铁路电力系统

中性点不接地系统优缺点
优点： 这种系统发生单相接地时，三相用电设备能正常工作，允 许暂时继续运行两小时之内，因此可靠性高。 缺点： 这种系统发生单相接地时，其它两条完好相对地电压升到 线电压，是正常时的√ 3 倍，因此绝缘要求高，增加绝缘费用 。
电力系统
图1-1 动力系统、电力系统、电力wenku.baidu.com络示意图
电力系统组成举例
电压等级与输送容量和输送距离之间的关系
额定电压 (KV) 10 35 110 220 输送功率(MW) 0.2~2 2~10 10~50 100~500 输送距离(Km) 6~20 20~50 50~150 100~300
330
铁路电力系统
供电方式： 1、两路电源同时受电，母联分段运行，从不同母线 段引出两路供电（采用母联备自投方式运行） 2、从两个具有独立电源的变、配电所各引一路电源 供电。两路电源为一主一备，母联分段，平时闭合 运行。（采用电源备自投方式运行）
供电方式
一、树干式配电网络：
优点:简单、经济。 缺点：故障时影响范围较大。
铁路电力负荷
铁路供电电源
对电源的要求： 1、具有一级负荷的变、配电所，应具有两路独立电 源受电，且为专盘专线。 2、无一级负荷的变，配电所，应有一路可靠电源， 有条件时，宜有两路电源受电。 3、具有两路电源的变、配电所，每路电源应保证全 部负荷的供电。当一路电源停电时，另一路电源应 保证一级和二级负荷的供电
铁路电力负荷
铁路电力负荷分为三级： 一级负荷： 中断供电将引起人身伤亡、主要设备损坏、大量减产,造成 铁路运输秩序混乱。 属于此类负荷有：调度集中、大站电气集中联锁,自动闭 塞,驼峰电气集中联锁,驼峰道岔自动集中,机械化驼峰的空压 机及驼峰区照明,局通信枢纽及以上的电源室,中心医院的外 科和妇科的手术室,特等站和国境站的旅客站房,站台、天桥、 地道及设有国际换装设备的用电设备,内燃机车电动上油机 械（无其它上油设备时）,局电子计算中心站。 一级负荷的供电原则：两路可靠电源供电,确保在故障情 况下也能够不间断供电,对两路电源的转换时间有要求。 一级负荷的认定原则：首先确定用电设备在铁路运输生产 中不允许间断工作,并提供相应的依据；所有用电设备均具 备不间断工作的条件；经上级有关领导确定后审批。
中性点直接接地系统优缺点
优点： 发生单相接地时，其它两完好相对地电压不升高，因此可降低 绝缘费用。保证安全。 缺点： 发生单相接地短路时，短路电流大，要迅速切除故障部分，从 而使供电可靠性差。
中性点不接地系统
如果三相电源电压是对称的，则电源中性点的电位为零， 但是由于架空线排列不对称而换位又不完全等原因，使各相对 地导纳不相等，则中性点将会产生位移电压。一般情况位移电 压不超过电源电压的5%，对运行的影响不大。 当中性点不接 地配电网发生单相接地故障时，非故障的二相对地电压将升高 ，由于线电压仍保持不变，对用户继续工作影响不大。
供电方式
五、两端供电式配电网络：
10kv马铁线（专） 35kv二马线（专）
10kv太铁线（专）
江 油 配电所
铁路自闭、贯通线采用两端供电式方式，即铁路两相邻配电所向信 号变压器供电，两相邻配电所的电源可互为备用，并装设自动重合闸及 备自投装置。
10kv中车线（专）
3150kvA
马角坝 变电所
铁路电力系统
2、本所备用送电方式 ①、备投-重合 乙所处于主送状态。当乙所线路失电时，甲所出线开关瞬时投 入送电（备投）；若备投不成功，乙所出线开关经重合闸时间 重合一次；若不成功，则线路永久失电。 ②、重合-备投 乙所处于主送电状态。当乙所线路失电后，乙所出线开关经重 合闸时间重合一次；若不成功，甲所出线开关投入送电（备投 ）；若备投不成功，则线路永久失电。 ③、单备投 乙所处于主送电状态。当乙所线路失电后，甲所出线开关瞬时 投入送电（备投）；若不成功，则线路永久失电。
中性点直接接地系统 1、对于高压系统，如110KV以上的供电系统，电压高，设备绝 缘考虑成本不会作得很大，如果中性点不接地，当单相接地时， 未接地的二相就要能够承受√ 3 倍的过电压，瓷绝缘子体积就要 增大近一倍，不但制造起来不容易，安装也是问题，会使设备投 资大大增加；另外110KV以上系统由于电压高，杆塔的高度也高 ，不容易出现单相接地的情况，因而就是出现了接地就跳闸也不 会影响多少供电可靠性，因而从投资的经济性考虑，在110KV以 上供电系统，我们多采用中性点直接接地系统。 2、在低压380/220V系统中，有许多单相用电设备，如果中性点 不接地运行，则发生单相接地后，有可能未接地相电压升高，会 因过电压烧毁家用电器，从安全性考虑，我们必须采用中性点直 接接地系统，将中性点的电位牢牢接地。1kv以下的供电系统（ 380/220伏），除某些特殊情况下（井下、游泳池），绝大部分 是中性点接地系统，主要是为了防止绝缘损坏而遭受触电的危险 。
电力系统中性点的运行方式
中性点的运行方式主要有两大种： 1.中性点直接接地系统; 又称大电流系统；主要用在110KV及以上的供电系统和 380V系统 。直接接地系统发生单相接地是会使保护马上动做 切除电源与故障点。 2.中性点不接地或经消弧线圈接地； 中性点不接地和经消弧线圈接地，主要用在35KV及以下的 供电系统。不接地系统如果发生单相接地，系统可以正常运行 两小时以内，必须找出故障点进行处理，否则会扩大故障。
500
200~1000
750~1800
200~600
400~1000
铁路电力系统
铁路电力系统其特殊性方面： 1、负荷沿铁路线狭长分布，主要用电对象包括铁路沿线信 号灯和其他自动装置，以及其他单位的生产、生活电源，负 荷较小。 2、供电可靠性要求极高。铁路变配电所一般采用双电源供 电方式，沿线每一个供电区间双端供电，供电区间一般采用 自闭线、贯通线双回路供电，自闭线只负责为信号供电，贯 通线还包括其它生产、生活用电，双路供电至低压双电源切 换装置，两路电源互为备用，失压自动切换。 3、供电区间线路长，一般40~60公里，有的甚至上百公里， 而且地形、气象条件复杂，故障多发，而故障查找和维修由 于受自然条件等因素影响比较困难。
铁路电力负荷分为三级： 二级负荷： 中断供电将引起产品报废,生产过程被打乱,影响铁路运输。 属于此类负荷有：机车、车辆检修和整备设备、给水所、 非自动闭塞区段的小站电气集中联锁和色灯电联锁器联锁, 分局通信枢纽及以下电源室,调度通信机械室,编组站,区段站, 洗罐站,大、中型客（货）运站,隧道通风设备,加冰所,医院, 红外线轴温测试装置,道口信号。 二级负荷的供电原则：两路电源或一路可靠电源,确保除 故障情况外的不间断供电。 二级负荷的认定原则：由各铁路局自行审批。 三级负荷：其余不属于一、二级负荷者。
铁路电力系统
制作：蒋克荣
电力系统
1 电力系统概述 1.1电力系统的构成 1）一个完整的电力系统由分布各地的各种类型 的发电厂、升压和降压变电所、输电线路及电 力用户组成，它们分别完成电能的生产、电压 变换、电能的输配及使用。
电力系统
2）电力网络或电网 指电力系统中除发电机和用电 设备之外的部分,即电力系统中各级电压的电力线路 及其联系的变配电所。 3）动力系统 指电力系统加上发电厂的“动力部 分”。 “动力部分”――包括水力发电厂的水库、水轮 机，热力发电厂的锅炉、汽轮机、热力网和用电设 备，以及核电厂的反应堆等等。 总结：电力网络是电力系统的一个组成部分，而电 力系统又是动力系统的一个组成部分，这三者的关 系也示于图1-1。
铁路电力系统示意图
铁路供配电系统由外部电源、变配电所、沿线两回高压自闭贯 通线路、站场电力线路构成。
供电区间供电方式
以甲所供电自闭线（贯通线）为例，自闭（贯 通）高压馈出运行方式有下列四种：
1、本所主送方式 ①、备投-重合 乙所处于备用送电状态。当甲所线路失电后，乙所出线开关瞬 时投入送电（备投）；若备投不成功，甲所出线开关经重合闸 时间重合一次；若不成功，则线路永久失电。 ②、重合-备投 乙所处于备用送电状态。当甲所线路失电后，甲所出线开关经 重合闸时间重合一次；若不成功，乙所出线开关投入送电（备 投）；若备投不成功，则线路永久失电。 ③、单备投 乙所处于备用送电状态。当甲所线路失电后，乙所出线开关瞬 时投入送电（备投）；若不成功，则线路永久失电。 ④、单重合 乙所处于备用送电状态。当甲所线路失电后，甲所出线开关经 重合闸时间重合一次；若不成功，则线路永久失电。
铁路电力系统中性点接地方式
电力系统中性点接地方式涉及到电网本身的安全可靠性、 过电压绝缘水平的选择，而且对通讯干扰、人身安全有重要影 响。 在我国，电力系统中性点的接地方式主要有以下三种： 1、中性点不接地系统——适于3~60kV系统中使用； 2、中性点经消弧线圈接地系统——适于3~60kV系统，可避免 电弧过电压的产生； 3、中性点直接接地系统——适于110kV以上，380V以下低压 系统。
铁路供电电源
独立电源应具备的条件: 1、两路电源之间无联系。 2、两路电源有联系，但发生任何一种故障时，两路 电源的任何部分应不致同时受到损坏。
铁路供电电源
供电电压质量： (1)35KV及其以上高压供电的,电压正、负偏差的绝 对值之和不超过额定值的10%； (2)10KV及以下三相供电的,为额定值的±7%； (3)220V单相供电的,为额定值的+7%~-10%； (4)自动闭塞信号变压器二次端子,为额定值的±10%。
供电方式
二、放射式配电网络：
优点: 适合向一级负荷或功率较大的负荷供电。故障时，相互影响不大， 控制方便。 缺点：投资高，线路通道占地多。
供电方式
三、混合式配电网络：
混合式配电网络即树干式与放射式同时使用的配电网络
供电方式
四、环形式配电网络：
在树干式配电网络的基础上发展起来的，它是从地区变、配电所引出两 个以上的树干式网络，每两个树干式网络终端相连接起来组成一个环状 网络。可以开口运行，也可以闭环运行。 优点：提高供电可靠性，缩短故障停时。
3、本所自送、自备方式 当供电区间开口作业或乙所检修而不能备 用送电时，甲所处于自送、自备方式。当线路 失电时，甲所瞬间重合送电。 4、跨所送电方式 当相邻两所的电源同时停电，或本所自送 自备方式本所电源停电时，采用跨所供电方式 。
铁路配电所主接线方式
变、配电所主接线方式 母线是汇集和分配电流的主要环节。在变、配 电所中，母线制是指变压器或电源进线与各馈 出线之间的连接方式。常用母线制主要有三种： 单母线制、单母线分段制和双母线制，中小型 工厂供、配电系统中一般不采用双母线制。
配电所主接线方式
单母线分段方式接线示意图
单母线分段接线具有与单母线接线相间的简单、方便和占地少的忧点，而 且提高了供电的可靠性。除了发生分段断路器故障外，其他设备发生故障 时都不会使整个配电装置停电。
图中配电所采用单母线分段，两路电源同时运 行，通过母联开关连接（母线开关常开），互 为备用。当一路电源故障时，母联开关闭合， 由另一路电源供电，防止自闭线、贯通线或者 其他重要负荷失电。装设高压调压变压器，可 以保证安装在各信号点的自动闭塞信号变压器 或贯通线信号变压器二次电压波动不超过额定 电压的±10%，并起到隔离变压器的作用，阻 止电力贯通（自动闭塞）线路接地故障影响公 共电网。
配电所主接线方式
单母线制 用于只有一回进线的场合。 单母线制的可靠性和灵活性 较低，母线或主干线上的设 备如变压器T、断路器QF、 隔离开关QS发生故障或检修 时，都会影响母线全部负荷 的用电。
配电所主接线方式
单母线分段制
两回电源进线时，通常采用单母线分段制，当母线分段开关需 要带负荷操作或继电保护和互为备用自动投入装置时，应采用 断路器. 单母线分段制系统的可靠性和灵活性比单母线制好， 基本上可满足一、二级负荷用户的要求。当双回路电源同时供 电时，母线分段联络开关通常是打开的，当某一回路故障（或 一段母线故障）不影响另一段母线的正常供电，采用分段检修 可避免全部负荷供电中断。单母线分段制中，母线 “合”运行 可以增大供电电源容量，减少系统电源阻抗，有利于电弧炉等 冲击性负载运行。在供、配电系统中，一般用户采用“分”的 运行方式