城市轨道交通牵引供电系统研究

城市轨道交通牵引供电系统简介城市轨道交通牵引供电系统是城市轨道交通运行的重要组成局部，负责向轨道交通车辆提供电力供给。

它不仅直接影响着轨道交通的运营效率和电力消耗情况，还与乘客的乘坐舒适度和平安性息息相关。

本文将介绍城市轨道交通牵引供电系统的根本原理、组成结构以及未来开展趋势。

根本原理城市轨道交通牵引供电系统的根本原理是将电源通过接触网供给给轨道交通车辆。

具体来说，电源会通过接触网上的触网集电装置传送给牵引系统。

牵引系统由主变压器、牵引变流器和牵引电动机组成，负责将电能转换为机械能，驱动轨道交通车辆运行。

组成结构城市轨道交通牵引供电系统由多个组成局部构成，包括接触网、辅助设备和车辆终端设备。

接触网接触网是城市轨道交通牵引供电系统的核心局部，通常安装在轨道上方。

它由导线、吊杆、挂装件等组成，用于提供电力给牵引系统。

接触网一般采用带电架空式供电，即以高架的方式悬挂在轨道上方，通过接触网上的触网集电装置与车辆终端设备连接。

辅助设备城市轨道交通牵引供电系统还包括一系列辅助设备，用于确保供电系统的正常运行。

辅助设备主要包括配电变压器、开关设备、保护和监控装置等。

配电变压器用于将高压电源转换为适合牵引系统使用的低压电源；开关设备用于控制电能的分配和传输；保护和监控装置那么用于监测供电系统的运行状态，及时处理故障和异常情况。

车辆终端设备车辆终端设备是城市轨道交通车辆上的设备，用于接收来自接触网的电能，并将其转换为机械能，驱动车辆行驶。

未来开展趋势随着城市轨道交通的不断开展，牵引供电系统也在不断创新和改良。

以下是一些未来开展趋势：高效能源利用未来的城市轨道交通牵引供电系统将更加注重能源的高效利用。

通过采用先进的能量回收技术，如再生制动系统、能量储存装置等，将能源回收再利用，减少能源的浪费。

无线供电技术无线供电技术有望成为未来城市轨道交通牵引供电系统的重要开展方向。

通过利用无线传输技术，可以不再依赖接触网，实现轨道交通车辆的无线供电，提高供电系统的稳定性和可靠性。

城市轨道交通牵引供电系统电能损耗分析城市轨道交通牵引供电系统是确保城市轨道交通车辆正常运行的关键部分，其电能损耗分析对于提高能源利用效率、降低运营成本具有重要意义。

本文将从城市轨道交通牵引供电系统的组成、电能损耗的主要因素、电能损耗的计算方法以及降低电能损耗的策略等方面进行探讨。

一、城市轨道交通牵引供电系统的组成城市轨道交通牵引供电系统主要由变电所、接触网（或第三轨）、牵引变流器、牵引电动机等组成。

变电所负责将高压交流电转换为适合轨道交通车辆使用的低压直流电或交流电。

接触网或第三轨则是将电能传输到车辆的媒介。

牵引变流器将变电所提供的电能转换为适合牵引电动机使用的电能形式，而牵引电动机则是将电能转换为机械能，驱动车辆运行。

二、电能损耗的主要因素在城市轨道交通牵引供电系统中，电能损耗主要发生在以下几个方面：1. 变电所的转换损耗：在高压交流电转换为低压直流电或交流电的过程中，由于变压器、整流器等设备的损耗，会产生一定的电能损失。

2. 接触网或第三轨的传输损耗：电能在通过接触网或第三轨传输到车辆的过程中，由于电阻、电感等因素的影响，也会产生电能损失。

3. 牵引变流器的转换损耗：牵引变流器在将电能转换为适合牵引电动机使用的电能形式时，由于器件的损耗，同样会产生电能损失。

4. 牵引电动机的损耗：牵引电动机在将电能转换为机械能的过程中，由于铜损、铁损等因素的影响，也会产生电能损失。

5. 车辆运行中的损耗：车辆在运行过程中，由于空气阻力、摩擦力等因素的影响，也会消耗一部分电能。

三、电能损耗的计算方法电能损耗的计算方法通常包括理论计算和实测两种方式。

理论计算主要是根据牵引供电系统的组成和各部分的损耗特性，通过数学模型进行计算。

实测则是通过在实际运行中测量各部分的电能损耗，然后进行分析。

具体计算方法如下：1. 变电所损耗计算：可以通过测量变压器的输入功率和输出功率，计算出变压器的损耗功率。

2. 接触网或第三轨损耗计算：可以通过测量接触网或第三轨的电流和电压，计算出线路的损耗功率。

城市轨道交通牵引供电系统谐波分析随着城市轨道交通的不断发展，城市轨道交通牵引供电系统也逐步得到完善。

牵引供电系统是城市轨道交通的重要组成部分，其主要作用是为列车提供电力，使其运行平稳快捷，并保证乘客的安全。

然而，在实际运行过程中，牵引供电系统中存在着谐波问题，会对系统造成一定的影响，本文主要对城市轨道交通牵引供电系统的谐波进行分析。

首先，介绍一下谐波的概念。

谐波是指在周期性电路中，频率是原有基波频率整数倍的周期性电信号，其波形呈正弦曲线。

在城市轨道交通系统中，由于列车电机的采样控制、无感自持续电机等因素的影响，会在系统中引入谐波电流和电压。

这些谐波电流和电压会造成牵引变流器、牵引逆变器、隔离变压器等设备的磁、电、温等方面的问题，对设备的寿命产生影响。

其次，谐波的来源很多，主要包括列车电机、牵引变流器、牵引逆变器、隔离变压器、线路等。

其中列车电机是主要的谐波源，由于各个相之间的差异性，会产生不对称的电流波形，引入谐波电流。

当谐波电流通过交流电源、线路和变压器时，会产生谐波电压。

此外，牵引变流器和牵引逆变器中的开关器件会产生大量高频电压、电流，进一步导致各种电磁干扰。

同时，隔离变压器中的漏电感值也会受到谐波电流的影响而发生变化。

最后，对城市轨道交通牵引供电系统谐波的分析结果进行总结。

谐波问题会影响到城市轨道交通供电系统和列车的可靠性和安全性，需要进行有效的控制。

一方面，可以通过在设计阶段加入滤波器、降低变压比等方式来减少谐波电流和谐波电压。

另一方面，可以通过进行谐波电流监测、降低变流器和逆变器的开关频率等措施来减少谐波的影响。

因此，城市轨道交通牵引供电系统的谐波分析具有重要的理论和实际意义，对保证城市轨道交通的运行安全和提高设备的寿命具有积极的作用。

城市轨道交通牵引供电系统分析摘要：近年来，轨道交通的运输规模不断增加，给人们的出行带来更加便捷体验的同时，也引起了很多人的担忧。

因为交通运输规模的增加必然会导致车辆流动量的增加，这也给城市轨道交通牵引供电系统带来了全新的挑战。

这需要不断引进新的技术，不断消化吸收，努力进行创新和再创新，同时对轨道交通建设的标准与质量的认识也不断提高，所以对于其关键技术进行研究是有必要的。

关键词：城市；轨道交通；牵引供电系统1地铁车辆供电系统构成为了保证地铁的顺利运营，我们必须做好地铁供电系统的运行工作。

其关键作用是为地铁及其电气设备供电。

在地铁供电系统中，关键可分为高压电源供电和地铁内部结构供电。

高压电源可以立即应用于市政工程的用电。

在供电的情况下，一般采用混合供电方式、分散供电方式和集中供电方式。

地铁内部结构的供电分为照明供电和牵引供电。

牵引供电的目的是将高压交流电源转换为地铁运营所需的直流稳压电源。

然后根据同轴电缆将其发送到地铁-轨道交通接触网，地铁在用电过程中会立即从轨道交通接触网获得必要的用电。

在地铁照明灯具供电系统中，不仅需要给照明灯具供电，还需要给离心泵和离心风机供电。

该供电系统主要由电源线及其降压配电设备组成。

2牵引供电系统的关键技术2.1 双向变流装置双向变流装置通常由交流开关柜、变压器柜、双向变流器柜、直流开关柜和负极柜组成，整体接线方案与现有二极管整流机组的相一致。

其交流侧通过35kV开关柜被接于牵引变电所内的35 kV母线段；直流侧正极通过1500V直流开关柜被接于牵引变电所内的直流母线段正极，负极仍保留直流控制柜内的隔离开关，且被接于牵引变电所内的直流母线段负极。

传统二极管整流机组牵引供电方式中直流侧短路保护主要依赖直流进线柜和直流馈线柜的保护设施。

直流进线柜保护包含大电流脱扣保护和逆流保护；直流馈线柜保护包含大电流脱扣保护、ΔI保护、di/dt保护、过电流保护和双边联跳保护，各种保护相互配合，从而实现牵引网近、中、远端短路的全范围保护。

城市轨道交通供电与牵引系统简介城市轨道交通供电与牵引系统是城市轨道交通运营的核心局部，为城市轨道交通车辆提供稳定可靠的电力供给，并通过牵引系统将电力转化为动力，驱动车辆运行。

本文将对城市轨道交通供电与牵引系统的关键组成局部进行详细介绍。

供电系统城市轨道交通的供电系统主要由供电设备、接触网和供电馈线组成。

供电设备供电设备是城市轨道交通供电系统的核心局部，它主要包括变电站、配电装置和电力传输线路等。

变电站负责将输入的电能进行变压、变流等处理，输出适合城市轨道交通使用的高电压电能。

配电装置用于将变电站输出的电能分配到不同的供电馈线上。

电力传输线路那么将电能从变电站输送到供电馈线。

接触网接触网是城市轨道交通供电系统的另一个重要组成局部，它负责将电能从供电设备传输到行车区域。

接触网通常采用悬挂在轨道上方的导线或导轨，通过接触网与车辆上的供电装置接触，将电能传输给车辆。

供电馈线供电馈线是连接接触网和供电设备的局部，它通过分布在轨道两侧或中央的电缆将电能传输给接触网。

供电馈线主要负责将变电站输出的高电压电能传输到接触网，以供行车区域的车辆使用。

城市轨道交通的牵引系统是将电能转化为动力，驱动车辆运行的关键局部，它主要包括牵引变流器、牵引电机和传动装置等。

牵引变流器牵引变流器是将供电系统提供的直流电转化为交流电，并根据车辆的运行需求控制输出功率和频率的设备。

牵引变流器通常由多个晶闸管或功率模块组成，通过调整晶闸管的导通和封锁，实现对电流和电压的控制，从而实现对车辆的驱动力和制动力的控制。

牵引电机牵引电机是城市轨道交通车辆中的动力装置，它根据牵引变流器输出的交流电能，将电能转化为机械能，驱动车辆运行。

常用的牵引电机包括直流电机和交流电机，其中交流电机又包括异步电机和同时电机等。

传动装置是将牵引电机输出的动力传递给车轮的局部，它主要通过减速器和传动轴等组件实现。

传动装置的设计对车辆的运行稳定性、效率和能耗等方面有着重要影响。

城市轨道交通供电系统及电力技术分析1. 引言1.1 城市轨道交通的发展重要性城市轨道交通的发展对城市的经济、环境和社会发展具有重要意义。

随着城市化进程的加快，城市人口不断增长，交通拥堵、环境污染等问题日益突出。

轨道交通作为城市主要的公共交通方式，具有快速、方便、环保等优势，能够有效缓解城市交通拥堵问题，减少道路交通对环境的影响，提高居民出行品质。

发展城市轨道交通也能够促进城市之间的互联互通，推动区域经济发展，增强城市的竞争力和吸引力。

城市轨道交通的发展是城市可持续发展的重要组成部分，对城市交通运输体系的完善和城市发展的提升具有重要意义。

通过对城市轨道交通供电系统及电力技术的深入研究和分析，可以为提升城市轨道交通运营效率、加强系统安全稳定性、推动技术创新与进步等方面提供重要参考依据。

1.2 本文研究的目的本文的研究目的是深入探讨城市轨道交通供电系统及电力技术的相关理论和实践，分析其在城市交通运输中的重要性和作用。

通过对城市轨道交通供电系统概述、电力技术分析、供电系统设计与优化、电力技术在城市轨道交通中的应用以及城市轨道交通电力技术发展趋势的研究与探讨，探讨相关技术在未来城市轨道交通建设中的发展方向和应用前景。

通过本文的研究，旨在为城市轨道交通供电系统及电力技术的发展提供参考和启示，为未来城市轨道交通的可持续发展和演进提供理论支持和技术支持。

希望通过本文的研究，能够深入了解城市轨道交通供电系统及电力技术的现状和未来发展趋势，为相关领域的研究和实践提供有益的借鉴和参考。

2. 正文2.1 城市轨道交通供电系统概述城市轨道交通供电系统是城市轨道交通运行的重要支撑，其作用是为城市轨道交通的电力化机车、列车及相关设备提供稳定、可靠、安全的电力。

供电系统一般包括接触网、牵引变电站、配电设备等组成部分。

接触网是城市轨道交通供电系统的核心部分，通过接触网将电能传输到运行车辆上，为其提供动力。

接触网一般由导线、支柱等组成，其设计要考虑供电负载、线路走向、环境条件等因素。

城市轨道交通牵引供电系统接触网和回流安全研究摘要：为解决牵引电源系统在运行过程中常见的安全问题，针对杂散电流产生机制、接触网残压现象原理进行分析，通过调节电缆连接方式抑制泄漏电流的产生，针对单向导通装置改造后消除轨电位压差，并采取回流轨牵引供电优化、接触网双重绝缘设计等措施，为维护接触网及回流安全提供技术支持。

关键词：轨道交通；接触网；残余电压；杂散电流；回流安全引言：在城市轨道交通运行过程中，常因接触网存在残压影响其正常供电效果，或受杂散电流影响导致轨电位限制装置异常动作，将对地铁土建结构、列车及设备安全运行构成威胁，研究上述问题的改进设计方案，对于保障轨道交通顺利运行具有现实意义。

1牵引供电系统接触网残压分析1.1杂散电流当前城市地铁普遍采用走行轨回流牵引供电系统，在长期运营过程中易在粉尘、潮湿、摩擦等多重作用下削弱走行轨的对地绝缘性能，导致泄漏出的杂散电流持续增大，并介于走行轨、地面之间形成较大电位差，造成系统短路等故障。

同时，当轨道交通系统在运行过程中存在较高等电位，将导致金属管线、设施设备之间发生打火、放电现象，连同泄漏的杂散电流共同作用于轨限位装置，造成装置异常动作或长时间接地等问题，影响地铁列车安全可靠运行[1]。

1.2残余电压现阶段轨道交通常选用1500V直流电源供电，在接触网运行状态下测得残余电压在70～700V区间内，造成不同类型的残压事故。

其中在针对直流馈线开关柜进行线路测试时，测得残压值为300V，随即通电后再次测试，倘若测得接触网残压值＞300V，则开关柜无法执行正常分、合闸操作，制约接触网正常供电；在接触网故障维修与维护环节，通过测量剩余电压值、对比验电器的起动电压，当实测值超出预警值后将切断电源，此外将接触网接挂地线易出现打火现象，导致设备及线缆被烧毁[2]。

2接触网系统优化及回流安全设计2.1调整电缆连接方式由于杂散电流多出现在车辆段配线处，为避免杂散电流威胁牵引供电系统的正常运行，针对出入段线、试车线处的走行轨以200m为间隔进行电缆并联设计，通过电缆转接箱焊接固定在走行轨上，借此降低轨电位与电位差，抑制泄漏电流的产生。