电气化铁路牵引供电系统简介

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电气化铁路供电系统教材

谐波问题整改措施：在牵引变电所增加滤波器（单调谐滤波器、高通滤波器），存在增加投资的问题。限制：谐波电流问题一直是铁路部门和电力部门之间争论的焦点问题。
负序电流问题牵引供电系统的负荷为单相负荷，导致从电力系统三相去用的电能不平衡，从而向电力系统注入负序电流。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。
2 牵引网通常，将接触网、钢轨、回流线构成的线路称为牵引网。接触网和钢轨是牵引网的主体。接触网（图3-54）是架设在电气
化铁路上空，向电力机车供电的一种
特殊形式的输电线路，其质量和工作状态直接影响电气化铁路的运输能力。接触网根据其接触悬挂类型，可以分为简单接触悬挂和链形接触悬挂两类。
• 供电能力：满足在不同牵引工况下电能的输送。关键点：牵引供电臂末端电压水平。 • 运行方式的灵活性：在确保供电的前提下，为设备的检修、运行方式的调整等提供灵活的操作方式。改变运行方式的动作迅速。 • 完备的确保一次系统运行可靠性的措施。
目前牵引供电系统面临的主要问题： • 谐波问题 • 负序电流问题 • 功率因数问题 • 机车过分相问题 • 接地问题 • 继电保护问题 • 弓网关系问题 • 绝缘配合问题 • 电磁兼容问题
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。

电气化铁道牵引供电系统

1881年世界第一条商业运营的电气化铁路
第一部分：交流牵引供电系统概述
1.2 我国电气化铁路的发展
第一条干线电气化铁路---宝成线（1975年）第一条全线一次电气化完成铁路---阳安线（1978年）
第一条双线电气化铁路---石太线（1982年）第一条采用AT供电方式的电气化铁路---京秦线（1985年）
第一部分：牵引供电系统概述
1.5 BT(吸流变压器)供电方式
BT供电方式示意图 ● 防干扰效果好； ● 牵引网阻抗偏大（以链形悬挂牵引网为例，牵引网单位等效阻抗会增大约50%）： ● 电力机车过BT时，易产生电弧； ● 增加了接触网的维修工作量和事故率，可靠性较低。
第一部分：牵引供电系统概述
1.6 带回流线的直接供电方式(TRNF)
电气化铁道牵引供电系统
主要内容
第一部分：交流牵引供电系统概述第二部分：牵引变压器接线第三部分：电气化铁路负荷特性第四部分：变电所主接线及平面布置第五部分：保护配置及综合自动化系统第六部分：朔黄铁路扩容工程设计技术标准
第一部分：交流牵引供电系统概述
1.1 电气化铁路的诞生与早期发展
1825年英国修建了世界上第一条铁路 1879年世界上第一次采用电力牵引列车
第二部分：牵引变压器接线
2.3 V结线牵引变压器
A
BC
A
C
A
B
BC
A1
X1 A2
X2
a
b
c
单相V/v结线
a1
x1 a2
x2
三相V/v结线
特点： ● 接线简单、可靠性高、工程投资低； ● 安装容量小、电能损耗小、运营费用低； ● 变压器容量利用率为100％； ● 能为变电所提供三相电源； ● 对电力系统的负序影响较小，负序功率等于牵引负荷功率的50%；

铁路供电系统介绍

一次设备介绍
牵引变压器
牵引变压器是将三相电力系统的电能传输给二个各自带负载的单相牵引线路。二个单相牵引线路分别给上下行机车供电。在理想的情况下，二个单相负载相同。所以，牵引变压器就是用作三相变二相的变压器。根据变压器绕组数量及接线方式，主要有：（1）单相变压器（2）平衡变压器（3）YN，d11变压器（4）V/V变压器（5） V/X变压器（6）SCOTT变压器
不同运行状态下具有明显差异的电气量有：流过电力元件的相电流、序电流、功率及其方向；元件的运行相电压幅值、序电压幅值；元件的电压与电流的比值即“测量阻抗”等。第二步：通过比较，保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该使断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执行输出部分。第三步：执行输出元件根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。
（二）牵引供电系统简介
1 2
3
4 5
7
9
6
2 8
G1 2
3 10
牵引供电系统示意图
1—区域变电所或发电厂；2—高压输电线；3—牵引变电所； 4—馈电线；5—接触网；6—钢轨；7—回流线； 8—分区所；9—电力机车；10—开闭所
（二）牵引供电系统简介
牵引所亭分类（1）牵引变电所（2）分区所（3）开闭所（4）AT所
进线1
进线2
1QF
2QF
7QF
3QF
4QF
5QF
6QF
8QF
(4)AT所
采用AT供电方式时，在沿线间隔10km左右设置一个自耦变压器站（AT所）
1AT
2AT
接JD
接JD

牵引供电系统简介

牵引供电系统简介一、系统功能牵引供电系统的主要功能是：将地方电力系统的电源（交流电气化铁路：AC110 kV或AC220kV，城市轨道交通：中心变电所AC220kV或AC110kV→AC35 kV环网）引入牵引供电系统的牵引变电所，通过牵引变压器变压为适合电力机车运行的电压制式（交流电气化铁路：AC25kV或AC2×25kV，城市轨道交通：DC750V、DC1500V或DC3000V），向电力机车提供连续电能。

电力牵引负荷为一级负荷，引入牵引变电所的外部电源应为两回独力可靠的电源，并互为热备用，能够实现自动切换。

交流电气化铁路及城市轨道交通牵引供电系统简图分别如图1.1和图1.2所示。

图1.1 交流电气化铁路牵引供电系统图1.2 城市轨道交通牵引供电系统二、牵引网供电方式1.交流电气化铁路交流电气化铁路牵引网供电方式大体上可分为三种：直接供电方式（包括带回流线的直接供电方式）、BT供电方式和AT供电方式。

（1）直接供电方式直接供电方式又可分为不带回流线直接供电方式(图 2.1)和带回流线的直接供电方式(图2.2)两种。

图2.1 不带回流线的直接供电方式图2.2 带回流线的直接供电方式不带回流线的直接供电方式在我国早期的电气化铁路中采用，机车电流完全通过钢轨和大地流回牵引变电所，牵引网本身不具备防干扰功能。

在接地方面，每根支柱需单独接地（设接地极或通过火花间隙），或者通过架空地线实现集中接地（架空地线不与信号扼流圈中性点连接）。

带回流线的直接供电方式，机车电流一部分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%）。

由于流经接触网的电流和流经回流线的电流虽然大小不等，单方向相反，且安装高度比较接近，两者对铁路沿线通讯设施的电磁干扰影响趋于抵消，因此牵引网本身具备防干扰功能。

在接地方面，接触网支柱通过回流线实现集中接地，回流线每隔一个闭塞分区通过吸上线（铝芯或铜芯电缆，常用VLV-70和2xVLV-150）与信号扼流圈中性点连接（吸上线间距3～4km）。

电气化铁道牵引供电系统

三相电力系统
电力系统向电气化铁路供电示意图
牵引变电所馈线 20～40km
回流线
牵引网
分区所牵引变电所
列车
接触网钢轨
电分相
牵引供电系统原理示意图
第一部分：牵引供电系统概述
1.4 直接供电方式（TR）
我国早期电气化铁路（如宝成线、阳安线）建设时，采用直接供电方式。
直接供电方式示意图 ● 结构简单，投资最少，维护费用低； ● 在负荷电流较大的情况下，钢轨电位高； ● 对弱电系统的电磁干扰较大；
应用于AT供电方式的变压器接线形式有：纯单相接线、V/x接线、三相/两相平衡（Scott、Wood-Bridge接线等）、十字交叉接线等。
第二部分：牵引变压器接线
2.2 纯单相牵引变压器
A a
A T N
b
B 纯单相结线
F B
二次侧中点抽出式单相结线
特点： ● 接线简单、可靠性高、设备数量少、工程投资低； ● 安装容量小、电能损耗小、运营费用低； ● 变压器容量利用率为100％； ● 理论上可取消变电所出口的电分相； ● 二次侧不能直接提供三相电源； ● 对电力系统的负序影响大，负序功率等于牵引负荷功率，仅适用于电网容量较大场合；
V/x结线
第二部分：牵引变压器接线
2.4 Y/△接线牵引变压器
A
IA
Δ
B
C
IB
IC
O
*1·来自Ia(y) Iby
* b(z)
U
Δ
2
Icz
Iax ·
c(x)
I U
特点： ● 一次侧中性点可接地运行； ● 二次侧能直接提供三相电源； ● 负序方面优于纯单相结线，与V/v结线相当； ● 滞后相电压水平往往偏低； ● 变压器容量利用率仅为75.6％；

牵引供电系统简介

牵引供电系统简介：将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电气化铁路的供电系统，又称牵引供电系统，主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。

牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV（或220kV）降到27.5kV，经馈电线将电能送至接触网；接触网沿铁路上空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。

牵引变电所所在地的接触网设有分相绝缘装置，两相邻牵引变电所之间设有分区亭，接触网在此也相应设有分相绝缘装置。

牵引变电所至分区亭之间的接触网（含馈电线）称供电臂。

牵引供电回路是由牵引变电所——馈电线——接触网——电力机车——钢轨——回流联接——（牵引变电所）接地网组成的闭合回路，其中流通的电流称牵引电流，闭合或断开牵引供电回路会产生强烈的电弧，处理不当会造成严重的后果。

通常将接触网、钢轨回路（包括大地）、馈电线和回流线统称为牵引网。

牵引供电设备的检修运行由供电段负责，牵引供电系统的运行调度则由供电调度负责。

供电调度通常设在铁路局调度所。

牵引供电系统供电示意图如下所示：二、牵引变电所、分区所、开闭所牵引变电所：牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降低，同时以单相方式馈出。

降低电压是由牵引变压器来实现的，将三相变为单相是通过变电所的电气接线来达到的。

牵引变压器（主变）是一种特殊电压等级的电力变压器，应满足牵引负荷变化剧烈、外部短路频繁的要求，是牵引变电所的“心脏”。

我国牵引变压器采用三相、三相——二相和单相三种类型，因而牵引变电所也分为三相、三相——二相和单相三类。

随着技术水平的提高，我国干线电气化铁路已推广使用集中监视及控制的远动系统，牵引变电所将逐步实现无人值班，直接由供电调度实行遥控运行。

分区所：分区所设置在两个变电所中间，作用有三：提高供电质量、供电分段、越区供电。

•开闭所：一般设置在大型站场附近，进线由变电所或接触网引入，由开关馈出多个供电线路向多个供电设备供电。

作用是增强供电的灵活性，便于供电设备的运行及检修，便于行车组织，缩小供电事故及故障范围。

电气化铁路牵引供电系统简介讲解

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
• 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。
牵引变电所（Traction Substation, SS）
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

电气化铁路牵引供电系统简介讲解

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）
• 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）
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双边纽结供电源自.4 牵引网向电力机车的供电（1）直接供电方式（T-R方式, Trolley-Rail）
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。
• 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
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。

阐述电气化铁路牵引供电系统

阐述电气化铁路牵引供电系统世界上第一条电气化铁路是由西门子和哈尔斯克公司于1879年在德国柏林世界贸易博览会上展出的，虽然很小，但却是电气化铁路的先驱。

世界上第一条运行的高速铁路于1964年诞生于日本。

由于高速铁路不仅综合能效高，而且运输量大、乘车环境舒适，因此受到全球很多国家的重视，高速铁路已经成为了铁路运输的主要方向之一。

继日本之后，法国的TGV高速铁路和德国的ICE高速铁路业相继建成并投入运营。

随着大量电气化机车投入使用，其对电网稳定运行的影响逐渐受到铁道部门和电力部门的关注。

随着人们生活质量的提高，人们对于供电的要求也相应提高。

然而电力机车在运行中产生的谐波和负序对电力系统的稳定性产生了很大的影响。

因此研究电气化铁路牵引负荷产生的谐波和负序对电力系统的影响，并提出相应的解决措施是一项十分有意义的工作。

1电气化铁路和供电方式当前世界上的高速铁路的供电牵引系统主要由两个部分组成，即变电站和接触网。

变电站和接触网需要协调运作才能确保电气化铁路牵引供电系统的变电、配电和送电的工作。

变电站作为牵引供电系统的一个核心部分，主要的工作任务是将国家电网输入的三相高压转化为与电力机车输入端相相吻合的电能。

除此之外，变电站还要将转换之后的电能输入到接触网中，从而电力机车供电模块就可以随意调用。

虽然变电站的职责简单明了，但是其包含了多种电器元件，包括变压器、接地开关、隔离开关、电压互感器、断路器、电流互感器等。

接触网作为连接牵引变电机构和电力机车供电系统的枢纽，能够使经变电站转换之后的电能被电力机车供电模块使用。

因此高速铁路的运行速度受接触网的电力负荷的影响很大，对铁路运行的稳定性有一定的威胁。

为了提高接触网的可靠性，在设计的时候要满足电力机车弓网耦合条件，尽量减少运行中接触网和弓网之间的机械振动和冲击。

接触网是连接变电站和电力机车的枢纽，主要有接触悬挂部分、支持装置部分、定位装置部分以及支柱和基础部分。

其中接触悬挂部分主要由接触线、选调机构组成；支持装置部分是一种连接装置，支撑部分通常会被设计成接触悬挂和支柱的形式，主要有横跨类结构和腕臂支持两类；定位装置部分保证了接触线的稳定和弓网良好的耦合，其一般情况下位于接触线和滑板有效接触的地方，定位的零部件有定位管、定位器、连接件等等；支柱和基础部分主要起承受载荷的作用，载荷一般来自自然界的风、冰以及系统自身的接触悬挂装置、支持装置以及附加导线等等，与此同时还可以对附加导线和接触悬挂部分起到固定的作用。

电气化铁路牵引供电系统

电气化铁路牵引供电系统根据全国铁路规划，我国计划到2020 年建成约1.2 万公里高速铁路，随着高速铁路的迅速发展，牵引供电系统已经成为电气化铁路的重要环节。

1、牵引供电系统我国牵引供电系统的主要有以下几方面：(1)供电方式及设备种类多样化，有直接供电方式、带回流线的直接供电方式、串联吸流变压器(BT) 供电方式、自耦变压器(AT) 供电方式，这些供电方式的技术和经济特性有较大的差异。

(2)牵引供电系统和电力机车在电气上是一个连续的整体，易于实现自动化和信息化管理。

(3)电力机车是单相移动性随机负荷，是一种负序源;(4)主要采用非线性整流器机车，可以看作一种谐波源，并从电力系统和牵引供电系统获取无功;牵引供电系统中存在的主要技术问题，包括牵引变压器供电能力的提高及增容、牵引网电压的调节、电力系统要求对谐波、负序、无功的治理等。

为解决这些技术问题，在设计和运行中需要对牵引供电系统进行深入研究，例如：对各种供电方式的结构、参数、性能的分析计算和优化；对变压器过负荷能力及对负荷平衡能力的研究；对谐波、负序、无功、电压损失、防干扰能力等进行系统地分析和综合治理研究等等。

可见，牵引供电系统总体技术要求为可靠性、可用性、可维护性、安全性、可持续性；可靠性，高标准冗余设计体系、高质量制造体系（设备）、严格施工标准体系，确保牵引供电系统的可靠性。

2、供电系统主要技术参数及要求供电系统是牵引供电的心脏，它包括供电能力、供电质量。

供电能力包括牵引网供电电压、载流能力和牵引变压器容量；供电质量包括电力系统电压波动、功率因数、谐波、负序。

2 ．1 牵引供电方式牵引供电系统供电方式目前我国基本采用以下两种方式：带回流线的直接供电方式（简称TRNF方式）和自耦变压器供电方式（简称AT方式）。

AT 供电方式优越性：1.环境电磁污染小，利于环保；2.供电能力大，末端电压高，提高铁路的运输能力；3.电分相少，利于动车组的高速运行；4.外部电源点需求少，工程费用投资低。

电气化铁路系统中的牵引供电与智能控制

电气化铁路系统中的牵引供电与智能控制随着科技的不断进步，在现代化的铁路系统中，电气化已经成为了重要的发展趋势。

电气化铁路系统能够提供高效、环保、安全的运输方式，而其中的牵引供电和智能控制则是其关键组成部分。

本文将详细探讨电气化铁路系统中的牵引供电与智能控制技术，并分析其对铁路运输的重要意义。

首先，牵引供电是电气化铁路系统中的核心技术之一。

传统的铁路系统主要依靠柴油机作为牵引力源，而电气化铁路系统则是利用电力作为动力源。

牵引供电系统通常由供电设备和接触网组成。

供电设备负责将电力传输到接触网，而接触网则向行驶在铁轨上的牵引车辆提供电力。

这种方式不仅能够减少对化石燃料的依赖，降低能源消耗和污染，还能提供更加稳定和可靠的动力输出。

接下来，智能控制技术在电气化铁路系统中也起到了重要作用。

通过引入智能控制技术，可以实现对电气化铁路系统的监测、管理和控制。

智能控制系统能够对接触网电压、牵引车辆速度、能量回馈等参数进行实时监测和调整，以保证铁路系统的安全稳定运行。

此外，智能控制技术还能够优化能量利用，最大程度地减少能源浪费，提高运输效率。

牵引供电与智能控制在电气化铁路系统中相互依赖、共同作用。

牵引供电为智能控制提供了可靠的电力支持，而智能控制技术则能够监管和优化牵引供电系统的运行状态。

这种紧密的协同关系使得电气化铁路系统能够实现高效、安全、可持续的运输模式。

在牵引供电方面，电气化铁路系统采用的供电设备通常是交流供电系统或直流供电系统。

交流供电系统通常采用的是电力变压器将高压电网的电力转换成适合牵引车辆使用的低压交流电，而直流供电系统则使用的是直流电源。

目前，交流供电系统广泛应用于电气化铁路系统中，其具有电压稳定、能量传输效率高等优点。

此外，随着牵引车辆的发展，高速铁路系统中也开始采用直流供电系统，以提高行驶速度和牵引能力。

智能控制技术在电气化铁路系统中的应用也非常广泛。

其中最典型的例子就是牵引车辆的智能控制系统。

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。

牵引供电系统

牵引供电系统牵引供电系统是指为电气牵引车辆在运行过程中提供电力的系统。

牵引供电系统的设计和运行是交通运输的重要组成部分，特别是电气化铁路、电气胶轮车和电气地铁等交通工具的运营。

本文将讨论牵引供电系统的基本结构、工作原理和常见故障及解决方案。

基本结构牵引供电系统的基本结构包括两部分：接触网和接触网配电系统。

接触网是通过架空线路将电力输送到电气牵引车辆的触点上，而配电系统则负责将电能分配到接触网上的各个部分。

接触网通常由钢制上行线及钢制下行线组成，在两条线路之间悬挂的弹性线圈保持钢制上行线的张力，同时具有压在下行线上的力。

接触网配电系统由变电站、分段开关、隔离开关、牵引变压器和组合开关等组成。

变电站是牵引供电系统的核心设备，它将输送电压由高压变成适合电气牵引车辆的低电压。

分段开关用于分段，以便进行检修和维护工作。

隔离开关用于断开接触网和电气牵引车辆之间的电气连接。

牵引变压器是通过变压器将高压电能逐步变成电气牵引车辆所需的低电压。

组合开关用于控制配电系统的操作。

工作原理接触网通过上行线将高压电力输送到牵引变压器，在牵引变压器中将高压电能变成低电压电能，然后牵引变压器通过下行线将低电压电能输送到电气牵引车辆的触点上。

电气牵引车辆的牵引系统和辅助供电系统通过触点连接到接触网上，从而获取所需的电力。

在牵引供电系统的工作过程中，接触网将高压交流电输送到牵引变压器，通过牵引变压器将高压转换为低电压，供电给电气牵引车辆。

通过运用继电保护及其他电气保护设备，来保证接触网和牵引车辆之间的安全和稳定的电气连接。

常见故障及解决方案牵引供电系统因为工作原理的复杂性，有时候会出现不同的故障。

以下是常见的故障及解决方案：接触网脱落接触网脱落通常经常发生在高速运行中。

接触网脱落会导致接触网配电系统的保护装置动作，并给地面人员造成威胁。

对于接触网脱落的处理，一般有两种解决方案：第一种是通过调整钢制上行线张力来修复接触网的位置，第二种是通过使用特殊挂钩来吊起接触网，从而重新修复接触网的位置。

电气化铁路供电系统.

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。

高铁变电所牵引供电系统认知—牵引供电系统的构成

牵引供电系统的构成
学校：
牵引供电系统的构成
牵引供电系统示意图
电力牵引是以电能为动力能源，其牵引动力是电力机车。电力机车是一种非自给性机车，必需在电气化铁道沿线设置一套完善的、不间断的向电力机车供电的设备。由这种设备构成的供电系统叫做牵引供电系统。牵引供电系统由牵引变电所和牵引网构成，作用是接受电力系统的三相高压电能，经降压、分相后通过牵引网向电力机车供电。牵引供电系统的构成可用牵引供电系统示意图说明。
Hale Waihona Puke 牵引供电系统的构成电气化铁路牵引供电系统
心脏
牵引变电所
电分相
回流线
列车
牵引变电所动脉
接触网电分相
钢轨
牵引供电系统的构成
1.牵引变电所
牵引变电所沿电气化铁道沿线分布，每一个牵引变电所负责两侧接触网的供电。
牵引变电所的左、右两侧接触网称为供电臂或供电分区，一个供电臂的长度对应于线路的区间数约为1～5个。牵引变电所的作用是降压和分相，它将电力系统的三相高压电转换成两个单相电，通过馈电线分别供给两侧的接触网。
牵引网
牵引网由馈电线、接触网、钢轨与地、回流线等组成。
牵引供电系统的构成
3.牵引供电系统的其它供电设备
牵引供电系统其他设施和设备有（1）分区亭（2）开闭所（3）A T所（1）分区亭可以使单线区段相邻牵引变电所的相邻两接触网实行单边供电或双边供电，也可使复线区段牵引变电所的上、下行接触网实行分开供电或并联供电（2）开闭所内不进行电压变换，只扩大馈线回路数，并通过开关设备实现电路的开闭，相当于配电所。（3）牵引供电系统采用AT供电方式时，除牵引变电所、分区亭和开闭所外，在牵引网上还需有放置自耦变压器（AT）的场所，即AT所。

电气化铁路牵引供电系统简介

牵引负荷对电力系统的影响和对策
牵引变电所换接相序的基本要求是： • 对称。把各牵引变电所的单相牵引负荷轮换接入电力系统中的不同的相，使电力系统三相电流大致对称。 • 单相和三相V，v联结、三相Yn，d11联结的两个相邻牵引变电所之间，两供电臂一般设计为同相，以便必要时可实现接触网的越区供电或两边供电，牵引变电所直接相连的两供电臂为不同相。
供电系统的结构与原理
双边枢纽供电 • 分区所的主接线由4台工作断路器接成四边形构成。 • 优缺点同两边供电。
牵引负荷对电力系统的影响和对策
1）负序电流） • 由于单相工频交流电气化铁道牵引负荷的特点，当三相电力系统向它供电时，它将在电力系统中引起负序电流。 • 通过对称分量法分析得知，单相负荷接入电力系统时，将在系统中引起正序电流和负序电流，但不会引起零序电流。 • 相量图中，正序电流超前30度，负序电流落后30度。
牵引负荷对电力系统的影响和对策
功率因数低的不良影响： • 降低发电机组的输出能力和输变电设备的供电能力，使电气设备的效率降低，发电和输变电的成本提高； • 增加输电网络中的电能损失。有功功率的损失与功率因数的二次方成反比； • 增加输电网络中的电压损失，引起电力用户的供电电压不足。电业部门要求电气化铁道牵引负荷在牵引变电所牵引变压器高压侧的月平均功率因数应达到0.90以上，高者获奖，低者受罚。
供电系统的结构与原理
三相Yn,d11联结牵引变电所联结牵引变电所三相
供电系统的结构与原理
• 由一系列相量图分析得知，Ica，Ibc电流相等，等于供电臂负荷电流的/3，而Iab等于供电臂负荷电流的 1/3，可见牵引变压器容量利用率不高，大约在0.84 左右； • 但它低压侧保持三相，有利于供应牵引变电所自用电和地区三相电力，并且在我国采用的时间长，有较多的经验，制造相对简单，价格相对便宜；

牵引供电系统

牵引供电系统说起电气化铁路，大家可能首先想到的就是线路两旁一根根的线杆与列车头顶密如蛛网的电线吧。

没错电气化铁路与普通铁路最明显的不同在于，它除了地上一条线（轨道）、还有天上一张网（接触网），是一种立体化的线路。

电力机车所需的电能来自发电厂由输电线路、变电装置、牵引用电网络、回流电路等组成的供用电系统供应。

世界各国采用的供电制式各不相同，我国的电气化铁路选择了25千伏单相工频（50赫兹）交流供电制式。

这种供电制式与工业生产所使用电流频率简称工频相同能使牵引动力获得最佳效果。

从天上到下，一套复杂完整的大系统为电气化列车的运行提供了保证。

1电气化铁路的心脏——牵引变电所牵引变电所是牵引供电系统的心脏，它的主要任务是将国家电力系统送来的三相高压电变换成适合电力机车使用的单相交流电。

牵引变电所从国家电网引入220千伏或110千伏三相交流电将三相电转换为适合电气列车使用的单相交流27.5千伏电源并送上接触网。

除此而外，它还起着供电保护、测量、控制电气设备提高供电质量，降低电力牵引负荷对公共电网影响的作用。

为确保牵引供电万无一失，牵引供电系统都采用“双备份”模式，两套设备通过切换装置可以互为备用并随时处于“战备”状态，以备不时之需。

通常将变电所设备分为一次设备与二次设备，一次设备是指接触高电压的电气设备，如牵引变压器、高压断路器、高压隔离开关、高压（电压与电流）互感器、输电线路、母线、避雷器等，它们主要完成电能变换、输送、分配等功能。

二次设备则主要是控制、监视、保护设备。

随着科技的发展，二次设备更加的集成化与智能化，形成了牵引变电所自动化系统为牵引变电所的远动控制提供了可能。

2电气化铁路的动脉——接触网当我们乘坐在电气化铁路的旅客列车上出行时，会看到路基两旁有一根根电杆竖立着顶端安装有单臂结构装置伸向线路侧上方且悬挂有电线，并将其固定在距轨道面一定高度的地方，在股道多的车站或编组站，悬挂结构及各种线网多如蛛网。