高速铁路牵引供电系统设计
高速铁路供电系统的设计与改进
高速铁路供电系统的设计与改进随着科技的进步和社会的发展，高速铁路作为一种较为高效快捷的交通工具，被广泛应用于世界各地。
而高速铁路供电系统作为高速铁路运行的重要组成部分，则对铁路的安全和运行功效产生重要影响。
本文将探讨高速铁路供电系统的设计与改进，以期提升铁路的运行效率和可靠性。
1. 供电系统的基本原理与发展高速铁路供电系统的基本原理是通过由牵引变电所提供的交流电，经过集电装置、接触网和接触轨与列车接触，实现对列车电能的传递。
供电系统的发展经历了初期的直流供电到后来的交流供电的转变。
交流供电相比于直流供电具有线路损耗低、电能经济性好等优势，因此成为了现代高速铁路的主要供电方式。
2. 供电系统设计的关键问题2.1 接触网的高度和形状设计接触网的高度和形状设计是供电系统设计的关键问题之一。
合理的接触网设计可以保证列车与接触网的正常接触，减少能量损耗并提高供电效率。
在高速铁路中，接触网的高度应该符合列车的动态和静态要求，同时能够适应列车高速运行产生的空气动力学效应。
2.2 牵引供电系统的电压选择牵引供电系统的电压选择是供电系统设计的另一个关键问题。
电压水平的选择直接关系到供电系统的输电容量、设备成本和能效。
高速铁路中，常采用的供电电压为25kV，但随着铁路的发展和技术的进步，更高电压的引入可以提高供电系统的输电能力，降低输电线路的损耗。
2.3 供电系统的自动化控制供电系统的自动化控制是提高供电系统可靠性和运行效率的重要手段。
通过引入现代化的监测与控制系统，可以实时监测供电设备的工作状态、电能传输效率和故障信息，并进行自动化调整和故障排除。
而且，自动化控制系统还可以优化供电系统的供电策略，提高能源利用效率。
3. 高速铁路供电系统的改进与创新随着科技和经验的积累，高速铁路供电系统也在不断改进与创新中。
下面将分别从技术改进和管理创新两个方面进行讨论。
3.1 技术改进技术改进方面主要包括：- 新型高效能集电装置的研发。
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。
高速铁路牵引供电系统—高速铁路受电弓
• （1）具有很高的安全性 • （2）具有良好的受流性能 • （3）应采用状态维修，减少维修带来的干扰 • （4）具有较高的可靠性和较长的使用寿命
高速铁路的受流技术及其评价
高速铁路接触网—受电弓受流系统的新特点
• 3、高速受电弓的特性
• （1）小的静态抬升力差 • （2）较小的归算质量 • （3）良好的跟随特性 • （4）大的横向刚度 • （5）良好的气动力外型和气流调整装置 • （6）与接触导线摩擦性能相匹配的滑板材料及钛合金材料 • （7）具有紧急降弓控制系统
综合接地的必要性
• 钢轨铺设于地面上，与地不良绝缘，存在对地漏 泄电阻。对于普速电气化铁路，钢轨对地漏泄电 阻较低，列车牵引电流也不大，正常运行时，钢 轨电位不高，将钢轨作为地线用于某些沿线设备 接地，一般不会引发设备和人身安全问题。必要 时才增设小型地网。
综合接地的必要性
• 高速铁路（与既有线不同）的一些特征： • （1）列车牵引电流大 • （2）牵引网短路电流大 • （3）钢轨对地漏泄电阻高
• 评价弓网受流质量从以下七方面考虑：
• 1、弓网间动态接触压力 • 2、接触导线最大垂直振幅 • 3、接触导线的抬升量 • 4、离线 • 5、硬点 • 6、接触网的静态弹性差异系数 • 7、接触导线弯曲应力
高速铁路的受流技术及其评价
接触网-受电弓系统的受流质量评价
• 接触网—受电弓系统的受流质量与接触网和受电 弓的匹配性能有很大关系。
高速铁路牵引供电系统
高速铁路受电弓
高速铁路受电弓
高速列车电力牵引受流的主要特点
• 1、接触网（与受电弓）的波动特性。 • 2、高速列车在高速运行时所受的空气阻力较常
速列车大得多，空气动态力也是影响高速受流的 一个重要因素。 • 3、受电弓从接触网大功率受流问题。
《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
高速铁路列车牵引系统设计与性能研究
高速铁路列车牵引系统设计与性能研究一、引言高速铁路作为一种现代化、高效率的交通运输方式，正逐渐取代传统的铁路运输方式成为人们出行的首选。
而高速铁路列车的牵引系统作为其核心技术之一，对列车的运行安全、舒适性和效率具有重要影响。
本文将对高速铁路列车牵引系统的设计与性能进行研究和分析。
二、牵引系统的设计原理高速铁路列车的牵引系统主要是指电力牵引系统。
该系统由电力机车或高速列车的牵引逆变器、牵引变压器、驱动电机和控制系统等组成，其主要功能是提供适量的牵引力，使列车正常运行。
1. 牵引逆变器牵引逆变器是牵引系统的核心组成部分，它将直流电源转换为交流电源，通过调节电压和频率控制驱动电机的转速和扭矩。
逆变器的设计应考虑效率高、噪音低、体积小以及电磁兼容性等因素。
2. 牵引变压器牵引变压器用于将高压电网供电的电能转换为适合列车牵引电机的低电压和高电流的电能。
牵引变压器的设计应考虑功率损耗、温升等因素，以确保高效率和安全性能。
3. 驱动电机高速铁路列车一般采用三相异步电动机或同步电动机作为牵引电机。
驱动电机的设计与选型应考虑其额定功率、转速范围、效率和可靠性等因素。
4. 控制系统牵引系统的控制系统包括驱动控制器、牵引力控制器和牵引力反馈系统等。
控制系统的优化设计可以改善列车的牵引性能、提高安全性和乘坐舒适度。
三、牵引系统性能研究高速铁路列车的牵引系统性能对列车的运行安全和乘坐舒适度至关重要。
对牵引系统的性能进行科学研究和优化设计，可以提高列车的牵引能力、降低能耗、改善运行稳定性。
1. 牵引力控制牵引力控制是牵引系统的关键性能之一。
合理控制牵引力的大小，可以提高列车的启动加速度和爬坡能力，并保证列车在不同路况下的牵引力稳定性。
通过控制系统对牵引力进行精确调节和反馈控制，可以有效降低列车的能耗和磨损。
2. 制动控制制动控制是牵引系统的另一个重要性能参数。
合理的制动控制可以确保列车在运行过程中的平稳减速和停车操作。
牵引系统应具备快速响应的制动控制能力，能够根据不同速度和负载条件下的制动需求进行精确调节。
轨道交通供电系统—轨道交通SCADA系统
城市轨道交通接触网
3.SCADA系统的优点 对供电系统的监控有以下优点：
（1）集中监控可提高系统运行的安全可靠和经济性。正常时，实现合理的系统运行方式；事故 时，可及时直接显示和记录事故发生时间和内容，有利于加快事故处理。 （2）集中控制使调度人员直接控制运行方式的改变，运行操作效率及其可靠性高，值班人员在 变电所内仅需对电气设备进行监护，劳动条件得到改善。 （3）有利于变电所实现无人值班化，可节省变电所基建和运行费用。
城市轨道交通接触网
1.电力监控系统的任务
城市轨道交通运行的管理和调度是由控制中心来实现的，其中的电力调度是供电系统运行 的管理和调度部门；而城市轨道交通供电系统的各类变电所及其他主要设备是沿线路分散 设置的。
要保证系统运行的安全、可靠及经济性，就必须由电力调度人员对系统进行集中管理和调 度，实现系统运行状态的监视和运行方式的控制。早期的集中调度是通过调度电话来实施 的，通过值班人员对系统运行方式进行监视和控制，属于一种效率低、可靠性差的间接监 控方式。
城市轨道交通接触网
（2）遥信（YX)：是指将被控站设备的状态，如断路器的位置信号、报警信号等，传 输给调度端。遥信的内容包括：
①遥信对象的位置信号； ②高中压断路器、直流快速断路器的各种故障跳闸信号； ③变压器、整流器的故障信号； ④交直流电源系统故障信号； ⑤降压变电所低压进线断路器、母联断路器的故障跳闸信号； ⑥钢轨电位限制装置的动作信号； ⑦预告信号； ⑧断路器手车位置信号； ⑨无人值班变电所的大门开启信号。
1.调度端 调度端设在电力调度所内完成远动对象的监控、数据统计及管理功能等，髙速铁路中 主机均为网络化设备。
城市轨道交通接触网
高速铁路牵引供电系统概论
1.5 牵引供电系统的其他设备：
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，装有开关设备，根据运行需要可以连接同一供 电臂的上、下行接触网，或连接相邻供电臂以实现越区供电。
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、
星形－曲折延边平衡变压器
A
C
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+
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Le Blanc 接线变压器
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变形Woodbridge接线变压器
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三相V/v接线
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单相中抽式（AT专用）
A
BC
V/x接线（AT专用）
特点：
接线简单 变压器容量利用率为100％ 二次侧不能直接提供三相电源 对于纯单相接线，理论上可取消变电所出口的电分相； 存在负序问题，仅适用于电网容量较大场合
1.6.2 三相变压器类
YNd11接线变压器 三相不等容YNd11接线变压器 十字交叉接线变压器
钢轨
牵引供电 系统结构
1.2 供电方式： 1.2.1 直接供电方式
T
R
特点：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。
1.2.2 带回流线的直接供电方式
F T
高速铁路牵引供电系统
高速铁路牵引供电系统1.牵引变电所牵引变电所是电气化铁路的心脏，其作用是将110 kV（220 kV）三相交流电变换成27.5 kV（或55 kV）单相工频交流电，并供给电力牵引网和电力机车。
此外，有少数牵引变电所还需担负10 kV动力负荷。
所以，牵引变电所具有3个主要功能：接受三相电能，降压分配电能，减相以单相馈出供给牵引网。
2.分区亭在电气化铁路上，为了提高运行的可靠性，增加供电工作的灵活性，在相邻变电所供电的相邻两供电分区的分界处常用分相绝缘器断开，若在断开处设置开关设备和相应的配电装置，则组成分区亭。
在复线电气化区段，分区亭的主要功能如下：（1）使同一供电臂上的上、下行接触网并联工作或单独工作。
当并联工作时，分区亭内的断路器闭合以提高接触网的末端电压；当单独工作时，断路器打开。
（2）当同一供电臂上的上、下行接触网（并联工作）发生短路事故时，由牵引变电所相应的馈线断路器和分区亭中的断路器配合动作，切除事故区段，缩小事故范围；非事故区段仍可正常供电。
（3）当某牵引变电所全所停电时，可闭合分区亭中的越区隔离开关，由相邻牵引变电所向停电牵引变电所进行越区供电。
总之，分区亭的作用是：对单线牵引网，使两相邻供电臂单独工作或实现越区供电；对双线牵引网，使上、下行接触网并联，提高末端电压，缩小事故范围和实行必要时的越区供电。
3.开闭所当远离牵引变电所的枢纽站、电力机务段等大宗负荷需要多条馈电线向这些接触网分组供电时，一般采用建立开闭所的办法来解决。
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。
开闭所一般有两条进线，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、供电的灵活运行，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。
开闭所的作用是增加馈线数目，将主线接触网与分支接触网分开，缩小事故范围，提高供电可靠性，保证枢纽站、站场装卸作业和接触网分组检修的灵活性和安全性；降低牵引变电所的复杂程度，还可实现上、下行扭接，保证在事故情况下供电，正常情况下扭接有利于改善牵引网电压水平，降低电能损失。
高速铁路电力牵引供电工程细部设计和工艺质量标准
高速铁路电力牵引供电工程细部设计和工艺质量标准随着交通运输业的发展，高速铁路成为现代出行的重要交通工具。
作为高速铁路的重要组成部分，电力牵引供电系统的设计和工艺质量至关重要。
本文将对高速铁路电力牵引供电工程的细部设计和工艺质量标准进行详细说明。
文章将分别从细部设计和工艺质量标准两个方面展开阐述。
一、高速铁路电力牵引供电工程细部设计1. 设备选型在高速铁路电力牵引供电工程中，设备选型是至关重要的一环。
应选择符合国家标准、质量可靠的供电设备，以保障高速铁路牵引供电系统的安全可靠运行。
选型时应考虑设备的功率、可靠性、使用寿命等因素，确保设备能够满足高速铁路牵引供电系统的需求。
2. 设备布置设备布置应考虑高速铁路牵引供电系统的整体布局，合理安排设备的位置，保证设备之间的连接合理、便于维护检修。
还要考虑设备布置对电力线路的影响，避免设备布置对线路运行产生不利影响。
3. 线路设计在电力牵引供电系统中，电力线路的设计直接关系到系统的安全稳定运行。
应根据线路的长度、负载情况等因素进行合理设计，确保线路的输电能力和稳定性。
还要考虑线路的绝缘、接地等细节设计，以保障电力牵引供电系统的安全运行。
二、高速铁路电力牵引供电工程工艺质量标准1. 施工工艺高速铁路电力牵引供电工程的施工工艺应符合国家标准和行业规范，严格按照设计方案进行施工。
施工过程中应做好施工记录，确保工程质量的可追溯性。
还要加强对施工人员的培训，提高其技术水平，确保施工质量。
2. 设备安装在设备安装过程中，应严格按照设备安装说明进行操作，确保设备安装合理稳固。
对设备的接线、连接等细节应严格把关，杜绝因设备安装不规范而导致的安全隐患。
3. 工艺检测工程完成后，应进行工艺检测，确保高速铁路电力牵引供电系统的工艺质量符合要求。
检测内容应包括设备运行情况、线路传输质量等方面，确保系统运行稳定可靠。
通过对高速铁路电力牵引供电工程细部设计和工艺质量标准的详细阐述，可以看出，高速铁路电力牵引供电工程的设计和质量标准对系统运行安全稳定具有至关重要的意义。
高速铁路供电系统的设计与优化
高速铁路供电系统的设计与优化在现代交通运输系统中，高速铁路作为一种高效、快捷、环保的交通工具，已经成为了人们出行的首选。
而高速铁路供电系统的设计与优化则是保障高铁运行安全、提升运行效率的关键。
本文将从供电系统的设计原理、优化方案以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、供电系统的设计原理高速铁路供电系统主要分为直流供电系统和交流供电系统两种形式。
直流供电系统常用的是三相交流-直流整流变流系统，而交流供电系统则采用交流传输与直流转换的方式。
直流供电系统的设计原理是将交流电源通过牵引变流器变为直流电输送给列车。
由于高速列车的牵引电机需要大功率输出，直流供电系统能够满足其稳定、高效的运行要求。
此外，直流供电系统的特点还在于能够实现能量回馈，将列车制动过程中产生的能量反馈到供电系统，提高系统的能源利用效率。
而交流供电系统则是将交流电经由变电站变压变频后供给列车。
因为交流电可以通过变压器进行步进变压，能适应不同地区供电电压和频率的要求。
同时，交流供电系统还能实现制动能量回馈，但由于其需要通过逆变器将交流电转换为直流电供给列车牵引电机，会产生一定的能量损耗。
二、供电系统的优化方案1. 提高供电效率供电系统在设计和优化中，需要考虑如何提高供电效率，减少供电损耗。
一方面，可以通过优化供电系统的工作方式和控制策略，减少能量转换过程中的能量损耗；另一方面，可以利用先进的发电技术和新能源技术，提高供电系统的整体效率。
例如，可以采用智能配电系统来实现对各个供电设备的精确控制和调度，减少能量损耗和系统负荷过大的问题。
同时，结合清洁能源技术，如太阳能、风能等，供电系统可以实现对可再生能源的应用和接入，以降低对传统能源的依赖，减少环境污染。
2. 提高供电可靠性高速铁路作为重要的交通工具，需要具备高度可靠的供电系统，以确保列车的正常运行和乘客的安全。
供电系统的设计和优化过程中，需要考虑如何提高供电系统的可靠性和故障恢复能力。
一方面，可以通过采用冗余设计、并联运行等手段，提高供电设备的备份和互联能力，使系统在出现故障时能够自动转换或部分维持运行。
高速铁路牵引供电系统概论
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星形－延边平衡变压器
星形－曲折延边平衡变压器
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多路馈线，用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
自耦变压器（AT）所（AT Post, ATP） AT供电系统，除变电所、分区所和开闭所外，
复链形悬挂
特点： 在结构上，承力索和接触导线之间加了一根辅助承力索。 接触网的张力大，弹性均匀，安装调整复杂，抗风能力强
2.3 高速接触网的主要结构参数
导线高度 ：指接触导线距钢轨面的高度。一般地，高速铁路 接触导线的高度比常规电气化铁路的接触导线低。原因： ①高速铁路一般无超级超限列车通过，车辆限界为4 800 mm； ②为了减少列车空气阻力及空气动态力对受电弓的影响， 受电弓的底座沉于机车车顶顶面，受电弓的工作高度较小。 所以，高速铁路接触导线的高度一般在5 300 m左右。
X2
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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。
TB 10621-2014 高速铁路设计规范 电力牵引供电部分[打印稿]
![TB 10621-2014 高速铁路设计规范 电力牵引供电部分[打印稿]](https://img.taocdn.com/s3/m/4abf223d58fb770bf68a550e.png)
11 电力牵引供电
11.1 一般规定
11.1.1 牵引供电系统能力应与本线的线路能力、路网中的定位相匹配。 11.1.2 牵引供电系统应保证可靠性、独立性和完整性。在确保高速铁路 安全可靠供电和运营方便பைடு நூலகம்前提下，有条件时可对相邻线和枢纽供电。 11.1.3 牵引供电系统正常运行或故障时，应保证人员及设备安全。
源。 11.2.6 牵引变压器结线型式优先采用单相结线，困难时可采用其他结线 型式。 11.2.7 牵引变压器、自耦变压器应采用固定备用方式；正常运行时，牵 引变压器一台（组）运行，另一台（组）备用。 11.2.8 牵引变压器安装容量按交付运营后第五年运量确定，并按远期运 量预留条件；牵引变压器、自耦变压器过负荷能力应符合高峰小时牵引负 荷的需要。 11.2.9 牵引变压器短路阻抗选择应在符合电压要求前提下，兼顾降低短 路电流。 11.2.10 牵引网采用同相单边供电。自耦变压器所、分区所处应具备上、 下行并联供电条件。 11.2.11 在正常供电布局的前提下校核牵引变电所的越区供电能力。越区 供电能力至少应保证该区间有一对动车组按设计速度运行。 11.2.12 接触电压长期持续值不应高于 60V，瞬时（0.1s）值不应高于 842V。 11.2.13 牵引变电所一次侧平均功率因数应按不低于 0.9 设计，牵引供电 应减少负序及谐波对电力系统的影响。 11.2.14 27.5 kV 单芯电力电缆线路正常感应电势最大值应满足下列要求：
·4·
1 未采取能有效防止人员任意接触金属护层的安全措施时，不得大 于 60 V。
2 除上述情况外，不得大于 300 V。
11.3 牵引变电
11.3.1 牵引变电所电源侧主接线应结合外部电源条件确定，宜采用线路 变压器组接线或分支接线；馈线侧接线宜采用上下行断路器互为备用的接 线型式，并符合上、下行分别供电和并联供电的运行方式要求。 11.3.2 分区所主接线应按同一供电臂的上、下行并联供电及非正常供电 运行的越区供电设计。上、下行并联供电应采用断路器接线方式，越区供 电应采用隔离开关接线方式。 11.3.3 自耦变压器所主接线应按上、下行并联供电设计，并应采用断路 器接线方式。 11.3.4 牵引变压器应采用无载调压方式，无载调压开关应纳入远程监控。 11.3.5 220kV 配电装置一般采用户外单体式布置，在地形困难或重污 秽的地区及重要城市，可采用 GIS 组合电器。时速 300 公里及以上高速铁 路的 27.5kV 配电装置宜采用 GIS 开关柜。 11.3.6 220kV GIS 组合电器宜采用屋内布置，各元件间的布置应根据 安装、检修、试验和运行维护等的需要确定，其室外带电部分的最小安全
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。
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高速铁路牵引供电系统设计
第一节电气化铁路的组成
由于电力机车本身不带原动机，需要靠外部电力系统经过牵引供电装置供给其电能，故电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统组成的。
牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两部分组成，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的三大元件。
一、电力机车
（一）工作原理
电力机车靠其顶部升起的受电弓和接触网接触获取电能。
电力机车顶部都有受电弓，由司机控制其升降。
受电弓升起时，紧贴接触网线摩擦滑行，将电能引入机车，经机车主断路器到机车主变压器，主变压器降压后，经供电装置供给牵引电动机，牵引电动机通过传动机构使电力机车运行。
（二）组成部分
电力机车由机械部分(包括车体和转向架)、电气部分和空气管路系统构成。
车体是电力机车的骨架，是由钢板和压型梁组焊成的复杂的空间结构，电力机车大部分机械及电气设备都安装在车体内，它也是机车乘务员的工作场所。
转向架是由牵引电机把电能转变成机械能，便电力机车沿轨道走行的机械装置。
它的上部支持着车体，它的下部轮对与铁路轨道接触。
电气部分包括机车主电路、辅助电路和控制电路形成的全部电气设备，在机车上占的比重最大，除安装在转向架中的牵引电机之外，其余均安装在车顶、车内、车下和司机室内。
空气管路系统主要执行机车空气制动功能，由空气压缩机、气阀柜、制动机和管路等组成
（三）分类
干线电力牵引中，按照供电电流制分为：直流制电力机车和交流制电力机车和多流制电力机车。
交流机车又分为单相低频电力机车(25Hz或16 2/3Hz)和单相工频(50Hz)电力机车。
单相工频电力机车，又可分为交--直传动电力机车和交—直—交传动电力机车。
二、牵引变电所
牵引变电所的主要任务是将电力系统输送来的110kV三相交流电变换为27.5（或55）kV单相电，然后以单相供电方式经馈电线送至接触网上，电压变化由牵引变压器完成。
电力系统的三相交流电改变为单相，是通过牵引变压器的电气接线来实现的。
牵引变电所通常设置两台变压器，采用双电源供电。
以提高供电的可靠性。
变压器的接线方式目前采用的有三相Yd11接线，单相V/V接线，单相接线以及三相-两相斯科特变压器。
牵引变电所还设置有串联和并联的电容补偿装置，用以改善供电系统的电能质量，减少牵引负荷对电力系统和通信线路的影响。
三、牵引供电回路
电力牵引供变电系统是指从电力系统接受电能，通过变压，变相后，向电力机车供电的系统。
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、地或回流线构成。
另外还有分区亭、开闭所、自耦变压器站等。
（一）开闭所（SSP）
电力牵引系统中的开闭所，实际上是起配电作用的开关站开闭所就是高压开关站，实际上从严格意义上讲是“高压配电”站，仅仅起配电作用，实现环网供电、双路互投等功能。
当枢纽地区的供电，分为“由里向外供”和“由外向里供”两种方式，前者在枢纽内设置牵引变电所。
后者在枢纽内不设牵引变电所，为了增加枢纽地区供电的可靠性和缩小事故的影响范围，一般设开闭所。
AT供电方式时，供电臂较长，在供电臂中部也设开闭所。
开闭所应有来自不同牵引变电所的（单线区段）或同一牵引变电所的不同馈线段（复线区段）的两回进线。
开闭所应尽量设置在枢纽地区的负荷中心处，以减少馈线的长度和馈线与接触网的交叉干扰。
（二）分区亭（SP）
为了增加供电的灵活性，提高运行的可靠性，在两个牵引变电所的供电区间常加设分区亭。
分区亭常用于牵引网为双边供电，或复线区段牵引网为单边供电，
但上下行接触网在末端并联时。
这时，分区亭起到平时将两个供电臂或上下行接触网联络起来的作用，这样，当事故发生时，可缩小停电范围和实现越区供电。
（三）自耦变压器站
电力牵引供电系统如采用自耦变压器供电方式时，在沿线每隔10-15公里设置一台自耦变压器。
设置时尽量将自耦变压器设于沿铁路的各站场上。
同时，尽量与分区亭、开闭所合并，以便于运行管理。
（四）牵引网
牵引网是由馈线、钢轨回流线、接触网组成的双导线供电系统，完成对电力机车的送电任务。
BT供电方式时，还要有回流线。
AT供电供电方式时，还有正馈线和保护线。
馈线：接在牵引变电所牵引母线和接触网之间的导线，即将电能由牵引变电所引向电气化铁路。
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。
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。
分相绝缘器（电分相）：串在接触网上，目的是把两相不同的供电区分开，并使机车光滑过渡，主要用在牵引变电所出口处和分区处。
分段绝缘器（电分段）：分为纵向电分段和横向电分段，前者用线路接触网上，后者用于站场各条接触网之间。
通过其上的隔离开关将有关接触网进行电气连通或断开，以保证供电的可靠性、灵活性和缩小停电范围等。
供电分区：正常供电时，由牵引变电所馈线到接触网末端的一段供电线路，也称为供电区。