5.高速铁路的牵引供电系统

19
20
受电弓
受电弓技术要求
受电弓是靠一定的抬升力让滑板与接触网接触的，列 车高速运行时受电弓的滑板就像飞机的机翼，受气流 的作用也会产生一定的抬升力，列车运行速度越快， 抬升力也就随之增加，那么接触网就会随之上下振动， 振动波也就随之往前传送，这对受电弓和接触网的良 好接触带来困难。
离 线
分析：受电弓和接触网如果速度越 接近，那么离线率就会越高。 措施：一是提升受电弓的抬升力 （加大了磨耗）；二是增大接触线 的张力
相位差依次滞后120°，就是正序谐波，若A、B、C三相的相位 差依次超前120°，就是负序谐波。若A、B、C三相的相位相同 ，就是零序分量。） @对外界的电磁干扰
6
牵引供电系统
将电能从电力系统传送到电力机车的电力设备总称为 牵引供电系统。 P153
7

一、牵引供电方式
2.BT供电方式 在牵引供电 系统中加 装吸流变 压器和回 流线。
（2）接触网的检修作业
停电作业、状态修
（3）接触网的检修计划与实施（天窗）
年度监测计划、月度维修计划
23
13
接触网悬挂形式：简单接触悬挂、弹力接触悬挂和链形 接触网悬挂。 简单接触悬挂：无连续承力索，结构简单，接触线驰度 大，支柱间距离必须小，才能保证接触网的高度。 弹力接触悬挂：将接触线通过三角形的跨接线与支持装 承力索 置相连接。 链形接触网悬挂：在接触线上方悬挂一根或两根承力索 ，承力索通过吊悬挂接触线。
主要长干线、重载、高速发展。

截至2014年底，铁路营业里程达11.2万公里，居世界第二，并昂首跨
入高速时代，高速铁路里程达到1.5万公里，居世界第一，全路复线率
、电气化率分别达到46%、54%。
3
◎电气化铁道的电流制
直流制: 主要用于城市轨道交通 额定电压有1500V和750V
1.低频单相交流制: 交流制:
2.分区所：在牵引 变电所中间设置处 所，常用分相绝缘 器断开，并设置开 关。 作用：1）单线牵引 网，两相邻供电臂 可单独或实现越区 供电；2）双线牵引 网，上、下行接触 网并联，提高末端 电压；3）缩小事故 范围
3.开闭所 主要是在较大的枢 纽站、电力机务段 设置。 不进行电压转换， 增加馈线数目，实 现分线供电管理 作用：方便线路牵 引电的开关；缩小 事故范围。
9
三、 牵引供电系统的组成
发电厂 输电线路 L 发 G 电 机 升压 TM 变压器 降压 TM 变压器 专用高压输电线路 110kV 牵引变电所 回 流 线 馈 线 接触网 27.5kV (牵引)供电系统 电 气 化 铁 道 供 电 系 统 配电系统 用户
钢轨
10

电力系统与输电线 为电气化铁道提供高压电源，其电压为110kV或220kV 。电气化铁 道的牵引负荷是一级负荷，故要求电源有足够的容量和较高的可靠度 。（一级负荷是对供电连续性要求最高的负荷。） 牵引变电所（电气化铁路供电系统心脏） 将电力系统供应的电能转变为适于电力牵引及其供电方式的电能， 其核心元件是牵引变压器，并设有备用。


牵引网
由馈（电）线、接触网、轨（地）、回流线等组成，是牵引供电网
（回路），完成对电力机车的送电任务。
11
◎牵引网

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: 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。通过电动车组的受电弓和接触网的滑动接触，牵引电 能就由接触网进入电动车组，从而驱动牵引电动机使列车运行。P162 轨道: 在无牵引供电的情形下只作为列车的导轨。在电力牵引时，

轨道除仍具有导轨功能外，还需要完成电流的回流任务。因此，电力牵 引的轨道，需要具有良好的导电性能。

回流线: 是连接轨道和牵引变电所的导线。通过回流线把轨道中的回 路电流导入牵引变电所的主变压器。
12
四、接触网
接触网是在电气化铁道中，沿 钢轨上空“之”字形架设的， 供受电弓取流的高压输电线。 接触网是铁路电气化工程的主 构架，是沿铁路线上空架设的 向电力机车供电的特殊形式的 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。 接触悬挂的种类较多，一般根 据其结构的不同分成简单接触 悬挂和链形接触悬挂两大类。
项目五
高速铁路的牵引供电系统
1
主要内容
认识牵引供电系统
2
◎电气化铁道发展概况

1961年8月15日，我国第一条电气化铁路—宝成铁路宝鸡至凤州段建
成通车。初期主要局限在隧道多、坡度大的山区铁路。

1980年底，全国共建成电气化铁路1676km，其发展十分缓慢。改革
开放后，电气化铁路开始从山区向平原，由低标准的边远地区铁路向
优点：增加回流 线减少了干扰
缺点：阻抗较大 ，造成很大的 能力浪费。
1.直接供电方式： 牵引变电所通过 接触网直接向动 车组供电，回流 经钢轨及大地直 接返回牵引变电 所 优点：电路简单、 设备少，施工方 便 缺点：空中产生强 大磁场，对邻近 的广播、信号造 成较大干扰
3.AT供电方 式 在牵引供电 系统中并 联自耦变 压器
优点：有效减弱 接触网的电磁 干扰；又能适 应高速、大功 率的电力机车 运行
AT供电方式与BT 供电方式相比 较
1.AT供电电压高 2.电磁干扰小 3.适应大功率列 车
4.变电所间距加 大，减少了变 电所数量
目前已很少使用
8
二、牵引变电系统
包括牵引变电所、分区所、开闭所 P156
1.牵引变电所：将 110KV（220KV） 三相交流变换成 27.5（或55）KV交 流电供给电力牵引 网和电力机车 功能：接受三相电 能； 降压分配电能； 减相以单相馈出给 牵引网。 p156
少量国家---单相
16.7Hz, 25Hz
2.工频单相交流制: 50Hz，60Hz---单相 ，主要用于大运量、 重载的铁路运输，额定电压为27.5kV，被广泛采用
3.三相交流制:
淘汰
4
现代电力牵引都以公用电网配电，实质上是取用经变换的单 相电。

在我国，矿山电力牵引、城市轨道交通都采用直流制，北京地
14
承力索
接触线
辅助承力索
15
五、受电弓
受电弓：电力机车从接触 网取得电能的电气设备， 安装在机车或动车车顶上。 通过与接触网导线的摩擦 将电能转移给机车。P167 （看书构造）受电弓可分 单臂弓和双臂弓两种，均 由滑板、上框架、下臂杆 (双臂弓用下框架)、底架、 升弓弹簧、传动气缸、支 持绝缘子等部件组成。
铁750V直流供电电压，上海地铁1500V直流电压；
干线电气化铁路都采用工频（50Hz），额定电压为27.5kV或
2×27.5kV的单相交流制。
5
◎电气化铁路的优越性与存在的问题
1.优越性： 重载、快速、大容(运)量； 节约能源、经济效益好； 无污染 2.存在的问题：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
@ 对电力系统的负序、谐波等电能质量影响（若A、B、C三相的
16
17
受电弓
18
受电弓
1.升弓：压缩空气经电空阀均匀进入传动气缸，气缸活 塞压缩气缸内的降弓弹簧，升弓弹簧使下臂杆转动， 抬起上框架和滑板，受电弓匀速上升，在接近接触网 时会缓慢停滞，然后再迅速接近接触网
工 作 原 理
1.降弓：传动缸内压缩空气经受电弓缓冲阀迅速排向大 气，在降弓弹簧的作用下，克服升弓弹簧的作用力， 使受电弓迅速下降，脱离接触网
强大电流产生电 弧，加快受电弓 滑板与接触网的 磨耗，这样不但 造成电磁干扰， 同时还伴随着噪 音。
21
◎运行管理
（1）接触网运行的组织管理(供电段、领工区、工区)
（2）接触网的接管与运行
（3）巡视检查（修养并重，预防为主）
22
◎检修 （1）接触网的检修修程
小修：维持性修理
大修：恢复性的彻底修理（周期：20-25年的）