城市轨道交通牵引供电设计原始资料
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城市轨道交通牵引供电系统复习资料第一章 电力牵引供电系统概述1、 电力牵引的制式概念：供电系统向电动车辆或电力机车供电所采用的电流或电压制式，包括直流/交流制、电压等级、 交流电频率、交流制屮单相/三相等问题。
2、 电力牵引系统性能要求：① 启动加速性能：启动力矩大，加速平稳；② 动力设备容量利用充分：轻载时，运行速度高；重载时，运行速度可以低一些。
功率容量 P 二FV 近似于常数；③ 调速性能：速度调节容易实现，能量损耗小。
满足上述条件：直流串激（串励）电动机。
3、 肓流串励电动机优缺点：通过串联电阻调速，原理简单，调速范围宽，供电系统电压损失和能量消耗较大，而且需要换 向。
4、 城市轨道交通牵引制式：直流供电制式。
城市轨道机车功率不大，供电半径小，城市之间运营供电电压不能太高，以确保安全。
我国国 标规定采用750V 和1500V 肓流供电两种制式，不推荐600Vo5、 城市轨道交通电力牵引供电系统组成：发电厂（站）、升压变压器、电力网（M0・220KV ）、主降 压变电站（110-220KV —10~35KV ）＞直流牵引变电所（10~35KVT500、750V ）、馈电线、接触网、 走行轨道、回流线。
S1-1榔燉觥猜曲就 I 一娥「黝2 鼬撕5TH 緬晰6-刪畀一般 «； 8-mti 9 -m6、 组成统一的电力供电系统的优点：① 充分利用动力资源；②减少燃料运输；③提高供电可靠性；④提高发电效率。
7、 环形供电接线：由两个或两个以上主降压变电站和所有的牵引变电所用输电线联成一个环行。
-K P8、环形供电接线的优缺点：环行供电是很可靠的供电线路，因为在这种情况下，一路输电线和一个主降压变电站同时停止工作时，只要其母线仍保持通电，就不致中断任何一个牵引变电所的正常供电。
但其投资较大。
9、双边供电接线：由两个主降压变电站向沿线牵引变电所供电，通往牵引变电所的输电线都经过 其母线联接，为了增加供电的可靠性.用双路输电线供电，而每路按输送功率计算。
城市轨道交通牵引供电系统补充材料
•存在换向器，结构复杂
城市轨道交通牵引供电系统补充材料
直流电机
•主要部件：
•转子（电枢） •定子 •换向器 •气隙
城市轨道交通牵引供电系统补充材料
直流电机
•工作原理
城市轨道交通牵引供电系统补充材料
直流电机
城市轨道交通牵引供电系统补充材料
直流电动机调速方法
•1
•弱磁调速
• 改变励磁线圈中的电压，改变磁通量
v 三相电流在定子绕组中产生合成磁力线的方向如图（2）所示，仍为 两极磁场。三相合成磁力线（磁场）轴线F与V相线圈轴线重合。可 见，三相合成磁力线的轴线比ωt=0°时在空间上顺时针转过了120° 。
城市轨道交通牵引供电系统补充材料
旋转磁场
v (3) 当ωt=240°和ωt=360°瞬时
v 三相电流在定子绕组中产生的合成磁力线方向如图（3）、(4)所示。 可见，当电流在时间上变化一个周期，即360°电角度，合成磁场便 在空间刚好转过一周，且任何时刻合成磁场的大小相等，其顶点的轨 迹为一个圆,故又称为圆形旋转磁场。
•三相异步电动机的等效电路
频率折算：
v 式中I2、E2s、X2s分别为异步电动机转动时转子的每相电流、电
势和漏阻抗，它们的频率为ƒ2；
v
、E2、X2分别为异步电动机静止时的转子每相电流、电势和
漏阻抗，它们的频率为ƒ 1。
城市轨道交通牵引供电系统补充材料
•三相异步电动机的等效电路
•而 的有效值和相位角应与 相等：
城市轨道• 定子磁场 • 转子 • 感生电流 • 电磁力 • 电磁转矩
•异步电机由来
•切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转矩的必要条件。 •转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才可能切割磁力线 •旋转磁场的转速用n1表示，称为同步转速；转子的实际转速用n表示，转差 Δn=n1-n。
轨道交通供配电资料
一．交流1.牵引变电所变压器联接形式，针对牵引变压器的形式与接线，主流的有：（1）单相联接：牵引变压器的原边跨接于三相电力系统中的两相；副边一端与牵引侧母线连接，另一端与轨道及接地网连接。
特点：牵引变压器的容量利用率高，但其在电力系统中单相牵引负荷产生的负序电流较大，对接触网的供电不能实现双边供电。
适用：这种结线只适用于电力系统容量较大，电力网比较发达，三相负荷用电能够可靠地由地方电网得到供应的场合。
另外，单相牵引变压器要按全绝缘设计制造。
（2）单相V,v联接（3）三相V,V联接（4）三相Yn,d11联接（5）Scott联接（6）阻抗匹配平衡变压器联接2.负序电流(1)负序对电力系统的不良影响：○1负序电流将使同步发电机的输出功率减小，绕组和转子体发热和机械振动，影响其正常运行和寿命；○2使异步电动机产生负序转矩，降低电动机的输出功率；○3使电力变压器的出力受到负荷最大相温升的限制，设备容量得不到充分运用，并使变压器铁芯产生附加发热；○4负序电流流经电力网络时并不做功，而只造成电能损失，从而降低电力网的输送能力；○5使系统中靠负序分量启动的继电保护或高频保护误动作，从而增加了保护的难度和成本。
(2)减少负序影响的措施：○1牵引供电系统可采取的措施相邻牵引变电所的牵引变压器一次侧换接相序，合理安排接触网分断及其相序。
×100%的平衡牵引变压器。
牵引变电所采用电流不对称度K I=1−n1+n○2电力系统可采取的措施在发电厂或枢纽变电所安装特殊订货的同步调相机。
这种同步调相机，允许承受负序电流的能力较大，负序阻抗较小，吸收负序电流时不存在相位选择问题，而且有良好的防震性能；并且可以吸收部分高次谐波，而且不会引起共振。
因此，采用同步调相机是比较有效的措施。
但是，这项措施的基建投资较大，占地较多，一般不到不得以时不采用。
临时的过度措施。
如果负序电流的增大是临时性和过渡性的，则电力系统可采取一些临时的运行方式。
轨道交通牵引供变电技术第9章第1节 轨道交通牵引变电所设计
在短路情况下，比正常工作电流大得多的故 障电流通过母线和电气设备，将造成大量发热情 况；同时由于电磁作用，在带电导体之间产生很 大电动力，使设备与母线承受巨大的机械应力； 强大的短路功率将使断路器等断流设备在断开故 障电路时造成困难，必须进一步认识、掌握这些 规律，并据此选择电气设备，有效地进行电气主 接线和配电装置设计，以期达到安全、经济和高 效运行的目的。 本章着重从基本原理入手，介绍牵引变电所 设计、设备选择的计算方法和程序。有关控制、 保护和自动化的具体接线和设计计算，已在本书 第六章、第七章及其他有关课程（供电系统继电 保护）中讨论，此处不再重复。
轨道交通牵引供变电技术
此外，对直流牵引短路计算已在第六章进行 了详细的讨论，大功率整流和低压动力负荷大量 变流装置导致的谐波抑制、无功补偿和杂散电流 防护等方面的设计，也在第七章作了全面系统的 介绍。
轨道交通牵引供变电技术
第九章
轨道交通牵引变电所设 计
第一节 术
第一节 牵引变电所设计概述
轨道交通牵引的交流与直流牵引变电所设计 是电力牵引供电系统设计的重要组成部分。其内 容包括电气设备选择、电气主接线和配电装置设 计、控制保护系统的技术方案与接线方式、谐波 抑制和无功补偿、接地装置设计，等等。它们对 整个供电系统的技术经济指标、运行方式都有重 大影响。 牵引变电所与供变电系统其他供电装置的设 计，不仅要满足正常运行方式下的各种工作状态 及运行条件的要求，而且应考虑在故障条件下如 何缩小或限制故障的范围及影响，并保证电气设 备在故障状态下安全可靠地工作。
地铁车辆牵引电路设计方案
地铁车辆牵引电路设计方案地铁作为城市轨道交通中的重要组成部分，其车辆运行的安全性和稳定性显得尤为重要。
而车辆牵引电路作为地铁车辆行驶所必须的电气系统之一，对车辆的运行起到至关重要的作用。
本文将介绍一种地铁车辆牵引电路设计方案，旨在提高车辆的运行效率和稳定性。
整体设计思路地铁车辆牵引电路的工作原理主要是将电能转换成机械能，以实现车辆的运行。
因此，我们的设计方案主要是针对车辆的电气系统，即车辆的直流电机控制系统进行优化和升级，以提高车辆性能和效率。
具体而言，在车辆运行时，我们将通过直流电机控制系统，将车辆累积的直流电能转换为机械能，推动车辆前进。
同时，也会吸收车辆在行驶过程中的能量回收，并将其转换为直流电能，储存在车辆的电池组中，以供后续使用。
技术方案我们的设计方案主要基于开环控制，即将车辆的牵引电路分为两个部分：直接牵引电路和辅助牵引电路。
直接牵引电路直接牵引电路是地铁车辆牵引电路中重要的组成部分，主要负责车辆的直接驱动。
在这个电路中，直流电源首先会经过减速器和联轴器，传递到直流电机。
此时，直流电机会根据电机控制器发送的信号，对电流和电压进行调节，从而实现车辆的加速和减速。
在此基础上，我们的设计方案主要优化了直流电机的控制系统，以提高其对车辆电流和电压的精准控制能力，从而提高车辆的互动响应速度和牵引能力。
辅助牵引电路辅助牵引电路主要是负责车辆的起动和调速功能。
在车辆起动时，直接牵引电路无法提供足够的动力，因此需要辅助牵引电路提供帮助。
在我们的设计方案中，辅助牵引电路主要采用了恒定功率调速技术，即根据车辆电池组和牵引电机的实际状态，调节牵引电路的状态和电势，以实现车辆的稳定起步和调速阶段。
系统实现在实现整个地铁车辆牵引电路设计方案时，我们主要采用了嵌入式控制器和高压直流电源模块的组合。
嵌入式控制器主要负责对车辆的牵引电路进行监控和控制，从而实现电力传输的精准控制。
而高压直流电源模块则主要负责向车辆提供高压直流稳定的电源支持。
正文 1城市轨道交通供电系统课程设计
城市轨道交通供电系统课程设计专业：电气工程及其自动化班级：电气093姓名：马国祥学号： 200811228指导教师：高锋阳兰州交通大学自动化与电气工程学院2012年7月20日1设计原始资料：(1) 车流密度：平时N=20对/h，高峰N=30对/h；(2) 列车编组：6节/列；(3) 列车自重：G=331.6t；(4) 列车平均运行速度：V=35km/h；(5) 牵引网额定电压：U c=1.5kV；(6) 牵引网单位阻抗：r=0.0331Ω/km；(7) 列车单位能耗： A=0.07kW·h/t·km；(8) 运营时间：18h/day；(9) 走行轨单位阻抗：r0=0.013Ω/km；(10) 电价：a=0.69元/度。
1.1具体题目表1 某地铁一号线线路区间长度站名(简称)西朗A坑口B花地湾C芳村D黄沙E长寿路F陈家祠G西门口H公元前I农讲所J烈士陵园K东山口L杨箕M体育西路N体育中心O广州东站P站距(kM)1.571 0.928 1.321 1.38 0.951 1.135 0.932 0.872 1.177 1.019 1.165 1.316 1.423 0.961 1.874试结合所学知识，对该地铁牵引变电所进行布点，并进行牵引供电计算。
2分析要设计的课题内容2.1本设计的基本方案以线路末端车站设牵引变电所为布点基点。
根据牵引网最大电压损失允许值确定线路末端牵引变电所及相邻牵引变电所的位置，以此向线路中央靠拢，完成全部牵引变电所的布点。
本设计一共设计五座牵引变电所，全部都与车站合建，分别布置在一下几个站，分别是A站、D站、G站、J站和M 站，因为此线路车站与车站之间的距离较小，因此在牵引供电计算方面全部采用单边供电来计算。
当线路末端牵引变电所退出时，由相邻牵引变电所实施单边供电，此时牵引网电压损失会比较大；或将线路末端牵引网上下行并联运行，以减少牵引网回路电阻，改善牵引网电压质量。
城市轨道交通电力牵引系统
第二节 直流电力牵引系统
2、调节励磁磁通 采取匝数短路法和分路电流法可以减小
牵引电动机励磁电流从而减小主极磁通， 以实现对转速的调节。
第三节 交流电力牵引系统
一、交流电机 （一）、三相异步电动机基本结构 （二）、三相异步电动机基本工作原理 （三）、三相异步电动机的机械特性
第一节 概述
第二节 直流电力牵引系统
一、直流电机 （一）、直流电机的组成 （二）、直流电机的工作原理 （三）、直流电机的励磁方式 （四）、直流串励电动机的机械特性
第二节 直流电力牵引系统
请按右图纠 正教材P185 图8-8 中的 错误
第二节 直流电力牵引系统
第二节 直流电力牵引系统
二、直流牵引调速系统 直流牵引调速系统按电源性质分为： 直-直流牵引系统（教材P183图8-2） 交-直流牵引系统（教材P187图8-11）
城市轨道交通
电力牵引系统
第八章 城市轨道交通电力牵引系统
第一节 概述 第二节 直流电力牵引系统 第三节 交流电力牵引系统 第四节 城市轨道车辆用直流感应电机
第一节 概述
一、轨道车辆电力牵引发展简介 电力牵引是一种以电能为动力牵引车辆前
进的牵引方式。 轨道车辆通过受流器从架空接触网或第三
轨（输电轨）接收电能，通过车载的变流装 置给安装在转向架上的牵引电机供电，牵引 电机将电能转变成机械能，机械能通过齿轮 传给轮对，驱动轮对在轨道上运动带动车辆 前进。
第四节 城市轨道交通用直线感应电机
一、直线感应电机的基本原理 将三相感应电动机的定子和转子沿径向
剖开后摊开成直线，原来转子的旋转运动 就转变称为直线运动。
城市轨道交通供电系统设计
城市轨道交通供电系统设计城市轨道交通供电系统是城市轨道交通系统的重要组成部分，是城市轨道交通运营的基础设施之一、供电系统的设计对城市轨道交通的运行效能、运行安全和运营成本都具有重要影响。
本文将从供电系统的基本原理、设计要求、设备配置和运营管理等方面进行介绍和分析。
一、供电系统的基本原理城市轨道交通供电系统一般采用第三轨供电方式。
供电系统由供电设备、供电线路和接触网等组成。
供电设备主要包括换流变电站、配电变电所、供电盘等。
供电线路包括供电线路和回流线路，供电线路通过导线将电能传输给轨道线路。
接触网是供电系统的核心部分，它由集电弓和接触导线组成，通过接触导线将电能传输到车辆上。
车辆通过集电弓与接触导线接触，从而获得所需的电能。
二、供电系统的设计要求1.供电可靠性高：供电系统要具备良好的可靠性和稳定性，确保供电不间断并且电压稳定。
2.供电负载适当：要根据实际需求合理配置供电设备和供电线路，确保供电能满足轨道交通的运行需求。
3.供电线路布局合理：供电线路要布置在合适的位置，避免与其他设施冲突，并且要对供电线路进行绝缘处理，避免发生电气事故。
4.供电线路安全可靠：供电线路要采用高强度的材料，确保其承受电流和电压的能力，并且要经过严格检测和维护，保持良好的状态。
5.运行管理便捷：供电系统设计要便于运行管理，方便进行巡检、养护和维修，保证供电线路的正常运行。
三、供电设备的配置供电设备的配置是供电系统设计的重要一环，合理的配置能够满足城市轨道交通的能耗需求，并且提高供电系统的运行效能。
1.换流变电站：换流变电站是供电系统的核心设备，负责将交流电转换成直流电进行供电。
换流变电站应根据城市轨道交通的规模和发展需求进行配置，保证供电的可靠性和充足性。
2.配电变电所：配电变电所负责将直流电转换成供给车辆的电能。
配电变电所应根据供电线路的长度和供电负载的大小进行配置，保证供电线路的电压稳定和充足。
3.供电盘：供电盘是供电系统的终端设备，负责电能的输出和分配。
电力牵引供电系统资料
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新温州牵 引变电所
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接触网
❖ 接触网是一种悬挂在轨道上方沿轨道敷设的、和铁 路轨顶保持一定距离的输电网。
❖ 接触网分为架空式接触网和接触轨式接触网。 ❖ 接触网电分段:电气连接分离 ❖ 接触网机械分段:机械结构分离 ❖ 受电方式：
受电弓受电 三轨受电 四轨受电
范围为1 000 V～1 800 V）。
❖ 牵引网由馈电线、接触网、轨道和回流线组成。
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接触网:经过受电器向电动列车供给电能的导电网。 回流线:用以供牵引电流返回牵引变电所的导线 馈电线：从牵引变电所向接触网输送牵引电能的导线 轨道（电路）：利用走行轨作为牵引电流回流的电路
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架空接触网
❖
接触网是沿铁路线上空架设的向车辆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动
❖
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
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❖ 目前全世界已有40多个国家的130多个城市, 共修建了7 000 km的城市轨道交通（包括地 铁、轻轨）线路。城市轨道交通电力牵引主 要由牵引供电系统和电动车组构成（图1）。
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图1 城市轨道交通电力牵引系统 1—牵引变电所;2—馈电线;3—接触网；4—电动车组； 5—钢轨；6—回流线；7—电分段。
城市轨道交通供电方案设计
《半导体电力变流器与电网互相干扰及其防护方法导则》（GB10236-88）
《低压配电设计规范》（GB50054-1995）
《Protective Provisions against the effects of stray currents caused by
《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）
21）供电系统继电保护应满足可靠性、选择性、速动性和灵敏性的要求。
图 5.1-2 两级母线方式
1-3
南京地铁三号线工程总体设计文件
此接线方式的特点：各工程 35kV 系统之间相对独立，对于不同工程的控制及电
一接线相对简单，推荐采用接线方式一，即 T 接方式。
《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）
（含过渡段），地下段 42.42Km。全线共设 29 座车站，其中包括 1 座高架站，28 座地
《智能建筑设计标准》（GB/T 50314-2008）
下站。设林场停车场和秣周车辆段各一座。
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
三号线采用 A 型车 6 辆编组。控制中心规划在南京南站附近，全线设滨江路、雨
《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》（CJJ49-92）
《地铁设计规范》（GB50157-2003）
《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T620-1997）
《城市轨道交通直流牵引供电系统》（GB/T10411-2005）
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006 版）
《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）
雨花门周边电源点有 220kV 雨花变、220 kV 钟山变和待建的 220kV 南京南站变。
地铁牵引供电系统设计.doc
第2章电源与主变电所................................................................................. 7
统、电力监控系统、接触网系统、杂散电流防护和接地系统、供电车间等组成。轨道交通供电系统的主要功能如下：
接受、分配电能：主变电所的主变压器将110KV高压电变换成20KV中压电、20KV供电网络将电能分配到每一个车站和车辆段牵引变电所DC1500V接触轨20kV中压
Abstract
Traction power supply system of urban rail transit system is the most important basic energy facilities, its function is providing power for rail transit system, ensure the normal operation of rail transit vehicle. Through the comparison of the power supply scheme, shijiazhuang metro power system uses centralized power supply mode, system contains the transmission lines between area substation and rail traffic main substation, Traction step-down power transmission and distribution network of rail transport power supply system, DC traction supply network and station low voltage distribution network; tractive power supply system is composed of main substation, high-pressure/medium voltage power supply network, tractive power supply system, electric power monitoring and management system, overhead contact system, stray current protection and grounding system, Power supply of
城市轨道交通概论_第九章城市轨道电力牵引系统
城市轨道交通 电力牵引系统
电力系统术语
电力系统 Power System
生产、输送、分配、消费电能的发电机、 变压器、电力线路、各种用电设备联系在 一起组成的统一体。
动力系统与电力系统
动力部分：火电站的锅炉、汽轮机； 水电站的水库、水轮机； 热电站的热力网等。
动力系统 （Dynamic System）： 电力系统和“动力部分”的总和
Y
A Z C
N
Z C
Y
N
Z
S
X
N
B
C X
S
S
X B
B
t 90 t 60 t 0 合成磁场方向向下 合成磁场旋转60° 合成磁场旋转90°
第三节 交流电力牵引系统
二、三相异步电机-工作原理
2. 转动原理 定子三相绕组通入三相交流电
60 f1 n0 (转/分） p 旋转磁场
交流电力牵引系统概述
电力牵引系统 electric traction system ： 1、电力牵引供电系统 electric traction supply system — 保证实现电力牵引方式且能够安全可靠的、不间断 工作的电力供应系统 （1）牵引变电所 traction substation （2）牵引网 traction network ①馈电线 feeder line ②接触网 overhead contact line ③钢轨及回流线 rail, negative feeder 2、电力机车 electric locomotive
牵引力 制动力
0
A
牵引
B
C
D
E 制动
F
G
距离
城市轨道交通牵引供电系统复习资料
城市轨道交通牵引供电系统复习资料第一章电力牵引供电系统概述1、电力牵引的制式概念：供电系统向电动车辆或电力机车供电所采用的电流或电压制式，包括直流/交流制、电压等级、交流电频率、交流制中单相/三相等问题。
2、电力牵引系统性能要求：①启动加速性能：启动力矩大，加速平稳；②动力设备容量利用充分：轻载时，运行速度高；重载时，运行速度可以低一些。
功率容量P=FV近似于常数；③调速性能：速度调节容易实现，能量损耗小。
满足上述条件：直流串激（串励）电动机。
3、直流串励电动机优缺点：通过串联电阻调速，原理简单，调速范围宽，供电系统电压损失和能量消耗较大，而且需要换向。
4、城市轨道交通牵引制式：直流供电制式。
城市轨道机车功率不大，供电半径小，城市之间运营供电电压不能太高，以确保安全。
我国国标规定采用750V 和1500V直流供电两种制式，不推荐600V。
5、城市轨道交通电力牵引供电系统组成：发电厂（站）、升压变压器、电力网（110-220KV）、主降压变电站（110~220KV→10~35KV）、直流牵引变电所（10~35KV→1500、750V）、馈电线、接触网、走行轨道、回流线。
6、组成统一的电力供电系统的优点：①充分利用动力资源；②减少燃料运输；③提高供电可靠性；④提高发电效率。
7、环形供电接线：由两个或两个以上主降压变电站和所有的牵引变电所用输电线联成一个环行。
8、环形供电接线的优缺点：环行供电是很可靠的供电线路，因为在这种情况下，一路输电线和一个主降压变电站同时停止工作时，只要其母线仍保持通电，就不致中断任何一个牵引变电所的正常供电。
但其投资较大。
9、双边供电接线：由两个主降压变电站向沿线牵引变电所供电，通往牵引变电所的输电线都经过其母线联接，为了增加供电的可靠性．用双路输电线供电，而每路按输送功率计算。
这种接线可靠性稍低于环行供电。
当引入线数目较多时，开关设备多，投资增加。
10、电网向牵引变电所供电形式：环形供电接线、双边供电接线、单边供电接线、辐射形供电接线。
城市轨道交通车辆电力牵引与控制课程设计(C车)
城市轨道交通车辆电力牵引与控制课程设计（C车）摘要：至今，电气化铁路的发展已走过一百多年的历程。
进入21世纪以来，轨道电力牵引在电力电子原件，控制技术等方面已经日趋成熟。
本文从我国电力牵引与传动控制的现状出发，介绍了在全系列电力电子器件及应用技术、大功率牵引传动变流装置及其控制系统、列车网络控制系统等关键部件的核心技术成果。
并分析了牵引传动及控制技术的未来发展，展望了利用轨道牵引传动及控制核心技术向相关领域的应用前景。
关键词：电力电子器件；变流技术；控制技术1.城市轨道交通车辆电力牵引与控制的发展与现状牵引传动及控制技术是轨道交通机车车辆必须的技术配置，它推动了机车车辆技术的进步，成为高速铁路和重载货运发展的基础。
可以说，是否拥有成熟的牵引传动及控制技术，已经成为一个国家铁路技术水平发展程度的衡量标准。
同时，牵引传动领域的技术进步和成熟，将辐射到电气自动化、节能等诸多领域，带动相关技术领域共同进步与发展。
1.1电力牵引与控制技术的发展电力牵引作为轨道交通牵引动力的世界性趋势在发展，自1879年德国诞生第一辆电力机车以来，它己登上了牵引动力的首席。
与以煤作为动力能源的蒸汽机车牵引和以油作为动力能源的内燃机车牵引相比，电力牵引具有突出的优越性[(}l0根据所采用传动电机是直流牵弓1电机还是交流牵引电机的不同，电力牵引传动方式可以分为直流传动和交流传动两大类。
到上世纪六七十年代，国际上电力牵引直流传动技术已经发展到了顶峰。
然而，长期以来的运用也暴露出了直流传动的弱点和缺陷，那就是受到直流换向的限制，电机的故障率高、检修维护困难、功率和转速难以进一步提升，再加上直流电机效率低、恒功范围窄、粘着利用率低、整车功率因数低。
因此，从上世纪70年代国外就开始了交流传动机车的工程化工作。
19'79年，第一批工程化的E124系列大功率干线交流传动电力机车研制成功，揭开了交流传动技术发展的序幕。
截止上世纪90年代，发达国家己经开始逐渐普及交流传动，不论是高速、干线还是城市轨道交通均采用交流传动动力装置，新造机车车辆己不再装备直流传动的动力装置。
城市轨道交通车辆电气牵引系统基础课件
1 城市轨道交通车辆电气牵引系统概述
车辆电气牵引系统按其功能及电压的不同，可分为牵引
高压电路（主电路）、辅助供电电路和控制电路3部分；
设计时，又可根据功能的不同细分为主电路、牵引/制动
电路、辅助电路、监控信息电路、照明电路、空调电路、
附属设备电路、车门控制电路和车钩电路等。
电气牵引系统是列车各系统中的关键部分，在该系统中，
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2 城市轨道交通车辆电气部件与设备
车辆采用 DC 750 V 受流器供电方式，每列车分为 2 个动力单元，每个单元由1个动车和1个拖车构成。 如
图1-2所示，对于每个单元，在中间的动车（M车）上
设置4个受流器，在Tc车上设置2个受流器，将电 网
提供的额定 DC 750 V 高压电源提供给车辆高压设备
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2 城市轨道交通车辆电气部件与设备
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2 城市轨道交通车辆电气部件与设备
如图1-4所示，BQS有“运行”“车间”“切除”三 个位置。当BQS处于“运行”位时，通过第三轨受流 器受流的 750 V 电源接入牵引主电路及辅助高压电路。 当 BQS 处于 “ 车间 ” 位时，车间电源输入的 750 V 电 源由BQS的“车间”位接入；“运行”位无高压输入， 牵引主电路被隔离，此时辅助电源由车间电源供电。 BQS带有低压辅助触点，该辅助触点将被引出作为联 锁信号。当BQS处于“切除”位时，牵引主电路及辅 助电源电路都被隔离。 高压牵引母线电路说明：BHB、BF作为单元内两个动 车之间牵引母线的短路或接地保护。牵引母线电路的 BLB、BHB、BF将车辆（Tc车、M车、M车、Tc车） 间的所有高压输入贯通连接，以保证牵引系统在过无 电区时，可通过大的无电区且没有动力损失。
牵引逆变器作为整个交流传动系统的重要组成部分， 其基本功能是把从直流电源中获得的直流电压变换成 频率和幅值都可调的三相交流电，并给牵引电动机供 电。根据中间储能元件的不同来分类，牵引逆变器可 分为电压型逆变器和电流型逆变器。
城市轨道交通车辆牵引与供电系统概述
封闭式三相笼型异步电动机结构
定子
铁心：由内周有槽 的硅钢片叠成。
A ----X 三相绕组 B ----Y
C---- Z
机座：铸钢或铸铁
鼠笼转子
转子
铁心：由外周有槽的 硅钢片叠成。 (1) 鼠笼式转子 铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体； 或铸铝形成转子绕组。 (2) 绕线式转子 同定子绕组一样，也 分为三相，并且接成 星形。
气隙：定子和转子之间
必须有一个气隙
交流电动机的特点
交流电动机没有转向器，构造简单，运行可靠，效 率较高，维护很少，价格低廉；转子坚固，定子绕 组沿圆周均匀分布，电动机体积小，能够获得较大 的单位质量功率；其机械特性较硬，具有较好的防 空转性能，使黏着利用提高；且微电子技术的发展 使异步电动机的调压变频调速得以顺利实现。
效率高 由于无中间传动环节，消除了机械摩擦时的能量 损耗。
列车控制系统工作原理
城市轨道交通车辆的控制电路，是低电压小功率电 路，分为有接点的直流电路和无接点的电子电路。 有接点的直流电路由主控制器、继电器、电气控制 的低压部分、联锁接点组成；无接点的电子电路由 微机及各种电子单元组成，如列车牵引系统控制单 元、制动控制单元、空调控制单元等。
包括下部支杆5、下部导杆6、上部支杆7和上 部导杆8；
采用高强度冷拔无缝管制作。
• 高度止挡2：
安装在下部导杆侧下方的基础框架上； 用以限制受电弓的最大升弓高度。
• 弓头：
是弓与网相接触的部分； 由集流头9、接触带10、转轴、端角11和弹簧 盒组成。
• 升降弓装置12：
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1设计原始资料：(1) 车流密度：平时N=20对/h，高峰N=30对/h；(2) 列车编组：6节/列；(3) 列车自重：G=331.6t；(4) 列车平均运行速度：V=35km/h；(5) 牵引网额定电压：U c=1.5kV；(6) 牵引网单位阻抗：r=0.0331Ω/km；(7) 列车单位能耗： A=0.07kW·h/t·km；(8) 运营时间：18h/day；(9) 走行轨单位阻抗：r0=0.013Ω/km；(10) 电价：a=0.69元/度。
1.1具体题目站名(简称)朗A口B地湾C村D沙E寿路F家祠G门口H元前I讲所J士陵园K山口L箕M育西路N育中心O州东站P站距(kM)1.571 0.928 1.321 1.38 0.951 1.135 0.932 0.872 1.177 1.019 1.165 1.316 1.423 0.961 1.874试结合所学知识，对该地铁牵引变电所进行布点，并进行牵引供电计算。
2分析要设计的课题内容2.1本设计的基本方案以线路末端车站设牵引变电所为布点基点。
根据牵引网最大电压损失允许值确定线路末端牵引变电所及相邻牵引变电所的位置，以此向线路中央靠拢，完成全部牵引变电所的布点。
本设计一共设计五座牵引变电所，全部都与车站合建，分别布置在一下几个站，分别是A站、D站、G站、J站和M 站。
3牵引供电计算3.1平时时的牵引计算① 列车区间平均电流cAG I U V ∆=0.07331351.5⨯⨯=540.63(A)=② 区间平均列车数Nt NL m T V == AD 20 3.822.1835m ⨯=≈ DG 20 3.466 1.9835m ⨯=≈GJ 20 2.981 1.7035m ⨯=≈ JM 20 3.5 2.0035m ⨯=≈MP 20 4.258 2.4335m ⨯=≈③ 区间行走时间 60(min)VLt = AD 3.8260 6.55(min)35t =⨯≈DG 3.46660 5.94(min)35t =⨯≈ GJ 2.98160 5.11(min)35t =⨯≈ MP 4.258607.30(min)35t =⨯≈JM 3.560 6.00(min)35t =⨯≈ ④ 牵引变电所馈线平均电流 A I mI =A.AD 2.18540.631178.57(A)I =⨯≈A.DG 1.98540.631070.45(A)I =⨯≈A.GJ 1.70540.63919.07(A)I =⨯≈A.JM 2.00540.631081.26(A)I =⨯≈ A.MP 2.43540.631313.73(A)I =⨯≈⑤ 牵引变电所馈线有效电流22xA A 1.1511I I m α-⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦222xA.AD 1.15 3.511178.5713316461.84(A )2.18I ⨯-⎡⎤=⨯+≈⎢⎥⎣⎦222xA.DG 1.15 3.511070.4512896487.54(A )1.98I ⨯-⎡⎤=⨯+≈⎢⎥⎣⎦ 222xA.GJ 1.15 3.51919.0712347740.39(A )1.70I ⨯-⎡⎤=⨯+≈⎢⎥⎣⎦222xA.JM 1.15 3.511081.2612937422.01(A )2.00I ⨯-⎡⎤=⨯+≈⎢⎥⎣⎦222xA.MP 1.15 3.511313.7313874366.64(A )2.43I ⨯-⎡⎤=⨯+≈⎢⎥⎣⎦xA.AD 1821.12(A)I = xA.DG 1701.91(A)I =xA.GJ 1532.23(A)I =xA.JM 1713.89(A)I =xA.MP 1968.34(A)I = ⑥ 牵引变电所功率2(kW h)W AGLN =∆⨯⋅AD 0.07331.6 3.822023546.79(kW h)W =⨯⨯⨯⨯≈⋅DG 0.07331.6 3.4662023218.11(kW h)W =⨯⨯⨯⨯≈⋅GJ 0.07331.6 2.9812022767.80(kW h)W =⨯⨯⨯⨯≈⋅JM 0.07331.6 3.52023249.68(kW h)W =⨯⨯⨯⨯≈⋅MP 0.07331.6 4.2582023953.47(kW h)W =⨯⨯⨯⨯≈⋅ 因为W 为1h 牵引用电量，故它的数值也就等于牵引变电所功率数，即AD AD 3546.79(kW P W ∑=≈） DG DG 3218.11(kW P W ∑=≈）GJ GJ 2767.80(kW P W ∑=≈）JM JM 3249.68(kW P W ∑=≈）MPMP 3953.47(kW)P W ∑=≈ ⑧ 牵引变电所容量 1.1(kVA)S P ∑∑≥AD 1.13546.793901.47(kVA)S ∑≥⨯=DG 1.13218.113539.92(kVA)S ∑≥⨯=GJ 1.12767.803044.58(kVA)S ∑≥⨯=JM 1.13249.683574.65(kVA)S ∑≥⨯= MP1.13953.474348.82(kVA)S ∑≥⨯=⑨牵引网平均电压损失A d 1(1)32I Lr u m ∆=+d.AD 1178.57 3.820.03311(1)61.07V 32 2.18u ⨯⨯∆=+≈⨯（）d.DG 1070.45 3.4660.03311(1)51.27V 32 1.98u ⨯⨯∆=+≈⨯（）d.GJ 919.07 2.9810.03311(1)39.12V 32 1.70u ⨯⨯∆=+≈⨯（）d.JM 1081.26 3.50.03311(1)52.19V 32 2.00u ⨯⨯∆=+≈⨯（）d.MP 1313.73 4.2580.03311(1)74.42V 32 2.43u ⨯⨯∆=+≈⨯（）⑩ 牵引网最大电压损失A dmax 1(1)2I Lr u m ∆=+dmax.AD 1178.57 3.820.03311+108.69V 2 2.18u ⨯⨯∆=≈（1）（）dmax.DG 1070.45 3.4660.03311+92.42V 2 1.98u ⨯⨯∆=≈（1）（）dmax.GJ 919.07 2.9810.03311+72.02V 2 1.70u ⨯⨯∆=≈（1）（）dmax.JM 1081.26 3.50.03311+93.95V 2 2.00u ⨯⨯∆=≈（1）（）dmax.MP 1313.73 4.2580.03311+130.68V 2 2.43u ⨯⨯∆=≈（1）（）3.2高峰时的牵引机算① 列车区间平均电流cAG I U V ∆=0.07331351.5⨯⨯=540.63(A)=② 区间平均列车数Nt NLm T V == AD 30 3.823.2735m ⨯=≈ DG 30 3.466 2.9735m ⨯=≈GJ 30 2.981 2.5635m ⨯=≈JM 30 3.5 3.0035m ⨯=≈MP 30 4.258 3.6535m ⨯=≈③ 区间行走时间 60(min)VLt = AD 3.8260 6.55(min)35t =⨯≈DG 3.46660 5.94(min)35t =⨯≈GJ 2.98160 5.11(min)35t =⨯≈JM 3.560 6.00(min)35t =⨯≈MP4.258607.30(min)35t =⨯≈④ 牵引变电所馈线平均电流A I mI =A.AD 3.27540.631767.86(A)I =⨯≈A.DG 2.97540.631605.67(A)I =⨯≈A.GJ 2.56540.631384.01(A)I =⨯≈A.JM 3.00540.631621.89(A)I =⨯≈ A.MP 3.65540.631973.30(A)I =⨯≈⑤ 牵引变电所馈线有效电流22xA A 1.1511I I m α-⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦222xA.AD 1.15 3.511767.8616016497.23(A )3.27I ⨯-⎡⎤=⨯+≈⎢⎥⎣⎦222xA.DG 1.15 3.511605.6715204096.30(A )2.97I ⨯-⎡⎤=⨯+≈⎢⎥⎣⎦ 222xA.GJ 1.15 3.511384.0114178897.01(A )2.56I ⨯-⎡⎤=⨯+≈⎢⎥⎣⎦222xA.JM 1.15 3.511621.8915282975.40(A )3.00I ⨯-⎡⎤=⨯+≈⎢⎥⎣⎦222xA.MP 1.15 3.511973.3017121059.87(A )3.65I ⨯-⎡⎤=⨯+≈⎢⎥⎣⎦xA.AD 2452.85(A)I = xA.DG 2281.25(A)I =xA.GJ 2044.24(A)I =xA.JM 2298.47(A)I =xA.MP 2668.53(A)I = ⑥ 牵引变电所功率2(kW h)W AGLN =∆⨯⋅ AD 0.07331.6 3.823025320.19(kW h)W =⨯⨯⨯⨯≈⋅ DG 0.07331.6 3.4663024827.17(kW h)W =⨯⨯⨯⨯≈⋅ GJ 0.07331.6 2.9813024151.70(kW h)W =⨯⨯⨯⨯≈⋅JM 0.07331.6 3.53024874.52(kW h)W =⨯⨯⨯⨯≈⋅MP 0.07331.6 4.2583025930.20(kW h)W =⨯⨯⨯⨯≈⋅因为W 为1h 牵引用电量，故它的数值也就等于牵引变电所功率数，即AD AD 5320.19(kW P W ∑=≈） DG DG 4827.19(kW P W ∑=≈） GJ GJ 4151.70(kW P W ∑=≈）JM JM 4874.52(kW P W ∑=≈）MP MP 5930.20(kW)P W ∑=≈⑧ 牵引变电所容量)kVA (1.1∑∑≥P SAD 1.15320.195852.21(kVA)S ∑≥⨯=DG 1.14827.195309.91(kVA)S ∑≥⨯= GJ 1.14151.704566.87(kVA)S ∑≥⨯=JM 1.14874.525361.97(kVA)S ∑≥⨯= MP 1.15930.206523.22(kVA)S ∑≥⨯=⑨牵引网平均电压损失A d 1(1)32I Lr u m∆=+d.AD 1767.86 3.820.03311(1)85.90V 32 3.27u ⨯⨯∆=+≈⨯（）d.DG 1605.67 3.4660.03311(1)71.74V 32 2.97u ⨯⨯∆=+≈⨯（）d.GJ 1384.01 2.9810.03311(1)54.41V 32 2.56u ⨯⨯∆=+≈⨯（）d.JM 1621.89 3.50.03311(1)73.07V 32 3.00u ⨯⨯∆=+≈⨯（）d.MP 1973.30 4.2580.03311(1)105.40V 32 3.65u ⨯⨯∆=+≈⨯（）⑩ 牵引网最大电压损失 A dmax 1(1)2I Lr u m∆=+ dmax.AD 1767.86 3.820.03311+145.95V 2 3.27u ⨯⨯∆=≈（1）（）dmax.DG1605.67 3.4660.03311+123.12V 2 2.97u ⨯⨯∆=≈（1）（）dmax.GJ 1384.01 2.9810.03311+94.95V 2 2.56u ⨯⨯∆=≈（1）（）dmax.JM 1621.89 3.50.03311+125.26V 2 3.00u ⨯⨯∆=≈（1）（）dmax.MP 1973.30 4.2580.03311+177.16V 2 3.65u ⨯⨯∆=≈（1）（）4设计的评价经过了一周的奋斗,终于完成了这篇设计,虽然有一些不足之处，但我一定尽力了。