高速铁路概论-第三讲-高铁牵引供电和车辆概论
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
8
一. 牵引供电系统
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）——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 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
10
1.1 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） 在布置变电所位置时，就要考虑外部电源条件，同电力 部门协商供电方案。
15
1.3 牵引网向电力机车的供电
（2）自耦变压器供电方式（AT方式）
自耦变压器 Auto-transformer
接触网
牵引网
钢轨
额定电压25kV，正常工作范围20~29kV。
7
一. 牵引供电系统
牵引变电所（Traction Substation, SS）
从公用电力系统（Public Electric Power Systems）接受电能，通过 变压器将电能从三相110kV或220kV变换成单相27.5kV（对AT系统为 55kV或2×27.5kV），并向铁路上、下行两个方向的牵引网供电。 变电所两侧的牵引网区段被称作供电臂。 变电所的主要设备：
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
6
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
2
内容提要：
• §第一章 高速铁路牵引供电 • §第二章 高速铁路车辆
3
第一章 高速铁路牵引供电 1. 牵引供电系统 2. 接触网 3. 综合SCADA系统
4
高速铁路牵引供电系统的特点
机车牵引电流大，牵引供电 系统供电功率大
牵引供电 系统的特点
2020/10/20
供电臂中负荷电流波动大
列车速度高，列车通过供电 臂时间短
11
1.1 电力系统向电气化铁道的供电
国外高速铁路普遍采用高电压、大容量的电源供电，绝 大多数都采用220kV或以上电压等级，个别采用132kV或 154kV时，则要求其由较大的系统短路容量。 我国基本上形成了以500k V线路为骨架、省间220kV为 主干通道的四通八达的输变电网络。这为客运专线采用 220kV电源电压创造了条件。 220kV电网的短路容量较之同一系统的110kV电网显著 增大，一般为3-4倍以上，牵引变电所采用220kV进线将 使电压总谐波畸变率、三相电压 不平衡度和电压波动百 分数等电能质量指标明显降低，助于减轻牵引负荷对电 力系统的不良影响。
14
1.3 牵引网向电力机车的供电
（1）带负馈线的直接供电方式
F T
Us
I
R
电流从牵引变电所馈线通过接触网流向动车组，从动车组下到 钢轨上，回流分为三部分：一部门直接沿钢轨流回变电所，约 占40%；一部门从钢轨通过吸上线流向负馈线，通过负馈线返 回变电所，约占30%；剩余电流从钢轨漏泄至大地，沿大地流 向牵引变电所，在变电所附近，返回钢轨或变电所地网。
9
一. 牵引供电系统
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。 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、多路馈线，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 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。
牵引供电系统应适应高速列 车采用再生制动工况
5
一. 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）来驱动列车行驶的 铁道运输方式。 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
12
1.2 牵引变电所向牵引网的供电
复线
Байду номын сангаасSS1
SP
SS1
SP
单边分开供电
单边并联供电
SS1
SP
单边全并联供电
SS1 双边纽结供电
SS2
13
1.3 牵引网向电力机车的供电 为保证向动车组提供合格的电压，同时减
少电气化铁道对邻近通信线路的干扰影响， 牵引网有不同的拓扑结构。高速铁路牵引网 一般采用带负馈线的直接供电方式和AT供电 方式。
高速铁路概论
1
高速铁路概论
课程内容安排
• 第一讲：高速铁路概述 • 第二讲：高速铁路基础设施与车站 • 第三讲：高速铁路牵引供电、车辆动力与车辆 • 第四讲：高速列车信号、控制系统、通信系统 • 第五讲：高速铁路运输组织与高速铁路客运服务 • 第六讲：高速铁路运用安全保障与环保 • 复习 • 考试
8
一. 牵引供电系统
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）——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 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
10
1.1 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） 在布置变电所位置时，就要考虑外部电源条件，同电力 部门协商供电方案。
15
1.3 牵引网向电力机车的供电
（2）自耦变压器供电方式（AT方式）
自耦变压器 Auto-transformer
接触网
牵引网
钢轨
额定电压25kV，正常工作范围20~29kV。
7
一. 牵引供电系统
牵引变电所（Traction Substation, SS）
从公用电力系统（Public Electric Power Systems）接受电能，通过 变压器将电能从三相110kV或220kV变换成单相27.5kV（对AT系统为 55kV或2×27.5kV），并向铁路上、下行两个方向的牵引网供电。 变电所两侧的牵引网区段被称作供电臂。 变电所的主要设备：
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
6
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
2
内容提要：
• §第一章 高速铁路牵引供电 • §第二章 高速铁路车辆
3
第一章 高速铁路牵引供电 1. 牵引供电系统 2. 接触网 3. 综合SCADA系统
4
高速铁路牵引供电系统的特点
机车牵引电流大，牵引供电 系统供电功率大
牵引供电 系统的特点
2020/10/20
供电臂中负荷电流波动大
列车速度高，列车通过供电 臂时间短
11
1.1 电力系统向电气化铁道的供电
国外高速铁路普遍采用高电压、大容量的电源供电，绝 大多数都采用220kV或以上电压等级，个别采用132kV或 154kV时，则要求其由较大的系统短路容量。 我国基本上形成了以500k V线路为骨架、省间220kV为 主干通道的四通八达的输变电网络。这为客运专线采用 220kV电源电压创造了条件。 220kV电网的短路容量较之同一系统的110kV电网显著 增大，一般为3-4倍以上，牵引变电所采用220kV进线将 使电压总谐波畸变率、三相电压 不平衡度和电压波动百 分数等电能质量指标明显降低，助于减轻牵引负荷对电 力系统的不良影响。
14
1.3 牵引网向电力机车的供电
（1）带负馈线的直接供电方式
F T
Us
I
R
电流从牵引变电所馈线通过接触网流向动车组，从动车组下到 钢轨上，回流分为三部分：一部门直接沿钢轨流回变电所，约 占40%；一部门从钢轨通过吸上线流向负馈线，通过负馈线返 回变电所，约占30%；剩余电流从钢轨漏泄至大地，沿大地流 向牵引变电所，在变电所附近，返回钢轨或变电所地网。
9
一. 牵引供电系统
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。 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、多路馈线，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 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。
牵引供电系统应适应高速列 车采用再生制动工况
5
一. 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）来驱动列车行驶的 铁道运输方式。 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
12
1.2 牵引变电所向牵引网的供电
复线
Байду номын сангаасSS1
SP
SS1
SP
单边分开供电
单边并联供电
SS1
SP
单边全并联供电
SS1 双边纽结供电
SS2
13
1.3 牵引网向电力机车的供电 为保证向动车组提供合格的电压，同时减
少电气化铁道对邻近通信线路的干扰影响， 牵引网有不同的拓扑结构。高速铁路牵引网 一般采用带负馈线的直接供电方式和AT供电 方式。
高速铁路概论
1
高速铁路概论
课程内容安排
• 第一讲：高速铁路概述 • 第二讲：高速铁路基础设施与车站 • 第三讲：高速铁路牵引供电、车辆动力与车辆 • 第四讲：高速列车信号、控制系统、通信系统 • 第五讲：高速铁路运输组织与高速铁路客运服务 • 第六讲：高速铁路运用安全保障与环保 • 复习 • 考试