毕业设计说明书(论文)
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专业: 电气工程及其自动化
题目: 铁路供电系统故障分析
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题目：铁路供电系统故障分析
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目次
1 引言 (1)
1．1 论文研究的意义和背景 (1)
1．2 国内外研究现状 (1)
1．3 论文的主要工作 (3)
2 铁路牵引供电系统 (4)
2.1 牵引供电系统概述 (4)
2.2 牵引供电电流制 (4)
2.3 牵引供电部分 (5)
2.4 牵引变压器原理 (7)
2.5 牵引供电方式 (9)
2.6 自耦变压器结构和原理 (12)
2.7 牵引供电优缺点 (13)
2.8 本章小结 (14)
3 铁路供电系统故障及其解决方法 (14)
3.1 牵引变压器的故障 (14)
3.2 高压断路器故障 (15)
3.3 隔离开关故障 (16)
3.4 电压互感器常见故障 (17)
3.5 电流互感器常见故障 (17)
3.6 变电所全面失压停电事故 (18)
3.7 回流线、接地网故障 (18)
3.8 避雷器故障 (18)
3.9 本章小结 (19)
4 仿真建模与分析 (19)
4.1 MATALAB 软件简介 (19)
4.2 牵引供电系统仿真模型的创建 (20)
4.3 理想状态下的仿真 (23)
4.4 通过回路分析法来验证仿真的正确性 (26)
4.5 本章小结 (28)
结论 (29)
致谢 ................................................ 错误！未定义书签。参考文献 .. (30)
1 引言
1．1 论文研究的意义和背景
世界上的第一条电气化铁路是由如今我们所熟知的西门子（SIEMENS）公司创造出来的，并且西门子公司在1879年5月31日的德国柏林世贸会上面,向人们展示了这条电气化铁路。这条铁路看上去很小很短,或许在如今我们看上去只能认为他是一条袖珍铁路，但是他确实是那个年代电气化铁路的一个里程碑，直到如今还被世界上所有人津津乐道。1950到1960年期间,世界上发达国家（当时主要指工业发达，比如德国、英国、法国等国家）为了满足自己运输业的需求，开始电气化铁路的大规模兴建,牵引动力的发展是当时的首要目的。1960年开始，电气化铁路以每年兴建五千多公里的速度飞速发展起来。1970年左右,前苏联、西欧、东欧及日本已经逐渐完成电气化铁路供电网络。80年代末期电气化铁路的热潮在世界上蔓延着，一些发展中国家，比如（中国、巴西等国家）都不约而同地开始了电气化铁路的修建。到二十一世纪的时候,世界上的电气化铁路总里程已经达到了一个惊人的数字——262179.2公里,是世界铁路总里程的百分之十七,但是它却挑起了世界铁路运输业一半的重担【1】。这些年来中国正在不断加快电气化铁路发展的速度，举个例子来说，在1996到二十一世纪初这几年时间里面，我们国家建成并且已经正式投入使用的电气化铁路里程有5030公里之多,这样算下来每年多需要建造的铁路里程为一千公里之多。现在,中国的电气化铁路营业里程已经逐渐赶超欧美，达到了一个新的高度。根据官方数据显示，到2005年年末,43条电气化铁路干线已经在我国大地上建成,大约有两万公里,电气化铁路已经成了我国铁路运输业不可或缺的一部分【2,3】。
中国高铁正在以惊人的速度健康快速的发展着，截止到二十一世纪前期,我国的目标是高速铁路的里程必须达到1.8万公里。安全是建设高速铁路不可或缺或者可以说是最重要的目标。高速铁路也离不开牵引供电系统，牵引供电系统在高速铁路的发展中扮演者一个举足轻重的角色，对铁路的安全性能起到了很好的保障。通过和普通铁路相比较,高速铁路的负载特性，数字动态模拟，点图案的设计理念都有着较多的差距。当今社会，人们所坐的研究和探索，其唯一和根本的目的就是为了确保铁路琴音供电的安全可靠以及高效，为人们能够创造出更多的利益。
1．2 国内外研究现状
从1960左右开始,电力牵引系统就已经被世界上的有些工业化的国家大力发展，与此同时，这些国家还修建了很多高速铁路。举个例子来说，就如法国有六条高铁线路。巴黎到里昂的这条铁路是法国的第一条电气化铁路，被人们称作为法国TGA东南线。大西洋线（Atlantic Line）：巴黎（Paris）至图尔（Tours）。巴黎至加来和比利时边境的那条电气化铁路称作为北线，这些线路的划分主要是根据其走向和地理位置来的。罗纳-阿尔卑斯线（Rhone - Alpes line）这是一条将东南线与瓦朗斯连接起来的线路。地中海线：靠近地中海，是瓦朗斯到我们所熟知的马赛的一条重要干线。第六条就是所谓的东线了，斯特拉斯堡到巴黎的这条线路大大方便的了人们的日常出行。两千多公里的电气化铁路被日本这个岛国所有，可以说铁路是日本人出行的最重要的交通工具。说到日本，日本的东海道新干线相比大家也不陌生，（也称为东海道、山阳新干线），全长515.4 公里，它是日本第一条真正意义上的高速电气化铁路，它的前身也有很多，这里就不一一赘述了。日本的山阳新干线也是一条电气化铁路，全长大约为五百多公里。之后建造的东京站至新青森站的东北新干线，全长七百公里不到。随着时间的发展，日本人感觉到铁路对日常和运输的重要性，开发出了几条短线，比如说高崎到长野的北路新干线和福岛到新庄的山形新干线，他们都只有百余公里，时速确实相当快，能够达到250km/h以上。高铁技术同样也被西班牙人所掌握的炉火纯青，其中西班牙AVE马德里至塞维利亚，经雷阿尔城(音译)到科尔多瓦。西班牙大部分的铁路都是从马德里或者巴塞罗那这两个著名城市到全国各地的，比如说科尔瓦多啦、韦斯卡啊这些地方，总体来说，西班牙的高铁技术也相当先进并且在高速发展中。一个崭新的高铁时代即将到来，一个国家是否拥有自主研发的高铁技术已经成为这个国家经济是否发达，科技是否先进的重要评判标准之一。中国、日本、西班牙就是典型代表，他们的高速铁路牵引供电系统已经非常完善了，在时间的积累下，牵引供电系统正在一步一步地向前发展，或者将来的某一天，我们乘坐的高速铁路能够到达一个全新的高度，速度，当然安全性能也会更加好。
被人们所熟知的日本的东海道新干线,采用的是BT供电方式，BT供电方式用通俗的话来说就是比较古老和传统，但是他有一个优点就是能够避免在列车运行中的通信干扰。动力分散是新干线主要特征，它不是靠动力机车头的牵引而工作，而是将每节车厢底下都装上一个发动机，列车运行时，每节车厢都提供动力推动列车的前进。坐过动车的人都知道，这样做的目的是为了是动能最大化，从而提高列车的运行速度，其安全性也在不断的探索和研究中被人们所认可。新干线每节车厢都在提供能量，淘
汰了沉重的机车头，由此车厢重量就可以减轻不少，对列车的上坡和平稳行驶有很大的好处，同时旅行的舒适度也被提高了不少。由于轨道所受的压力小了，所以轨道的维护费要也减少了，为国家的经济减轻了负担。半导体技术的发展也在带动新干线列车制动系统的提升，可以将制动产生的电能回收利用，节省了大量的能源，降低了成本。同时，列车的电气控制系统由逆变控制转向了交流电变频控制，这样做的好处是减少成本，提高了运行效率和可靠性。
接下来说说法国的高速铁路。法国的高铁上的动车组是采用动力集中式的方法。东南新干线是法第一条电气化铁路，从二十世纪七十年代新建，到八十年代初建成使用，最高速度达到270km/h，这在当时是十分惊人的。为了给列车供电，法国电力公司建造了两条225KV的高压线路。当列车发生故障的时候，工人可以通过远程控制来排除故障，确保旅客和货物的安全。单相变压器是东南新干线的主变压器主要采用的。怎么减少外部输电线的长度是一个问题,为了解决这个问题，法国人把牵引变电所架设在电力系统的电源点附近。
从1956年开始，我国迈出了铁路电气化事业的第一步。1961年8月宝成铁路开始通车（仅仅是宝鸡到凤州）；75年的6月份，宝成铁路正式全线电气化通车，我国第一条电气化铁路建成通车。宝成铁路的电气化完成，为我国电气化铁路的发展打了一剂强心针，自此以后，电气话题类飞速发展。到目前为止，电气化铁路已经成为我国铁路交通的中坚力量。随着时代的发展，我国的的高铁也在不断发展，逐渐迈入了世界的前列。AT供电在我国运用广泛，同样运用广泛的还有直接供电方式（指的是带回流线的）
每隔两公里左右就将接触网公里划成一个吸流分段，在这个吸流分段里面设置吸流变压器和回流线，让火车的电流通过回流线向变电所流回去，减少了大地的回流电流，从而减少了对通信的干扰。
1．3 论文的主要工作
本文对铁路供电系统进行了分析和研究，介绍了牵引供电系统的构成以及其各类供电方式，阐述了各种供电方式的原理以及特性。
本文：
（1）学习和整理铁路牵引供电系统的特点和基本结构。
（2）高速铁路牵引供电系统的特点分析。
（3）对高速铁路内部故障和外部故障及其解决方案的类型分析。
（4）收集高铁供电常见的各种故障问题和这些问题的解决方法。
（5）收集实际系统数据，并且结合这些数据进行计算和分析。
（6）采用MATLAB仿真软件对铁路供电进行故障的模拟和分析。
2 铁路牵引供电系统
2.1 牵引供电系统概述
牵引供电是一种供电方式，其目的是提供电能给需要拖动的车辆，这种车辆可以没有发动机。牵引供电系统是220kV或者110kV的电源通过输电线路提供给铁路，这些220kV或者110kV的电压降压到27.5kV（通过牵引变电所）送至列车。我们所常见的牵引供电系统包括地铁、城市轻轨、和动车高铁，这些都是靠电气化铁路牵引供电系统而工作，我们也可以简称为牵引供电系统。
2.2 牵引供电电流制
电力牵引的供电电流制可以分为直流制、低频单相交流制、三相交流制，接下来要为大家所介绍的就是这些电流制的特点。
2.2.1 直流制
直流制世界上电气化铁路最早所使用的一种电流制。到现在这种电流制还是在被人们所使用，而且占市场份额的比例较大。这种电气化铁路采用的是直流电给电气机车供电，这样做的目的是为了简化列车的装备。
直流制也存在一些缺点：
（1) 最高供电电压为一千五百伏特，相对于其他方式来讲偏低；
（2）由于电压低，势必造成能量的损耗较大，而且不能长距离供电。
2.2.2 低频单相交流制
起初被西方一些国家所使用，电力机车的供电来源为单相交流电，这些交流电有11kV的也有15kV的，频率通常为25赫兹。
低频交流系统的优点：
(1) 电抗小、整流比较简单；
（2）采用的导线横截面积比较小，成本低，同时满足长距离送电的需要。
这种电流制的供电频率不同，所以需要变频或者通过低频发电厂向其供电，这样
做增加了成本，这是其最主要的缺点。
2.2.3 三相交流制
采用三相交流异步电动机，供电电压为3.6KV。
其主要优点是：
（1）保证电力系统稳定性；
（2）简化了列车结构；
（3）三相异步电动机可靠性比较高，维修成本小且方便；
（4）效率比较高，利用率较高；
（5）较少通信干扰。
供电线路复杂是它的缺点，同时调整异步电动机的速度也很困难。
2.3 牵引供电部分
电气化铁路用电量较大,牵引供电的电源来自地方电力系统,高速铁路负荷电流大,对电力系统的不平衡影响也大。为了削减对电力体系的干扰,高速铁路正常都采用较高的电源电压。如今我国的电气化铁路使用的电压主要有220千伏和110千伏两种电压等级,普通的电气化铁路主要采用的是110千伏变电站供电,而高速铁路主要采用的都是220千伏的电压供电，因为它们的速度高，可靠性要求也相对较高，所以要用220千伏的电压供电来保证其稳定性。我国的京广线、沪宁线、等等高速铁路都是用的是220千伏的供电电压。牵引供电系统图如图2-1所示。
图2-1 牵引供电系统简图
（a) 牵引变电所
牵引变电所根据电流和电压变化的不同要求，适用于电力牵引电源，然后被送到
空铁路沿线的接触网电力机车或发送到区域能源动力系统，电力牵引地下铁道和其他城市交通供电系统所需的能源均来源于此。电气化铁路牵引变电站之间的距离约40至50公里之间，一路上设置多个牵引变电站。为了减少高压电力线路故障区段的范围，一般每200至250公里，设置牵引变电所，它除了完成一般的变电站功能外，还能把高压电网电能通过它被分配给总线和其它中间站。
主要的电力牵引变电设备是10000千伏安以上变压器，这通常被人们称作主变压器。采矿和城市交通，他们使用的直流电力牵引，不仅有降压变压器的直流牵引变电站，以及交流电流转换成直流电流的半导体整流器。此外，也有各种类型的牵引变电所用于关闭主断路器并打开电源电路，用于维护和隔离开关的安全，以及用于自动，远程控制的保护系统和自动功率控制保护系统。
牵引变电所和牵引网是牵引供电系统的重要组成部分。牵引供电系统的主要作用是当地的供电所获得电能来提供铁路运行的能量。
牵引变电系统组成部分：
(1) 高压架空输电线路
(2) 牵引变电所
(3) 接触网
（4）馈电线
（5）轨道
（6）回流线
（7）分区所（亭）
（b) 一次供电系统
指直接向牵引变电所供电的是高压输电线路或者变电所。我们可以牵引变电所的进线门类型将其区分开来。
(c) 牵引变电所
牵引变电所的功能是三相110KV（220KV）高电压的交流电转换成两个单相交流电27.5KV，然后在两个方向的铁路接触网下游（额定电压25KV）供电。
牵引变电所的作用：
(1) 电压的变换。
(2) 电能的收集和输送。
(d）牵引网
双电源供电系统由馈电线，接触网，铁路，回流线组成。变电站馈线是铝和架空线导线之间的连接。接触网直接从电力机车牵引变电所获得的电源，其品质和工作条件直接影响电气化铁路的运行。由于接触网暴露在空气中并与电力机车沿接触线移动和运行线路上的负载的变化而变化，接触网需要满足下面的几个要求：（1）由于高速运行的时候，接触网性能可能会受到影响，同时由于天气条件的限制，要保证铁路供电系统的正常运行，要求接触网的质量要可靠（做工精良，用料实诚）。
（2）接触网设备要绝缘，以满足技术要求，安全性和可靠性。
（3）要求接触网设备耐磨和耐腐蚀，以延长使用寿命和具有足够的抵抗力。。
（4) 减少成本。
（e）分区所
分区所的设立是为了对牵引供电网进行分区，来保证供电的灵活可靠。
分区所的作用：
（1）这样在相同的电源，并联下游接触网的工作或独立工作的分区。并行工作时，断路器的分区（亭），以提高接触网电压的封闭端;当单独工作时，断路器处于打开状态。
（2）同区的单向电源，有短路发生下行接触网事故（并行操作）内，由牵引变电所馈线断路器和分区（亭）的母联断路器动作，切除出事故域段。非事故路段仍照常运行。
（3）当一个完整的牵引变电所的功率可以闭合绝缘相隔离开关（或断路器）在平行分区中，相邻的牵引变电所，牵引变电所分区临时切换电源。
（f) 开闭所
枢纽站（如编组站，道路等），以提高可靠性和灵活性，它通常为独立供电，开闭所也正因此而建立。如果复线部分，通过打开和关闭断路器可以把接触网的上下行并联。
开闭所的作用：
（1) 开闭所只起到配电所的作用来扩大馈线回路数；
（2）缩小事故范围，提高安全性；
（3）为了牵引变电所的简单化。
2.4 牵引变压器原理
(a) 单相V/V接线牵引变压器
方式与V的三相电力系统中的每个牵引变电站相连接的两个单相变压器可以在两相的线电压的三相电源系统中实现。将两个变压器的次级绕组，拿出一个端部连接到两相牵引变电所总线。以及它们的另一端连接到回线的公共端相关联的方式引导返回轨道。在这个时候，它的手臂60°的相电压线，电流下降不对称的程度略有降低。该布线即通常被称为60°连接。（三相）原理：将两台单相变压器的安装在相同的槽体组合物。初级绕组连接到一个固定的线V的结合，V的顶点（A2和连接点X1）的相位C， A 1 ，X 2分别表示A相， B相。在外部燃料箱的二次绕组引线的所有四个端子，根据牵引供电要求，可采取正的“V”型，也可以连接到该反“V”形。V/V接线牵引变压器如图2-3所示。
A
B
C
图2-2 V/V接线牵引变压器
(b) 斯科特(Scott)牵引变压器
实际上是由连接在按照规定两个单相变压器。单相变压器引线初级绕组的两端，分别接到两相的三相电力系统中，称为块变压器;绕组的一端到另一原始的单相变压器引线，又收到三相电力系统中的一个阶段，另一端连接到中点OM座变压器的原边绕组，称为T座变压器。这种类型的结的对称三相线电压转换为三相两相电压是对称的，具有两相的臂，在另一侧的另一侧的臂部相电源的一相电源侧。 M挡变压器的原边绕组的匝数电压为所述接触电源系统B的两端，C相;副边绕组的匝数、电压，分别为所述电源左臂功率。T座变压器的初级绕组匝数，电压，分别在终止的中点M座，O 变压器的原边绕组，并连接到连接到A相电源系统的另一端;副边绕组的匝数，电压，分别对电源的右臂。 T座和M座，同样的副边绕组但是具有不同的原边绕组。在实践中，通常两个单相变压器绕组安装在铁心，安装在一个铁芯中。斯科特牵引变压器如图2-3所示。
w 2A
B
C U 2T
图2-3 斯科特（Scott)牵引变压器
2.5 牵引供电方式
牵引供电的方式多种多样，有最古老的直接供电(DF)方式、直接供电方式的升级版——带回流线的直接供电方式（DN 供电）、较为现代化的自耦变压器供电方式（AT 供电）、吸流变压器供电方式(BT 供电)等等。这些供电方式经过时间的沉淀和发展，各自在自己的时代撑起了一片蓝天，各有优点和缺点，本文接下来就主要探讨这些供电方式的特性以及罗列出各种供电方式的简化图来更加直观清楚的表示。
（1) 直接供电方式
直接供电方式较为简单，是将牵引变电所输出的电能直接供给电力机车的一种供电方式。简单便宜是它最大的优点。它的缺点是钢轨中存在较大的回路电流和接地电流，发出电磁干，通信线路产生影响。供电距离太短，回路电阻太大 。直接供电方式如图2-5所示。
T R
图2-5 直接供电方式
(2) 吸流变压器(BT)供电方式
BT 供电方式，吸流变压器被按照一段段固定的距离安装在接触网里面。吸上线被设立在两台吸流变压器之间，连接钢轨和回流线，减少回流产生的电磁干扰避免通信系统故障。BT 供电存在的缺点还有很多，所以在如今的铁路建设中，这种供电方式已经很少被采用。BT 供电方式图如图2-6所示。
图2-6 BT供电方式
(3) AT（自耦变压器）供电方式
髙速铁路对于接触网的电流有着极高的要求，对此人们研究出了一种崭新的供电方式（AT供电）这种供电方式能保证电流的质量，满足高速铁路供电的分相要求和分序要求。迄今为止，世界上很多高速铁路供电方式都采用的是AT供电方式（自耦变压器供电方式）。
AT供电方式如下图的2-7所示,T为供电系统的接触网，R为铁轨，F为供电系统的正馈线,同时AT也是自耦变压器的简称,这张图中的AT变压器的具有2比1的变比。电源串联在接触网和铁轨之间为火车供电,电源电压达到2X27.5kV,它的中性点和钢轨相连,27.5kV的电压被列车所使用,专业名词AT段指的就是两个AT之间的距离,一般情况下是10km为一个AT段（除非有特殊说明）。
图2-7 AT供电方式
正常来说,正馈线对钢轨的电压和接触网对铁轨的电压是相同的,所以AT供电方式馈电电压就是原接触网电压乘以2所得。
(4）直供+回流（DN）供电方式（TRNF）
直供+回流供电方式利用回流线与接触网之间的相互感应，从而使钢轨中的回流由回流线流向牵引变电所，从而减少了对通信的干扰，其抗干扰能力比不上BT供电，
通常在对通信线防干扰要求不高的区段采用。这种供电方式设备简单，提高了供电的可靠性；由于回流线被保留，吸流变压器被取消，因此牵引网阻抗稍低，造价也较低。所以在国内这种方式已广泛应用于电气化铁路。这种方式实际上就是带回流线的直接供电方式。 NF铁路连接线每隔一定的距离，无论是在抗干扰方面发挥作用，并且无论是PW线特性。由于没有吸变压器，提高电网电压，简单和可靠的接触网结构是很重要的。广泛使用在最近几年。DN供电方式如图2-8所示。
T
Us
图2-8 带回流线的直接供电方式（DN）
随着通信技术的发展，屏蔽技术也越来越好，也对铁路系统设计降低了要求。DN 供电方式是BT供电方式与AT供电方式的某些方面的结合,这种供电方式也可以被高速铁路所采用。由于DN供电方式构成较为简单，建设成本相对较少，维修所需要的人力和财力也较少，它的发展前景一定不错。
各供电方式的特性比较如表2-1所示。
表2-1各种供电方式对比
通过上表的总结，我们知道了各种供电方式的优缺点，如何选择供电方式以及选择何种供电方式，上表给我们提供了一个很好的参考作用。AT供电方式在高速铁路的建设中应用比较广泛。
2.6 自耦变压器结构和原理
自耦变压器（AT）的原理和结构如图2-9所示，它的一次，二次绕组有一部分是公用的，与普通的双绕组变压器相比较而言，自耦变压器体积和材料消耗都少很多，这也决定了它应用的广泛。
图2-9 自耦变压器结构和原理
一次侧额定电压为U 1a 二次侧额定电压为U 2a ，自耦变压器的变比通过以下公式可以
得出： 2
2121N N N U U k a a +== (2-1) 自耦变压器，N 1=N 2，k=2,电流I 2I 1的关系可以通过下面的公式得到：
)
1()1k (22221221-=-==k I N I N N I N I （2-2） 由此可以得出两个绕组内部电流方向相反，大小相等的结论，一次绕组电流I 1a =I1,二次绕组电流I2a=I 1+I 2=2I 1,自耦和变压器的定容可以通过下面的公式算出：
N
N 22222N 2N 2211aN S'S )1
-k 1(1I U +=+=+
===N N N N aN
aN aN aN I U I U I U I U S (2-3) 公式2-3表示自耦变压器的定容可以被分为两部分，首先是S N=U 1N I 1N =U 2N I 2N ，它通常被称为电容量，这部分决定了变压器的材料消耗和主要尺寸，是人们设计变压器的依据，也被称为计算容量。第二部分是S ’N =U 2N I 2N ，通常称之为传到容量。以上可见自耦变压器的定容要比计算容量大，从而采用的材料就要求更多，成本也有相应的提高。 2.7 牵引供电优缺点
2.7.1 牵引供电的优点
（1）电力牵引环保；
（2）提高列车运行速度；
（3）比较安全，制动迅速；
（4）运输成本低廉；
（5）维修成本小，自动化性能强，减少劳动力，推动科技发展。
2.7.2 牵引供电的缺点
（1）基建投资高，成本大；
（2）影响电力系统的某些方面，可能会减少其中某些设备的使用寿命（谐波影响）；
（3）存在电磁干扰；
（4）维修时必须要断开接触网供电，影响经济效益和列车调度。
2.8 本章小结
本章首先对铁路牵引供电系统进行了概述，让人们主要了解各种供电电流制的特点以及牵引供电的基本组成部分。
其次通过对资料的收集和整理，介绍了各种牵引供电的方式以及这些供电方式在实际铁路系统中的应用情况。
最后纤细介绍了自耦变压器的原理和结构，同时也对牵引供电的优缺点作出归纳整理。
3 铁路供电系统故障及其解决方法
3.1 牵引变压器的故障
（1）牵引变压器的故障主要发生在绕组、铁心、绝缘套管、调压开关和油箱部分。一般故障的现象：噪音比平时大，声音异常；绕阻温度比正常值高，变压器超负荷运行；箱体外有漏油现象；油面下降；绝缘套管发生裂纹或有放电痕迹；轻瓦斯动作，但发出的气体为无色无味、不可燃的气体。处理方法：发现上面所说的现象之一，应当马上通报给变电所负责人、生产调度、有关技术人员和局供电调度并做好详细的记录，同时对变压器的监视也要加强。
（2）严重不正常现象：内部声音极其异常，有强烈的不均匀噪音或里面有电火花的声音；负荷指标正常，但是油的温度异常（较平时在相同条件下运行时高出10℃以上），油温不断上升（当达到95℃时发出报警信号，105℃时启动断路器断路）；油枕和防爆孔向外喷油；由于漏油使油位不断降低且低于限度以下（发出报警信号）；
铁路供电系统实习总结 我只有一篇机务系统的论文，不知道能不能帮到你，你看看修改下可以用吗，这是我以前的。 一、实习的基本情况 由于学校的学习环境有限，主要学得的一些知识多在与书本，而在真正实际操作上的历练与经验十分匮乏，不能够很好的满足以后实际工作的需要。会有这样现象的出现，很大一部分原因是在学校学习，实践的太少，这也是为什么我们要出去实习的缘由。由于我们刚进入铁路，实习是我们除了学习以外，获得知识的另一条重要路线。就大方面说我们可以通过实习了解基本行车安全知识，让我们可以更多的接触到机车，了解机车的结构和组成，培养我们的工作的能力。同时，也培养我们这责任意识，上车首先要为我们身后的生命和财产着想。就小方面说实习使我们在学校获得的理论知识能够同实际情况相结合，同时专业实习又可以锻炼和培养我们业务素质和能力，提高自己实际的动手能力，以及培养我们吃苦耐劳的精神。经过段教育科的安排，我们58名同学于2月10号至5月31日，在济南机务段兖州段区进行乘务实习。 二、实习的内容和过程 我们来到兖州段区后，首先进行了《机务作业人身安全标准》和《安全生产法》的学习。为了使我们在下一步的学习中，能更好了认识和理解，在杨帆老师的组织带领下，我们参观了段运用、检修、监控、电气、小辅修车间。通过参观，使我们对将要学习的东西有了直观的认识，也对我们今后的工作有了一定得了解。然后经过安全技能考试合格后，安排我们跟车进行乘务实习。实习的主要内容如下: （1）在学习规章制度方面 通过学习机务作业人身安全标准、技规、行规，明白了要想在工作中保护好在身安全，只有安规章上的规定作业。作为一名机车乘务员，在出勤值乘的时候，要严格按照规章规定：动车前，认真做好机车检查、给油等整备工作；运行中，要认真了望，按规定鸣笛，集中精神，为自己和牵引的生命和财产安全着想；下车时，要注意临线状态，看好车下地形。电力机车出库前，做好应检查好各开关位置是否正常、做好高低压试验、各通风机状态是否良好、各风管连接正常，不能为了节省时间，偷工减料，为旅客的生命和财产安全种下不良因素。 （2）制动机 无论是机车还是车辆，制动机都是必不可少的。当机车、车辆编组成列车后，其各自的系统互相联系而构成一个统一的制动系统——列车制动系统。他由人为地产生列车减速力，并且通过控制这个力的大小从而控制列车减速或阻止它加速运行的过程。而这个力的供应就是由制动机的充气、排气控制的。通过制动机的冲排气从而产生缓解、制动和保压状态，使列车产生加速、减速和惰行的状态。不但学习了制动机的基础知识，还学习了各个组成部件，以及各部件在制动机运行中起到的作用，还有制动机在手柄个位置时的作用以及“五步闸”和“七步闸”的检查方法和项目。 （3）柴油机
接触网的供电方式 我国电气化铁路均采用单边供电方式，即牵引变电所向接触网供电时，每一个供电臂的接触网只从一端的牵引变电所获得电能（从两边获得电能则为双边供电，可提高接触网末端网压，但由于其故障范围大、继电保护装置复杂等原因尚未有采用）。复线区段可通过分区亭将上下行接触网联接，实现“并联供电”，可适当提高末端网压。当牵引变电所发生故障时，相邻变电所通过分区亭实现“越区供电”，此时供电范围扩大，网压降低，通常应减少列车对数或牵引定数，以维持运行。 1、直接供电方式 如前所述，电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制，单相交流负荷在接触网周围空间产生交变电磁场，从而对附近通信设施和无线电装置产生一定的电磁干扰。我国早期电气化铁路（如宝成线、阳安线）建设时，处于山区，地方通信技术不发达，铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电缆，接触网产生的电磁干扰影响极小，不用采取特殊防护措施，因此上述单边供电方式亦称为直接供电方式（简称TR供电方式）。随着电气化铁路向平原和大城市发展，电磁干扰矛盾日显突出，于是在接触网供电方式上采取不同的防护措施，便产生不同的供电方式。目前有所谓的BT、AT和DN供电方式。从以下的介绍中可以看出这些供电方式有一个共同特点，即在接触网支柱田野侧，与接触悬挂同等高度处都挂有一条附加导线。电力牵引时，附加导线中通过
的电流与接触网中通过的牵引电流，理论上讲（或理想中）大小相等、方向相反，从而两者产生的电磁干扰相互抵消。但实际上是做不到的，所以不同的供电方式有不同的防护效果。
2、吸流变压器（BT）供电方式 这种供电方式，在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器（变比为1:1），其原边串入接触网，次边串入回流线（简称NF线，架在接触网支柱田野侧，与接触悬挂等高），每两台吸流变压器之间有一根吸上线，将回流线与钢轨连接，其作用是将钢轨中的回流“吸上”去，经回流线返回牵引变电所，起到防干扰效果。 由于大地回流及所谓的“半段效应”，BT供电方式的防护效果并不理想，加之“吸——回”装置造成接触网结构复杂，机车受流条件恶化，近年来已很少采用。 BT供电方式原理结线图 H—回流线；T—接触网；R—钢轨； SS—牵引变电所；BT—吸流 变压器。 牵引网阻抗与机车至牵引变电所的长度不是简单的线性关系。随着机车取流位置的不同，牵引网内的电流分布可有很大不同，例如图中当机车位于供电臂内第一台BT前方时，牵引负荷未通过吸流变压
高速铁路与普速铁路电力系统分析与比较 【摘要】高速铁路除了列车营运速度达到一定标准外，供电系统也有了很大提升。做为高速铁路动力——铁路电力系统系统，也发生了巨大的变化。本文根据高速铁路负荷分布特点，对高速铁路与普速铁路电力系统进行了分析、比较，并对其特点进行了梳理。 【关键词】高速铁路；普速铁路；电力系统；补偿方式；接地方式 0 概述 京沪高速铁路客运专线是《中长期铁路网规划》中投资规模大、技术含量高的一项工程，也是我国第四条引进国际先进技术的高速铁路。随着京沪高速铁路客运专线的正式投入运营，我国高速铁路的建设技术日臻成熟。与普速铁路相比，高速铁路除了列车营运速度达到一定标准外，车辆、路轨、操作、供电都有了很大提升。作为高速铁路动力——铁路电力系统，也发生了巨大的变化。 1 电力线路不同 普速铁路电力线路一般采用架空线敷设，京沪高铁全线采用全电缆敷设。名称与普速线不同，分为一级贯通及综合贯通，其中一级贯通为单芯70mm2铜芯电缆，综合贯通为单芯95mm2电缆，单芯铜芯非磁铠装。 高速铁路上使用的是单芯电缆，为了防止在电缆钢带上产生涡流，导致钢铠发热，长时间运行烧坏电缆，故采用非磁材料护铠，一般采用铝铠、铝合金铠、不锈钢铠等非磁材料，从而不在电缆外铠装层上产生涡流。 同理，单芯电缆在敷设时，为了防止闭合此路产生涡流，施工时必须注意：电缆的固定必须采用非磁材料做抱箍进行固定，在电缆穿越铁路、公路时，若单相电缆穿管，必须使用PVC等非磁材料管，严禁使用钢管、铁管等导磁性能好的材料。若使用铁管或钢管，必须三相同穿一根铁管或钢管。 2 补偿的不同 架空电力线路，多数故障为瞬时故障，能够自行恢复。线路对地电容电流很小，正常运行时电容电流约为0.026A/km，单相接地时电容电流约为0.078A/km。正常运行时，60km架空线路电容电流约为1.6A；单相接地时，60km架空线路电容电流约为 4.7A。普速铁路线路用电设备还包括照明、电机和电子类，总体呈感性，普速铁路变电所设置高压电容器补偿功率因数。 高速铁路一级负荷贯通线为全电缆线路，多数故障为永久性故障，不能自行恢复。线路对地电容较大，正常运行时电容电流约为0.33～04A/km，单相接地时电容电流约为1.1～1.3A/km。正常运行时，60km电缆线路电容电流约为20～
电气化铁道供电系统与设计课程设计报告 班级： 学号： 姓名 指导教师： 评语：
1. 题目 某牵引变电所丙采用直接供电方式向复线区段供电，牵引变压器类型为110/27.5kV，三相V-v接线，两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如表1所示。 表1 已知参数 供电臂供电臂 长度km 端子平均电流 A 有效电流A 短路电流A 穿越电流A 左臂21.9 β238 318 917 206 右臂24.7 α184 266 1052 217 2. 题目分析及解决方案框架确定 在设计过程中，先按给定的计算条件求出牵引变压器供应牵引负荷所必须的最小容量，然后按列车紧密运行时供电臂的有效电流与充分利用牵引变压器过负荷能力，求出所需要的容量，称为校核容量。这是为确保牵引变压器安全运行所必须的容量。最后计算容量和校核容量，再考虑其他因素（如备用方式等），然后按实际系列产品的规格选定牵引的台数和容量，称为安装容量或设计容量。然后再变压器型号的基础之上，选取室外110kV侧母线，室外27.5kV侧母线以及室外10kV侧母线的型号。三相V,v结线牵引变压器是近年新研制的产品，它是将两台容量相等或不相等的单相变压器器身安装于同一油箱内组成的。三相V-v结线牵引变电所中装设两台V，v 结线牵引变压器，一台运行，一台固定备用。三相V-v结线牵引变电所不但保持了单相V-v结线牵引变电所的牵引变压器容量得到充分利用，可供应牵引变电所自用电和地区三相负载，主接线较简单，设备较少，投资较省，对电力系统的负须影响比单线小，对接触网的供电可实现双边供电等优点，最可取的是，解决了单相V-v结线牵引变电所不便于采用固定备用及其自动投入的问题。考虑到V-v接线中装有两台变压器的特点，在确定110kV侧主接线时我们采用桥形接线。按照向复线区段供电的要求，其牵引侧母线的馈线数目较多，为了保障操作的灵活性和供电的可靠性，我们选用馈线断路器100%备用接线，这种接线也便于故障断路器的检修。按照选取的变压器的容量以及110kV侧的和牵引侧的主接线，可以做出设计牵引变电所的电气主接线。
电力牵引供变电技术比赛试卷 一、判断题（每小题2分，共30分） 1．我国电气化铁道牵引变电所由国家区域电网供电。（√）2．超高压电网电压为220kv—500kv。（×）3．采用电力牵引的铁路称为电气化铁路。（√）4．我国电气化铁道牵引变电所供电电压的等级为110kv—220kv。（√）5．电力系的电压波动值：就是电压偏离额定值或平均值的电压差。（√）6．电力牵引的交流制就是牵引网供电电流为直流的电力牵引电流制（×）7．由于铁路电力牵引属于二级负荷，所以牵引变电所须由两路高压输电线供电。（×）8．单相结线牵引变电所的优点之一是：牵引变压器的容量利用率（额定输出容量与额定容量之比值）可达100%。（√）9．单相结线牵引变电所的优点之一是：对电力系统的负序影响最小。（×）10．我国电气化铁路采用工频单相25 kV交流制。（√）11．对于三相YN，dll结线牵引变压器当两供电臂负荷电流大小相等时，重负荷绕组的电流大约是轻负荷绕组的电流的3倍。（√）12．三相YN，d11结线牵引变电所的缺点之一是：不能供应牵引变电所自用电和地区三相电力。 （×） 13．斯科特结线牵引变电所的优点之一是：当M座和T座两供电臂负荷电流大小相等、功率因数也相等时，斯科特结线变压器原边三相电流对称，不存在负序电流。（√）14．单边供电:接触网供电分区由两个牵引变电所从两边供应电能。（×）15．最简单的牵引网是由馈电线、接触网、轨道和大地、回流线构成的供电网的总称。（√） 二．填空题（每小题2分） 1．通常把发电、输电、变电、配电、用电装置的完整工作系统称为电力系统。 2.牵引变电系统由牵引变电所、接触网、馈电线、回流线、轨道、分区所、开闭所、 自耦变压器站、分段绝缘器和分相绝缘器等组成。 供电方式一般在重载铁路、高速铁路等负荷大的电气化铁路上采用。 4.分相绝缘器的作用是：串在接触网上，把两相不同的供电区分开，并使机车平滑过渡； 主要用在牵引变电所出口处和分区所处。
001 第三章 高速铁路电力供电系统 高速铁路电力岗位维修人员，必须掌握高速铁路电力专业基本知识。了解高速铁路电力供电系统和电力SCADA 系统基本原理和设计特点。 第一节 电力供电系统 一、电力系统概述 电力系统是由发电厂、变电站、输电线、配电系统和负荷组成的有机整体，是现代社会最重要、最庞杂的系统之一。通常把包括动力、发电、变电、输电、配电及用电的全部系统称为动力系统。将电力系统中输送、变换和分配电能的整个环节称为电力网。它们的关系如图3-1所示（以水力发电为例）。 图3-1 动力系统、电力系统和电力网示意图 （一）发电厂 发电厂就是将煤、水力、原子能等一次能源转换为电能——二次能源的工厂。按照发电厂所使用的一次能源不同，发电厂可分为火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂等，火力发电和水力发电在我国电能生产中占有很大的比例，除此之外，还有风力、地热和太阳能发电等。
（二）电力网 电力网担负着将发电厂和电能用户连接起来组成系统的任务，它对于电力系统的可靠性和经济性运行有着重要的意义。图3-2是电力系统组成示意图，虚线框内是电力系统的电力网部分。 电力网由各种电压等级的输、配电线路和变（配）电站（所）组成。电力网的任务是将电能从发电厂输送和分配到电能用户。按其功能常分为输电网和配电网两大部分，输电网是由220 kV及以上的输电线路和与其相连接的变电所组成，是电力系统的主要网络，其作用是将电能输送到各个地区的配电网或直接输送给大型企业用户。配电网是由110 kV及以下的配电线路和与其相连接的配电所（或简单的配电变压器）组成，其作用是将电能输送到各类用户。 为了减少电流在输电网络上产生的电能损耗，在远距离的输电网中，一般采用超高压（330 kV以上）输电方式。发电厂的发电机端电压不可能过高（一般为6～10 kV），电能用户的电压也不可能很高（一般为10 kV及以下），因此，电力网还担负着改变电压等级的作用，这就是变（配）电所（站）。变电所（站）由电力变压器和配电装置组成，它是改变电压和分配电能的场所：将电压升高的称为升压变电所（站），将电压降低的称为降压变电所（站），而配电所（站）只负担分配电能的任务。 图3-2电力系统组成示意图 （三）电能用户 电能用户主要包括工矿企业、铁路企业和居民区等。 002
电气化铁路供电系统 试卷1 一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确的答案，并将其代码填入题干后的括号内。每小题1分，共20分） 1．我国电气化铁道牵引变电所由国家（ ）电网供电。 （ ） A 超高压电网 B 区域电网 C 地方电网 D 高压电网 2．牵引网包括 （ ） A 馈电线、轨道和大地、回流线 B 馈电线、接触网、轨道和大地、回流线 C 馈电线、接触网、回流线 D 馈电线、接触网、电力机车、大地 3．通常把（ ）装置的完整工作系统称为电力系统。 （ ） A 发电、输电、变电、配电、用电 B 发电、输电、配电、用电 C 发电、输电、配电、 用电 D 发电、输电、用电 4．低频交流制牵引网供电电流频率有：（ ） （ ） A 50Hz 或25Hz B 30Hz 或50Hz C 2163 Hz 或25Hz D 20Hz 或25Hz 5．单相结线牵引变电所牵引变压器的容量利用率（额定输出容量与额定容量之比值）可达( )。 （ ） A 100% B 75.6% C 50% D 25% 6．牵引变压器采用阻抗匹配平衡变压器时，阻抗匹配系数等于1时， 且副边两负荷臂电流I I αβ = ，原边三相电流（ ） （ ） A 平衡 B 无负序电流 C 对称 D 有零序电流 7．交流牵引网对沿线通信线的静电影响由（ ）所引起。 （ ） A 牵引网电流的交变磁场的电磁感应 B 牵引网电场的静电感应 C 牵引网电场的高频感应 D 牵引电流的高次谐波 8．牵引网导线的有效电阻0r r ξ=（0r 是直流电阻；ξ是有效系数）。对于 工频和牵引网中应用的截面不太大的铝、铜等非磁性导线，有效系数ξ（ ）。 （ ） A ξ≈1 B ξ≈2 C ξ≈3 D ξ≈4 9．以下不属于减少电分相的方法有（ ）。 （ ） A 采用单相变压器
电气化铁路对电力系统的影响分析 摘要进入21世纪后，科学技术不断发展，我国的铁路也在朝着电气化方向飞速发展，电气化铁路的运营里程不断增加。从对电力系统的影响来看，电气化铁路具有很大的移动性和波动性，其负荷特点是大功率单相整流带冲击，正是由于具有这种特点，使得其在接入电网运行后，大量的三相不平衡产生的负序电流和谐波在电力系统中产生，对该接入处的电力系统运行的稳定性、可靠性产生很大的影响，严重时将威胁电力系统的正常运行，造成经济损失。此文将电气化铁路接入电力系统后的影响做简要分析。 关键词电气化铁路；电力系统；谐波 1 电气化铁路基本情况 1.1 电气化铁路的特点 电气化铁路是当代最重要的一种铁路类型，沿途设有大量电气设备为电力机车提供持续的动力能源。电力机车本身不带有电能，所需电能由电力牵引供电系统提供。牵引供电系统主要是由牵引变电所和接触网（或供电轨）组成。变电所设在铁道附近，它将从发电厂经高压输电线或高压输电缆送过来的电流送到铁路上空的接触电网或铁轨旁边的供电轨道中，接触网或供电轨则是向电力机车直接输送电能的电气设备，电力机车通过集电弓或导电车轮从接触网或供电轨中获得所需电能[1]。 1.2 电气化铁路与电力系统的联系 电气化铁路牵引供电系统对供电电网来说，会使得电力系统负荷状态非常高，在引起牵引网电压波动的同时，也使得供电系统电能质量下降，如果不采取措施，还会导致机车动力下降，直接导致电气化铁路运行效率低下，从铁路运行和电力系统运行的角度看，都会造成经济损失。 2 电气化铁路对于电力系统的影响 2.1 对旋转电机的影响 电气化铁路有着单相交流供电的特性，这种特性使得电机的转子、定子都会发热，增加损耗，引起机组的震动，且转子、定子又属于电机的重要部件，如果在运行时过热就容易发生损壞或者其他故障，带来很严重的后果[2]。 2.2 对输电线路的影响 电气化铁路在行过程中，其产生的谐波是影响输电线路最主要的因素。单相电流产生的谐波，如果频率高，则会发生电力系统谐波共振，有的时候还甚至会
电气化铁道主要供电方 式 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
接触网的供电方式 我国电气化铁路均采用单边供电方式，即牵引变电所向接触网供电时，每一个供电臂的接触网只从一端的牵引变电所获得电能（从两边获得电能则为双边供电，可提高接触网末端网压，但由于其故障范围大、继电保护装置复杂等原因尚未有采用）。复线区段可通过分区亭将上下行接触网联接，实现“并联供电”，可适当提高末端网压。当牵引变电所发生故障时，相邻变电所通过分区亭实现“越区供电”，此时供电范围扩大，网压降低，通常应减少列车对数或牵引定数，以维持运行。 1、直接供电方式 如前所述，电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制，单相交流负荷在接触网周围空间产生交变电磁场，从而对附近通信设施和无线电装置产生一定的电磁干扰。我国早期电气化铁路（如宝成线、阳安线）建设时，处于山区，地方通信技术不发达，铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电缆，接触网产生的电磁干扰影响极小，不用采取特殊防护措施，因此上述单边供电方式亦称为直接供电方式（简称TR供电方式）。随着电气化铁路向平原和大城市发展，电磁干扰
矛盾日显突出，于是在接触网供电方式上采取不同的防护措施，便产生不同的供电方式。目前有所谓的BT、AT和DN供电方式。从以下的介绍中可以看出这些供电方式有一个共同特点，即在接触网支柱田野侧，与接触悬挂同等高度处都挂有一条附加导线。电力牵引时，附加导线中通过的电流与接触网中通过的牵引电流，理论上讲（或理想中）大小相等、方向相反，从而两者产生的电磁干扰相互抵消。但实际上是做不到的，所以不同的供电方式有不同的防护效果。 2、吸流变压器（BT）供电方式 这种供电方式，在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器（变比为1:1），其原边串入接触网，次边串入回流线（简称NF 线，架在接触网支柱田野侧，与接触悬挂等高），每两台吸流变压器之间有一根吸上线，将回流线与钢轨连接，其作用是将钢轨中的回流“吸上”去，经回流线返回牵引变电所，起到防干扰效果。 由于大地回流及所谓的“半段效应”，BT供电方式的防护效果并不理想，加之“吸——回”装置造成接触网结构复杂，机车受流条件恶化，近年来已很少采用。
电气化铁路供电系统 试卷1一、单项选择题（在 每小题的四个备选答案中，选出一个正确的答案，并将其代码填入题干后的括号内。每小题1分，共20分） 1．我国电气化铁道牵引变电所由国家（ ）电网供电。 （ ） A 超高压电网 B 区域电网 C 地方电网 D 高压电网 2．牵引网包括 （ ） A 馈电线、轨道和大地、回流线 B 馈电线、接触网、轨道和大地、回流线 C 馈电线、接触网、回流线 D 馈电线、接触网、电力机车、大地 3．通常把（ ）装置的完整工作系统称为电力系统。 （ ） A 发电、输电、变电、配电、用电 B 发电、输电、配电、用电 C 发电、输电、配电、 用电 D 发电、输电、用电 4．低频交流制牵引网供电电流频率有：（ ） （ ） A 50Hz 或25Hz B 30Hz 或50Hz C 2 163 Hz 或25Hz D 20Hz 或25Hz 5．单相结线牵引变电所牵引变压器的容量利用率（额定输出容量与额定容量之比值）可达( )。 （ ） A 100% B 75.6% C 50% D 25% 6．牵引变压器采用阻抗匹配平衡变压器时，阻抗匹配系数等于1时， 且副边两负荷臂电流I I αβ=&&，原边三相电流（ ） （ ） A 平衡 B 无负序电流 C 对称 D 有零序电流 7．交流牵引网对沿线通信线的静电影响由（ ）所引起。 （ ） A 牵引网电流的交变磁场的电磁感应 B 牵引网电场的静电感应 C 牵引网电场的高频感应 D 牵引电流的高次谐波 8．牵引网导线的有效电阻0r r ξ=（0r 是直流电阻；ξ是有效系数）。对于
工频和牵引网中应用的截面不太大的铝、铜等非磁性导线，有效系数ξ（ ）。 （ ） A ξ≈1 B ξ≈2 C ξ≈3 D ξ≈4 9．以下不属于减少电分相的方法有（ ）。 （ ） A 采用单相变压器 B 区段内几个变电所采用同相供电 C 复线区段内采用变电所范围内同行同相，上、下行异相 D 采用直供+回流线供电方式 10．对于简单悬挂的单线牵引网，1z 、2z 和12z 分别表示接触网—地回路， 轨道—地回路的自阻抗及两回路的互阻抗，牵引网的等值单位阻抗z （ ）。 （ ） A 2 12 21 z z z - B 12212z z z z - C 12221 z z z z - D 212 12 z z z - 11．单链形悬挂的单线牵引网比简单悬挂相比多了一条（ ）。 （ ） A 承力索 B 接触网 C 回流线 D 加强导线 12．根据国家标准《铁道干线电力牵引交流电压标准》的规定，铁道干线 电力牵引变电所牵引侧母线上的额定电压为（ ）kV 。 ( ) A 27.5 B 25 C 20 D 19 13．牵引网的电压损失等于牵引变电所牵引侧母线电压与电力机车受电弓 上电压的 ( ) A 平方差 B 算数差 C 向量差 D 平均值 14．牵引网当量阻抗Z 为 ( ) A sin cos R X ??+ B cos sin R X ??+ C sin R X ?+ D cos R X ?+ 15．对于三相结线变压器，应以（ ）向轻负荷臂供电为宜。 （ ） A 任一相 B 引前相 C 滞后相 D 以上答案都不对 16．牵引供电系统的电能损失包括（ ）。 （ ） A 电力系统电能损失，牵引网电能损失 B 电力系统电能损失，牵引变电所电能损失 C 牵引网电能损失，牵引变电所电能损失 D 牵引变电所电能损失，馈线电能损失 17．按经济截面选择接触悬挂，如果增大导线截面引起的一次投资增量，
地铁和电气化铁路的牵引供电系统有很大区别下面就通过对电气化铁道与城轨交通供电方式比较分析来进一步说明两者供电方式的异同。以帮助人们进一步了解。 1铁路牵引供电系统的供电方式 1.1 直接供电方式 电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制，单相交流负荷在接触网周围空间产生交变电磁场，从而对附近通信设施和无线电装置产生一定的电磁干扰。我国早期电气化铁路（如宝成线、阳安线）建设时，处于山区，地方通信技术不发达，铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电缆，接触网产生的电磁干扰影响极小，不用采取特殊防护措施，因此上述单边供电方式亦称为直接供电方式（简称TR供电方式）。随着电气化铁路向平原和大城市发展，电磁干扰矛盾日显突出，于是在接触网供电方式上采取不同的防护措施，便产生不同的供电方式。目前有所谓的BT、AT和DN供电方式。从以下的介绍中可以看出这些供电方式有一个共同特点，即在接触网支柱田野侧，与接触悬挂同等高度处都挂有一条附加导线。电力牵引时，附加导线中通过的电流与接触网中通过的牵引电流，理论上讲（或理想中）大小相等、方向相反，从而两者产生的电磁干扰相互抵消。但实际上是做不到的，所以不同的供电方式有不同的防护效果。如图所示； 直接供电方式 1.2 吸流变压器（BT）供电方式 这种供电方式，在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器（变比为1:1），其原边串入接触网，次边串入回流线（简称NF线，架在接触网支柱田野侧，与接触悬挂等高），每两台吸流变压器之间有一根吸上线，将回流线与钢轨连接，其作用是将钢轨中的回流“吸上”去，经回流线返回牵引变电所，起到防干扰效果。由于大地回流及所谓的“半段效应”，BT供电方式的防护效果并不理想，加之“吸——回”装置造成接触网结构复杂，机车受流条件恶化，近年来已很少采用。如图所示 吸流变压器（BT）供电方式
中国干线铁路供电系统技术 姓名：王家发学号：11292049 内容提要:说到干线铁路供电系统技术，首先我们必须知道什么是牵引供电系统呢？说起电气化铁路，大家可能想到的就是线路两旁一根根的线杆和列车头顶密如蛛网的电线吧。没错，电气化与普通铁路最明显的不同在于，它除了地上一条线（轨道）、还有天上一张网（接触网），是一种立体化的线路. 关键词:干线铁路供电接触网 结构供电质虽提出了更加严格的要求。接触网的悬挂方式也衍生出简单接触悬挂、简单链形悬挂弹性链形悬挂、复链形悬挂等多种方式。 电气化铁路供电方式的电力机车所需的电能来自发电厂由输电线路、变电装置、牵引用电网络、回流电路等组成的供用电系统供应。世界各国采用的供电制式各不相同，我国的电气化铁路选择了25千伏单相工频（50赫兹）交流供电制式。这种供电制式与工业生产所使用电流频率简称相同能使牵引动力获得最佳效果。从天上到地下，一套复杂完整的大系统为电气化列车的运行提供了保障。 电气化铁路的心脏——牵引变电所 牵引变电所是牵引系统的心脏，它的主要任务式将国家的电力系统送来的三相高压电换成适合电力机车使用的单相交流电。牵引供电所从国家电网引入220千伏或110千伏三相交流电将三相电转换为适合电器列车使用的单相交流电27.5千伏电源并送上接触网。除此之外，它还起着供电保护、测量、控制电气提高供电质量，降低电力牵引负荷对公共电网影响的作用。为确保牵引供电万无一失，牵引供电系统都采用“双备份”模式，两套设备通过切换装置可以互为备用并随时处于“战备”状态，以备不时之需。 通常将变电所设备分为一次设备和二次设备，一次设备是指接触高压电的电气设备，如牵引变压器、高压断路器、高压隔离开关、高压（电压和电流）互感器、输电线路、母线、避雷器等，它们主要完成电能变换、输送、分配等功能。二次设备则主要是控制、监视、保护设备。随着科技的发展，二次设备更加的集成化合智能化，形成了牵引变电所自动化系统为牵引变电所的远程控制提供了可能。 电气化铁路的动脉——接触网 当我们乘坐在电气化铁路的旅客列车上出行时，会看到路基两旁有一根根电杆竖立着顶端安装有单臂结构装置伸向线路侧上方且悬挂有电线，并将其固定在距轨道面一定高度的地方，在股道多的车站或编组站，悬挂结构及各种网线多如蛛网。这就是电气化铁路牵引供电系统的主要供电设备——接触网。 接触网是在露天设置，不但受到各种气候的影响，而且还受到电力机车行走时带来的动作用力，加上接触网又无法设备备用的条件，所以接触网的工作环境条件非常恶劣。为了保证电气化铁路可靠安全运营，接触网的结构必须经久耐用，这就决定了接触网要用特殊的结构。 接触网的功能，不但要把电能输送给边行走变受流的电力机车使用，还要保证电力机车在行走时其受电弓与接触线在滑动摩擦接触过程中有良好的受流条件，特别是在环境条件变化的时候，线路基础引起的震动，轨道的不平顺，车体上下弹性跳动，受电弓弓臂和接触滑板在受压状态下机车快速运行时产生的垂直加速度，以及接触网导线不平整等因素的存在，都不应出现受电弓与接触线分离现象（通常称离线），否则会
AT供电方式在电气化铁路中的应用 【摘要】电气化铁道在国民经济飞速增长中发挥着越来越重要的作用，其AT供电方式已经成为高速、准高速及重载线路建设的主要方向。AT供电方式供电电压比直供方式高一倍，电压损失降为1/4，防干扰效果好，扩大了牵引变电所间隔，自耦变压器并联于接触网上，不需增设分段点。 【关键词】自耦变压器；供电方式；特点；原理 我国电气化铁道采用单相工频25Kv交流制，由于单相大电流在线路周围空间产生较强电磁场，是临近通信广播设备等产生杂音干扰和感应电压。为减少电气化铁道对沿线通信设备的干扰，保障其设备、人身安全及正常工作，在牵引供电系统中采取了许多干扰措施，形成了不同的供电方式。目前我国的牵引供电方式主要有四种：直接供电方式、BT供电方式、直供加回流线供电方式、AT供电方式。AT供电方式又称自耦变压器供电方式。日本铁路为防止通讯干扰，在实行交流电气化的前期，在牵引网中普遍应用了吸流变压器一回流线电路。为了克服高速、大功率机车在这种电路中通过吸流变压器分段时，在受电弓上产生强烈电弧的缺点，后来发展了一种新的牵引网供电方式—AT供电方式。随着对外开放和引进国外先进技术，电气化铁道在国民经济飞速增长中发挥着越来越重要的作用，我国逐渐在新建电气化铁道上采用了AT供电方式。 在AT牵引变电所中，牵引变压器将110Kv三相电降压至55Kv，然后经自耦变压器两端分别接到接触网和正馈线上，自耦变压器中心抽头与钢轨相连。则钢轨与接触网间的电压正好是自耦变压器两端电压的一半25Kv，与正常接触网电压相同。 在AT供电方式区段，与接触网同杆架设在田野侧的还有一条保护线，它相当于架空地线，在自耦变压器处保护线接接触悬挂接地部分或双重绝缘子中部同钢轨连接。保护线电位一般在500V以下，正常情况下无电流通过。当绝缘子发生闪络时，短路电流可通过保护线作为回路，减少了对铁路信号轨道电路的干扰。同时对接触网其屏蔽作用，也减少了对架空通信线路的干扰，另外起避雷线的作用，雷电可以通过接在保护线上的放电器入地。 横向连接线将钢轨与保护线并联，其目的是在钢轨对地泄漏电阻和机车取流较大时，降低钢轨电位。 1 AT供电方式（自耦变压器）特点 1）2×27.5Kv系统，供电电压比直供方式高一倍，电压损失降为1/4，牵引网单位阻抗约为直供方式的1/4（实际略高），电能损失小，显示了良好的供电特性； 2）牵引变电所的间距大，易选址，减少了外部电源的工程数量和投资；
高速铁路牵引供电系统 电气化铁路的组成 由于电力机车本身不带原动机，需要靠外部电力系统经过牵引供电装置供给其电能，故电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统组成的。 牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两部分组成，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的三大元件。 一、电力机车 （一）工作原理 电力机车靠其顶部升起的受电弓和接触网接触获取电能。电力机车顶部都有受电弓，由司机控制其升降。受电弓升起时，紧贴接触网线摩擦滑行，将电能引入机车，经机车主断路器到机车主变压器，主变压器降压后，经供电装置供给牵引电动机，牵引电动机通过传动机构使电力机车运行。 （二）组成部分 电力机车由机械部分(包括车体和转向架)、电气部分和空气管路系统构成。 车体是电力机车的骨架，是由钢板和压型梁组焊成的复杂的空间结构，电力机车大部分机械及电气设备都安装在车体内，它也是机车乘务员的工作场所。 转向架是由牵引电机把电能转变成机械能，便电力机车沿轨道走行的机械装置。它的上部支持着车体，它的下部轮对与铁路轨道接触。 电气部分包括机车主电路、辅助电路和控制电路形成的全部电气设备，在机车上占的比重最大，除安装在转向架中的牵引电机之外，其余均安装在车顶、车内、车下和司机室内。 空气管路系统主要执行机车空气制动功能，由空气压缩机、气阀柜、制动机和管路等组成 （三）分类 干线电力牵引中，按照供电电流制分为：直流制电力机车和交流制电力机车和多流制电力机车。交流机车又分为单相低频电力机车(25Hz或16 2/3Hz)和单相工频(50Hz)电力机车。单相工频电力机车，又可分为交--直传动电力机车和交—直—交传动电力 机车。 二、牵引变电所 牵引变电所的主要任务是将电力系统输送来的110kV三相交流电变换为（或55）kV单相电，然后以单相供电方式经馈电线送至接触网上，电压变化由牵引变压器完
《电气化铁道供电系统》复习题及答案－（电气学院吴命利） 1、用一句话来描述电气化铁路牵引负荷的特点？ 答：波动剧烈的大功率单相不平衡非线性负荷。 2、交直交动车组同传动交直传动电力机车相比电气负荷有何特点？ 答：（1）负荷功率大； （2）功率因数高； （3）谐波含量低； （4）能全功率范围再生制动。 3、干线铁路有哪几种供电制式？ （1）直流制（DC3kV，DC1500V）；（2）低频单相交流制（15kV，16.67Hz）；（3）工频单相交流制（50/60Hz，25kV） 4、我国干线电气化铁路采用何种制式？ 25kV工频（50Hz）单相交流制 5、电气化铁道从可靠性要求看是电力系统的几级负荷？ 一级负荷 6、电气化铁道从供电系统角度如何保证供电可靠性？ （1）牵引变电所采用两回独立进线；（2）牵引变电所采用2台主变压器，固定备用；（3）分区所可以实现越区供电。 7、交流牵引网有哪几种供电方式？ （1）直接供电方式；（2）带回流线的直接供电方式；（3）吸流变压器供电方式；（4）自耦变压器供电方式；（5）同轴电缆供电方式 8、高铁牵引网采用何种供电方式？它有何好处？ 答：全并联AT供电方式。 牵引网阻抗低，输送功率大，供电臂距离长，能有效降低对外界电磁干扰。 9、牵引网额定电压是多少？正常工作范围是多少？ 25kV，20～27.5kV。 10、我国高铁牵引变电所间距是多少？ 50～60km。 11、我国高铁牵引变电所进线电压等级是多少？
多为220kV，郑西客专有2个所采用330kV。 12、我国高铁主要采用哪种接线的牵引变压器？ 答：单相（单相三绕组）接线和单相组合式V/X接线。 13、牵引变电所二次设备额定电压为什么比牵引网额定电压高10％？ 答：变压器二次侧额定电压是空载时的电压，之所以高10％是为了保证在有负荷电流时，抵消阻抗产生的电压损失，使列车能获得接近额定值的平均电压。 14、变电所防雷设备有哪些？ 答：避雷器，避雷针，抗雷圈 15、变电所如何补偿机车的无功功率？ 答：在牵引母线上安装并联补偿电容器组。 16、并联补偿电容支路为何要串联一定电感值的电抗器？ 答：（1）抑制合闸冲击；（2）防止谐波放大。 17、高铁接触悬挂有哪几种型式？ 答：（1）简单链型悬挂；（2）弹性链型悬挂；（3）复链型悬挂。 18、我国高铁主要采用何种接触网选挂型式？ 答：弹性链型悬挂。 19、接触线补偿下锚的目的何在？ 答：给接触线施加恒定张力，自动补偿线索的热胀冷缩，保持接触线弹性均匀。 20、我国高铁接触线采用何种型号？张力施加多大？ 答：CuMg150，27kN。 21、我国新建高速铁路在车网电气匹配方面出现了哪些新问题？如何有效解决？ 答：（1）车网高次谐波谐振； （2）车网电压振荡、牵引封锁。 改进机车车辆的控制，改善其电气负荷特性，地面采取适当抑制措施。 22、目前有哪几种自动过分相技术。 答：（1）车载断电自动过分相； （2）柱上开关自动过分相； （3）地面自动过分相。
哈大电气化铁路牵引供电系统情况介绍
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哈大电气化铁路牵引供电系统情况介绍哈大铁路为中国铁路网中一条重要干线，贯穿哈尔滨、长春、沈阳、大连四大枢纽，始建于1898年，为双线铁路，线路全长946.5公里。在东北乃至全国铁路运输中具有十分重要的地位。国家计委于1990年12月31日批准对哈大铁路进行电气化技术改造。2001年8月18日开通沈阳至哈尔滨段，11月30日开通沈阳至大连段，既全线开通运行。 哈大电气化铁路是我国首次系统引进具有国际先进水平的德国技术、设备和管理模式，其牵引供电系统适应200km/h高速铁路。牵引供电系统新建牵引变电所17座，架设接触网3314条公里，RTU135个，隔离开关900余台，远动控制系统设置1个主控中心和4个分控中心，设置抢修基地4个，引进接触网动态检测车1辆。开通之初成立了哈尔滨、长春、沈阳、大连4个供电中心，随着铁路改革的深入，维修体制也几经变化，现全线由沈哈两局的沈阳、长春、哈尔滨供电段担负运营管理工作。 哈大电气化工程系统引进规模大，设备技术水平新，建设速度快，自全线开通至今，系统设备性能稳定，总体质量优良，达到了项目引进的预期目的。现全面介绍如下： 一、哈大牵引供电系统特点 （一）供电方式 1、全线采用220/27.5kv单相变压器供电，牵引变压器利用率高，变电所接线简洁，接触网电分相数目少，适应高速、繁忙区段。两路进线电源，设有跨桥连接，两台主变压器互为备用。 2、采用带回流线上下行全并联直接供电方式。上下行正线的接触网在车站通过一个带短路报警互感器的柱上开关进行并联。为了改善接触网的电传输特性，沿正线贯通架设加强线和回流线，每隔1500米加强线和回流线进行一次电连接，可每隔300米上下行的回流线并联一次，以明显降低接触网阻抗值和电压降，从而加大变电所的间距，减少牵引变电所的数量，节省了工程投资，降低了运营成本。
电气化铁路供电系统 一、电气化铁路的供电及牵引供电的定义 电气化铁路的供电系统是由发电厂集中提供电能，经变电站，通过高压输电线（110kV）传输给牵引变电所，转变成电压27.5kV或55kV送到接触网上，供给沿线运行的电力机车。 所谓牵引供电是指电力系统从铁路牵引变电所开始，向牵引接触网的供电。 二、牵引供电设备应满足的要求 随着电气化铁路的快速发展，《技规》对牵引供电设备提出了更高的要求： 1.应保证不间断行车可靠供电，牵引供电设备能力应与线路运输能力匹配，并留有余地； 2.为了满足规定的列车重量、密度和速度的要求，接触网最高工作电压为27.5kV，瞬时最大值为29kV；最低工作电压为20kV，非正常情况下不得低于19kV； 3.牵引变电所需具备双电源、双回路受电； 4.双线电气化区段应具备反方向行车条件； 5.接触网的分段应检修方便和缩小故障停电范围，枢纽及较大区段站应设开闭所，枢纽及较大区段站的负荷开关和电动隔离开关应纳入远动控制。 三、接触网导线在最大弛度时距钢轨顶面应保持的高度 接触网导线在最大弛度，至钢轨顶面的高度不超过6500mm，在区间和中间站不少于5700mm（旧线改造不少于5330mm）。在编组站、区段站和个别较大的中间站站场不少于6200mm，客运专线为5300～5500mm，站场与区间宜取一致。 四、电力线路与铁路交叉时应保持的高度 电力线路跨越非电力牵引区段铁路时，其导线最大弛度至钢轨顶面的距离： 1.500kV线路，不少于14000mm； 2.330kV线路，不少于9500mm； 3.220kV线路，不少于8500mm； 4.110kV及其以下线路，不少于7500mm。 五、电杆至线路中心的距离的规定 电力线路与铁路交叉或平行时，电杆内缘至线路中心的水平距离： 1.380V及其以下低压线路，新线不少于3000mm，既有线路不少于
关于高速铁路电力系统的分析与研究 一、高速铁路电力系统的重要性 对于高速铁路来说，电力系统的安全性涉及到整个铁路的运行平稳与否，在铁路运营繁荣发展的背后支持下，电力系统起到了很大的作用，目前，铁路运行速度非常快，工程规模的不断变化也对供电系统的安全性有了更高的需求，高速铁路电力系统成了决定铁路事业发展最直接的因素，一直以来，铁路都被认为是相对比较安全的运输方式，因此，铁路运输一旦出现安全事故，势必会给人们的身体与心理造成双重的打击，所以，加强电力系统的安全性，真正做到防患于，保证铁路运输的安全性势在必行。 二、电力系统可靠性分析 高速铁路电力系统的组成比较复杂，按照功能与作用主要可以分为牵引和电力两部分前者是为高速铁路行车提供电源系统，后者是承 担牵引供电以外所有铁路负荷的供电任务，包括信号系统、生产、车站、供水系统以及生活等铁路用电负荷的高速铁路电力供电系统，其供电可靠性不仅直接影响铁路运输系统的正常安全运行，还关系到很多铁路职能部门的正常工作，铁路电力供电系统由于应用的特殊性，在系统构成和功能上都有一些有别于电力系统的特点，主要体现电压
等级低、系统接线形式简单以及供电可靠性要求高这三方面： 第一，从电力系统的角度看，铁路负荷属于终端负荷，直接面对最终用户，所以，铁路供电系统中绝大多数为10kV和35kV变配电所，这取决于地方供电系统电源的情况和铁路就地负荷的要求；第二，铁路供电系统的接线就像铁路一样，是一个沿铁路敷设的单一辐射网，各变电所沿线基本均匀分布，并且互相连接，构成手拉手供电方式；连接线自闭线和贯通线两种，连接线除了实现相邻所之间的电气连接外，还为铁路供电最重要的负荷提供电源；第三，铁路供电系统虽然电压等级低，接线方式简单，但对供电可靠性的要求却很高，其负荷的供电中断时间不能超过150ms,否则，将会导致所有供电区间的自动闭塞信号灯变为红灯，影响铁路的正常运输。 三、提高电力系统可靠性的措施 铁路沿线分布着车站和通信基站, 这些地面设施是保证铁路运输畅通和安全的基础设施, 上述设施需要电力可靠供应, 高速铁路对电力供电提出了更高的可靠性要求, 全线供电安全、可靠性取决电力贯通线的运行水平, 供电可靠性依赖于铁路供电设备配置水平, 采用的可靠性措施主要有三方面： 第一,保证系统可靠备用,各配电所自国家电网接引两路电源；各配电所采用单母线分断接线型式；10kV 配电网络采用双路环网电力电缆；变配电所、箱式变电站内配电变压器按双台配置；第二，提高设备可靠性，配电所选用SF6气体绝缘开关柜；箱式变电站选用SF6 气体绝缘环网开关柜；变压器选用干式变压器；低压开关柜采用高可靠性、模数化、组合式柜型；第三，提高系统抵抗自然灾害能力，电线入地；设备进屋；备用发电机；从高
《铁路处电力系统安全供电初探》职教中心黄立均 电力系统是铁路运输的重要组成部分。长期以来我处供电系统缺少合理规划和系统统筹应用，加之设备老化和系统线路负荷不明确，致使配电网十分落后。表现在线网混乱、装备陈旧、自动化水平低、维护工作量大、供电可靠性低等方面。为了提高铁路运输安全性能、减少供电安全事故，铁路运输处电力系统安全管理应做好以下工作： 一、加强6kv线路基础资料和技术管理工作1.做好6kv线路摸底排查并做好实际平面图绘制 6kv配电网是我处的高压进线网络，它的运行好坏直接影响我处的高压配电的运行，所以在供电管理上也显得十分重要。由于我处6kv线路架设时间长久，线路通道的环境发生了很大的变化，有的线杆被包裹在建筑物中。为了切实作好我处的电力系统的管理工作，首先要作好我处6kv线路基础技术资料的勘探工作，绘制好6kv线路平面布置图，并标明线路所用的线材规格、材料的型号、路径全长和现场的实际环境情况、线路能承受的最大负荷和实际工作负荷、线路经过的不安全场所等。根据线路的实际情况每年做好线路平面图的更改绘制，作为我处6kv线路现场的第一手资料，为安全经济运行和供电服务水平上一个新台阶打好基础。 2.做好6kv线路负荷图和容量图绘制 配电网规划包括供电系统的一次图和二次图、电源容量及分布、主干线一次网架、配电设备及负荷配置等内容。长期以来我处的电网
容量和用电负荷变化很大，电源容量和用电符合搭配是否合理，是影响用电安全的重要因数，为加强我处的用电安全管理工作，提高我处1的供电质量和电力系统的现代化管理水平，要作好6kv线路一次图和二次图、负荷图和容量图绘制工作，根据线路的实际负荷情况每年做好线路负荷图的更改绘制。根据我处6kv线路负荷图和电源容量图的具体情况，科学合理的分配电能，进一步抓好全处的用电负荷配置，加强我处的供、配用电安全管理工作，为安全用电和节约用电打下良好的基础。 3、做好6kv线路和配电系统的定值图绘制工作 继电保护及自动装置是电力系统的重要组成部分，我处的用电负荷和设备时刻都在发生变化，绘制我处供电系统的线路和设备定值图表是保证电力系统的安全经济运行，防止事故发生和扩大起到关键性的作用。 电力系统是一个有紧密联系的整体，各级的各种保护是按其作用进行统一配置的整定原则，过流保护电流定值应躲变压器过负荷，且按上下级满足配合关系及灵敏度要求整定，速断电流定值按躲变压器涌流及低压侧三相短路故障，同时满足上下级配合关系及灵敏度要求整定。在整定一种保护时，必须考虑与上下级保护的配合，同时也要考虑系统运行的特点与要求。设备运行维护单位建立由专人负责的设备运行管理数据库，数据库要做的时时更新、准确无误、资源共享。认真做好每年的定值单核对工作，建立定值单核对、存放管理制度。建立电子版的定值单存放库，定期核对检查。定值单的管理是继电保