高速列车牵引供电系统
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电力牵引系统的组成如图所示。
发电厂— 500KV高压输 电线—区域变 电所—110KV 输电线—牵引 变电所— 27.5KV输电线、 接触网
精选课件
7
电力牵引系统
国家公用电网来的三相110KV交流经过牵引 变电所降压后，向电气化铁道牵引接触网输出 25KV（27.5KV）单相交流供给电力机车。
电力机车是通过受电弓从接触网上获取电能的， 27.5KV单相交流供给电力机车后经过电力机车 上的牵引变压器降压，再通过变流装置变流后输 到牵引电动机驱动机车（列车）运行
精选课件
25
（1）将电力系统的电能变换成适合高速列车 使用的电能。
在牵引变电所内装设有牵引变压器（也称主 变压器），将电力系统的高压（一般为110kV或 220kV）降为27.5kV或 2×27.5kV（自耦变压器 供电方式），以单相电馈送给接触网，供高速列 车使用。国外有些国家的电气化铁路采用的是直 流制式，或是低频（16 2/3Hz）交流制式，因此， 还需要将交流电整流成直流电，或将工频变换成 16 2/3Hz，这些变换工作都由牵引变电所来完成。
精选课件
26
（2）降低电气化铁路对电力系统的 影响。
电气化铁路的单相牵引负荷是一个不 对称的负荷，对三相电力系统产生负序 电流和负序电压。要减轻负序电流和负 序电压对三相电力系统的影响，需要牵 引变电所采用换相接线方式或不同接线 型式的变压器。
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27
2．变电所保护装置
一个变电所有十多台断路器，每台断路器都 要有专门的保护装置来控制。如果没有符合要求 的保护装置，那么断路故障就不能迅速地排除， 从而造成严重的危害。保护装置除了用来切断断 路故障外，也用作发出不正常运行状态的信号， 如变压器过负荷和过热、控制回路断线、绝缘不 良等不正常状态，运行人员发现不正常信号后， 可及时采取措施消除不正常状态，保证供电系统 的安全、可靠运行。对保护装置的基本要求如下。
自耦变压器供电方式是每隔10km左右 在接触网与正馈线之间并联接入一台自 耦变压器，其中性点与钢轨相连。
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19
自耦变压器将牵引网的供电电压提高一倍，而供给高速 列车的电压仍然不变。由于自耦变压器的作用，经钢轨流 回的电流，经自耦变压器绕组和正馈线流回变电所。当自 耦变压器的一个绕组流过高速列车电流时，其另一个绕组 感应出电流供给高速列车。
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16
3. 带回流线的直接供电方式
带回流线的直接供电方式是在接触 网支柱上架设一条与钢轨并联的回流线， 如图所示：
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17
利用接触网与回流线之间的互感作用，使钢 轨中的电流尽可能地回流到牵引变电所，因而能 部分抵消接触网对邻近通信线路的干扰。
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18
4．自耦变压器供电方式（简称AT供电方式）
《高速铁路牵引供电系统概述》
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1
高速铁路牵引供电系统概述
➢第一节 电力牵引供电系统 ➢第二节 高速列车供电 ➢第三节 高速接触网 ➢第四节 高速受电弓
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2
第二节 电力牵引供电系统
电 力 系 统
3
电力牵引供电系统
电 力 系 统
4
电力牵引供电系统
接触网
5
电力牵引系统
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6
电力牵引系统
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8
第二节 高速列车供电
一、供电方式 二、牵引变电所
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9
高速列车牵引供电系统的组成
高速列车牵引供电系统
牵引变电所
接触网
保证质量良好并不 间断地向高速列车 供电
在高速列车运行中 通过与受电弓良好 的摩擦接触将电能 传给高速列车
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10
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11
一、供电方式
电气化铁路有五种供电方式，即：
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21
5．同轴电力电缆供电
同轴电力电缆供电（简称CC供电方 式），是一种新型的供电方式。同轴电 力电缆沿铁路埋设，其内部芯线作为馈 电线与接触网连接，外部导体作为回流 与钢轨相接。每隔5～10km作一个分段， 如图所示:
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22
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23
由于馈线与回流线在同一电缆中，间隔很小， 而且同轴布置，使互感系数增大，所以同轴电力 电缆的阻抗比接触网和钢轨的阻抗小得多，牵引 电流和回流几乎全部经由同轴电力电缆中流过。 因此电缆芯线与外部导体电流相等，方向相反， 二者形成的磁场相互抵消，对邻近的通信线路几 乎无干扰。由于阻抗小，因而供电距离长。但由 于同轴电力电缆造价高，投资大，现仅在一些特 别困难区段采用。
直接供电 吸流变压器供电 带回流线的直接供电 自耦变压器供电 同轴电力电缆供电
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12
1. 直接供电方式
直接供电方式是指在牵引网中不加 特殊防护措施的一种供电方式，它以一 根馈线接在接触网上，另一根馈线接在 钢轨上,如图所示：
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13
这种供电方式最简单，投资最省，牵引网 阻抗小，能耗也较低。供电距离单线一般为 30km左右，双线一般为25km左右。
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14
2. 吸流变压器供电方式
吸流变压器的供电方式（简称BT供 电方式）是在牵引网中架设有Biblioteka Baidu流变压 器－回流线装置的一种供电方式。目前， 在我国电气化铁路上采用较为广泛，如 图所示：
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15
吸流变压器的变比为1:1，它的一次绕组串 接在接触网（T）上，二次绕组串接在专为牵引 电流流回牵引变电所而特设的回流线（NF）上， 所以也称吸流变压器－回流线供电方式（简称 吸－回方式）
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20
因此，当高速列车负荷电流为I时，由接触网 和正馈线供给的电流为0.5I，另外的负荷电流由 自耦变压器感应电流供给。
这种供电方式的牵引网阻抗很小，电压损失 小，电能损耗低，供电能力大，供电距离长，可 达40～50km。
由于牵引负荷电流在接触网和正馈线中的方 向相反，因而对邻近的通信线路干扰很小。
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28
a.选择性。保护该跳闸的断路器跳闸，不该跳 闸的不跳，以使停电限制在最小的范围；
b.速动性。故障后迅速动作，可减小设备的损 坏程度及对非故障区段的影响时间。但速动 性不能影响选择性。
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24
二、牵引变电所
1.牵引变电所的作用
我国电气化铁路采用的是工频单相25kV交流 制，而电力系统是一个三相交流系统，需要经过 变换电压等级和由三相变换成单相才能使用。电 气化铁路产生的负序和高次谐波对电力系统会造 成多种不良影响，需要通过牵引变电所来解决。 因此，牵引变电所应具有以下两个方面的作用:
发电厂— 500KV高压输 电线—区域变 电所—110KV 输电线—牵引 变电所— 27.5KV输电线、 接触网
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电力牵引系统
国家公用电网来的三相110KV交流经过牵引 变电所降压后，向电气化铁道牵引接触网输出 25KV（27.5KV）单相交流供给电力机车。
电力机车是通过受电弓从接触网上获取电能的， 27.5KV单相交流供给电力机车后经过电力机车 上的牵引变压器降压，再通过变流装置变流后输 到牵引电动机驱动机车（列车）运行
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25
（1）将电力系统的电能变换成适合高速列车 使用的电能。
在牵引变电所内装设有牵引变压器（也称主 变压器），将电力系统的高压（一般为110kV或 220kV）降为27.5kV或 2×27.5kV（自耦变压器 供电方式），以单相电馈送给接触网，供高速列 车使用。国外有些国家的电气化铁路采用的是直 流制式，或是低频（16 2/3Hz）交流制式，因此， 还需要将交流电整流成直流电，或将工频变换成 16 2/3Hz，这些变换工作都由牵引变电所来完成。
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（2）降低电气化铁路对电力系统的 影响。
电气化铁路的单相牵引负荷是一个不 对称的负荷，对三相电力系统产生负序 电流和负序电压。要减轻负序电流和负 序电压对三相电力系统的影响，需要牵 引变电所采用换相接线方式或不同接线 型式的变压器。
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27
2．变电所保护装置
一个变电所有十多台断路器，每台断路器都 要有专门的保护装置来控制。如果没有符合要求 的保护装置，那么断路故障就不能迅速地排除， 从而造成严重的危害。保护装置除了用来切断断 路故障外，也用作发出不正常运行状态的信号， 如变压器过负荷和过热、控制回路断线、绝缘不 良等不正常状态，运行人员发现不正常信号后， 可及时采取措施消除不正常状态，保证供电系统 的安全、可靠运行。对保护装置的基本要求如下。
自耦变压器供电方式是每隔10km左右 在接触网与正馈线之间并联接入一台自 耦变压器，其中性点与钢轨相连。
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19
自耦变压器将牵引网的供电电压提高一倍，而供给高速 列车的电压仍然不变。由于自耦变压器的作用，经钢轨流 回的电流，经自耦变压器绕组和正馈线流回变电所。当自 耦变压器的一个绕组流过高速列车电流时，其另一个绕组 感应出电流供给高速列车。
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16
3. 带回流线的直接供电方式
带回流线的直接供电方式是在接触 网支柱上架设一条与钢轨并联的回流线， 如图所示：
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17
利用接触网与回流线之间的互感作用，使钢 轨中的电流尽可能地回流到牵引变电所，因而能 部分抵消接触网对邻近通信线路的干扰。
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18
4．自耦变压器供电方式（简称AT供电方式）
《高速铁路牵引供电系统概述》
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1
高速铁路牵引供电系统概述
➢第一节 电力牵引供电系统 ➢第二节 高速列车供电 ➢第三节 高速接触网 ➢第四节 高速受电弓
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2
第二节 电力牵引供电系统
电 力 系 统
3
电力牵引供电系统
电 力 系 统
4
电力牵引供电系统
接触网
5
电力牵引系统
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电力牵引系统
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8
第二节 高速列车供电
一、供电方式 二、牵引变电所
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高速列车牵引供电系统的组成
高速列车牵引供电系统
牵引变电所
接触网
保证质量良好并不 间断地向高速列车 供电
在高速列车运行中 通过与受电弓良好 的摩擦接触将电能 传给高速列车
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11
一、供电方式
电气化铁路有五种供电方式，即：
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21
5．同轴电力电缆供电
同轴电力电缆供电（简称CC供电方 式），是一种新型的供电方式。同轴电 力电缆沿铁路埋设，其内部芯线作为馈 电线与接触网连接，外部导体作为回流 与钢轨相接。每隔5～10km作一个分段， 如图所示:
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22
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23
由于馈线与回流线在同一电缆中，间隔很小， 而且同轴布置，使互感系数增大，所以同轴电力 电缆的阻抗比接触网和钢轨的阻抗小得多，牵引 电流和回流几乎全部经由同轴电力电缆中流过。 因此电缆芯线与外部导体电流相等，方向相反， 二者形成的磁场相互抵消，对邻近的通信线路几 乎无干扰。由于阻抗小，因而供电距离长。但由 于同轴电力电缆造价高，投资大，现仅在一些特 别困难区段采用。
直接供电 吸流变压器供电 带回流线的直接供电 自耦变压器供电 同轴电力电缆供电
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12
1. 直接供电方式
直接供电方式是指在牵引网中不加 特殊防护措施的一种供电方式，它以一 根馈线接在接触网上，另一根馈线接在 钢轨上,如图所示：
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这种供电方式最简单，投资最省，牵引网 阻抗小，能耗也较低。供电距离单线一般为 30km左右，双线一般为25km左右。
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2. 吸流变压器供电方式
吸流变压器的供电方式（简称BT供 电方式）是在牵引网中架设有Biblioteka Baidu流变压 器－回流线装置的一种供电方式。目前， 在我国电气化铁路上采用较为广泛，如 图所示：
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15
吸流变压器的变比为1:1，它的一次绕组串 接在接触网（T）上，二次绕组串接在专为牵引 电流流回牵引变电所而特设的回流线（NF）上， 所以也称吸流变压器－回流线供电方式（简称 吸－回方式）
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20
因此，当高速列车负荷电流为I时，由接触网 和正馈线供给的电流为0.5I，另外的负荷电流由 自耦变压器感应电流供给。
这种供电方式的牵引网阻抗很小，电压损失 小，电能损耗低，供电能力大，供电距离长，可 达40～50km。
由于牵引负荷电流在接触网和正馈线中的方 向相反，因而对邻近的通信线路干扰很小。
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28
a.选择性。保护该跳闸的断路器跳闸，不该跳 闸的不跳，以使停电限制在最小的范围；
b.速动性。故障后迅速动作，可减小设备的损 坏程度及对非故障区段的影响时间。但速动 性不能影响选择性。
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24
二、牵引变电所
1.牵引变电所的作用
我国电气化铁路采用的是工频单相25kV交流 制，而电力系统是一个三相交流系统，需要经过 变换电压等级和由三相变换成单相才能使用。电 气化铁路产生的负序和高次谐波对电力系统会造 成多种不良影响，需要通过牵引变电所来解决。 因此，牵引变电所应具有以下两个方面的作用: