或理想中)大小相等、方向相反,从而两者产生的电磁干扰相互抵消。
但实际上是做不到的,所以不同的供电方式有不同的防护效果。
2、吸流变压器(BT)供电方式
这种供电方式,在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器(变比为1:1),其原边串入接触网,次边串入回流线(简称NF线,架在接触网支柱田野侧,与接触悬挂等高),每两台吸流变压器之间有一根吸上线,将回流线与钢轨连接,其作用是将钢轨中的回流“吸上”去,经回流线返回牵引变电所,起到防干扰效果。
由于大地回流及所谓的“半段效应”,BT供电方式的防护效果并不理想,加之“吸——回”装置造成接触网结构复杂,机车受流条件恶化,近年来已很少采用。
3、自耦变压器(A T)供电方式
采用A T供电方式时,牵引变电所主变输出电压为55kV,经A T(自耦变压器,变比2:1)向接触网供电,一端接接触网,另一端接正馈线(简称AF线,亦架在田野侧,与接触悬挂等高),其中点抽头则与钢轨相连。
AF线的作用同BT供电方式中的NF线一样,起到防干扰功能,但效果较前者为好。
此外,在AF线下方还架有一条保护(PW)线,当接触网绝缘破坏时起到保护跳闸作用,同时亦兼有防干扰及防雷效果。
显然,A T供电方式接触网结构也比较复杂,田野侧挂有两组附加导线,AF线电压与接触网电压相等,PW线也有一定电位(约几百伏),增加故障几率。
当接触网发生故障,尤其是断杆事故时,更是麻烦,抢修恢复困难,对运输干扰极大。
但由于牵引变电所馈出电压高,所间距可增加一倍,并可适当提高末端网压,在电力系统网络比较薄弱的地区有其优越性。
4、直供+回流(DN)供电方式
这种供电方式实际上就是带回流线的直接供电方式,NF线每隔一定距离与钢轨相连,既起到防干扰作用,又兼有PW线特性。
由于没有吸流变压器,改善了网压,接触网结构简单可靠。
近年来得到广泛应用。
综上所述,早期电气化铁路均采用直接供电方式,为避免和减少对外部环境的电磁干扰,研发了BT、A T和DN供电方式,就防护效果来看,A T方式优于BT和DN方式,就接触网的结构性能来讲,DN方式最为简单可靠。
随着通信技术的快速发展,光缆的普遍应用,通信设施及无线电装置自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A T供电方式,BT供电方式则尽量少采用或不采用。
本人认为,这是近三十年来我国电气化铁路供电方式发展和应用的实践过程中总结出来的普遍看法,同样也要接受今后的实践检验,不断总结提高。
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