铁路资料2(电气化铁路供电原理)
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铁路知识考试:电气化铁道供电系统考试答案1、判断题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。
正确答案:错2、填空题直接供电方式牵引网是一种极端不()的输电线路。
正确答案:对称3、问答题磁(江南博哥)浮列车的电磁力用于几个方面?正确答案:悬浮、推动、导向。
4、问答题电压互感器的副边绕组为什么不许短路?正确答案:电压互感器由于原边绕组的匝数远多于副边绕组,当副边短路时,副边电压接近于零,这样就会在原边感应出极高的过电压,将绕组烧坏。
5、问答题单母线主结线的特点是什么?正确答案:(1)结线简单,投入的设备少,配电装置费用低,经济性好并能满足一定的可靠性。
(2)每回路由断路器切断负荷电流和故障电流。
检修断路器时,可用两侧隔离开关使断路器与电压隔离,保证检修人员安全。
任一用电回路可从任何电源回路取得电能,不致因运行方式的不同而相互影响。
(3)检修母线和与母线连接的隔离开关时,将造成全部停电。
母线发生故障,将使全部电源回路断开,待修复后才能恢复供电。
(4)检修任一回路及其断路器时,仅该回路停电,其它回路不受影响。
6、问答题电流互感器的误差是由什么决定的?它的准确度分哪几个等级?正确答案:电流互感器误差是由其构造铁芯的质量,一次侧电流的大小及二次侧回路的阻抗决定的。
它的准确度为0.2、0.5、1、3和10五个准确等级。
7、单选当需要输送能力接近线路输送能力时,计算列车数N的计算条件为:()。
A.AB.BC.CD.D正确答案:B8、问答题简述直流电机的组成?正确答案:直流电机由定子和转子两部分组成。
定子包括主磁极、换向极、机座、端盖、轴承等;转子包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、轴和风扇等。
9、问答题请简要说明谐波电流对电力系统发电机的不良影响。
正确答案:①谐波电流流入三相定子绕组时,产生旋转磁场,引起振动扭矩。
谐波旋转磁场对转子以数倍同步转速的速度相交链,因此在转子回路中感应出数倍基波频率的电压和电流。
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。
电气化铁路的基础知识一、牵引供电系统简介:将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电气化铁路的供电系统,又称牵引供电系统,主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。
牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV (或220kV )降到27.5kV ,经馈电线将电能送至接触网;接触网沿铁路上空架设,电力机车升弓后便可从其取得电能,用以牵引列车。
牵引变电所所在地的接触网设有分相绝缘装置,两相邻牵引变电所之间设有分区亭,接触网在此也相应设有分相绝缘装置。
牵引变电所至分区亭钢轨回路(包 牵引供电系统供电示意图如下所示: 27.5KV27.5KV 回流线接触网二、牵引变电所、分区所、开闭所牵引变电所:牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降低,同时以单相方式馈出。
降低电压是由牵引变压器来实现的,将三相变为单相是通过变电所的电气接线来达到的。
牵引变压器(主变)是一种特殊电压等级的电力变压器,应满足牵引负荷变化剧烈、外部短路频繁的要求,是牵引变电所的“心脏”。
我国牵引变压器采用三相、三相——二相和单相三种类型,因而牵引变电所也分为三相、三相——二相和单相三类。
随着技术水平的提高,我国干线电气化铁路已推广使用集中监视及控制的远动系统,牵引变电所将逐步实现无人值班,直接由供电调度实行遥控运行。
分区所:分区所设置在两个变电所中间,作用有三:提高供电质量、供电分段、越区供电。
•开闭所:一般设置在大型站场附近,进线由变电所或接触网引入,由开关馈出多个供电线路向多个供电设备供电。
作用是增强供电的灵活性,便于供电设备的运行及检修,便于行车组织,缩小供电事故及故障范围。
~50HZ 进线二进线一三、接触网接触网是沿铁路沿线架设的特殊电力线路,电力机车受电弓通过与之滑动摩擦接触而授流,取得电能。
所以两者均应保持良好的工作状态。
(一)、对接触网结构的要求:(1)接触线距钢轨面的高度应尽量相等,定位点及跨中与受电弓中心相对位置符合要求;(2)接触悬挂应有较均匀的弹性和良好的稳定性;(3)良好的绝缘性能;(4)适应气象条件的变化并能保持上述特性不应有很大的变化;(5)接触网结构应力求轻巧简单,做到标准化,方便施工和运行维修;(6)零部件标准化,轻便,耐腐蚀,可靠性高,(7)接触线应有足够的耐磨性;(8)主导电回路通畅。
电气化铁路知识电气化铁路是指通过直流或交流电来供电的铁路系统,它的主要特点是节能、环保、减少噪声、运行效率高等。
本文将介绍电气化铁路的相关知识。
电流类型电气化铁路可以采用直流供电或交流供电,其选择主要取决于成本、技术和区域等因素。
直流供电直流供电是指电压和电流的方向不变,它主要使用在铁路的城市轨道交通系统上,如地铁、轻轨等。
直流供电方式成本相对较低,但是功率损耗较大,需要在供电线路中添加减阻和扼流圈等设备来减小功率损失。
交流供电交流供电是指电压和电流的方向周期性变化,它主要应用在高速铁路和城际铁路等长程铁路系统上。
相比于直流供电方式,交流供电方式的功率损失较小,可以减少线路中的设备数量和成本。
电气化铁路的优点电气化铁路相比于传统的非电气化铁路系统,拥有许多优点,包括:节能环保电气化铁路采用的是直流或交流电来供电,相比于传统的机车牵引方式,其能效更高,可以更有效地利用能源,减少能源浪费。
同时,电气化铁路的能量来源可以多样化,可以利用可再生能源如太阳能、风能等,实现更加可持续的发展。
运行效率高电气化铁路的供电方式基于电网系统,可以实现紧密的电力系统网络拓扑结构,对于铁路的运行管理和运输效率提高有着重要的作用。
此外,电气化铁路的控制系统可以更加精准地控制列车的运行速度和方向,从而提高运行效率。
减少噪声电气化铁路的列车不会产生机械摩擦或爆震等产生的噪声,且电气化铁路的线路设施和维护工作也相对较安静,减轻了城市生活的噪音污染。
提高安全性电气化铁路可以通过自动化控制、信号和通信等技术手段,来改善铁路的运营安全性。
例如,列车的自动驾驶系统可以实现更加精准的控制和监控,提高铁路运行的安全性和可靠性。
电气化铁路的缺点电气化铁路虽然有着许多优点,但也存在一些缺点,如成本、技术等。
成本电气化铁路需要投入的资金巨大,在建设和维护系统、拓展电力网络、设备安装和维修等方面都需要大量的资金投入。
技术要求高电气化铁路的建设和维护需要专业的技术人才和先进的设备和技术支持,因此成本较高,对于一些技术落后的地区或国家,难以快速开展电气化铁路建设。
电气化铁道供电基础知识培训一、概览亲爱的读者们,你们好!今天我们来聊聊关于电气化铁道供电的基础知识培训,现在我们的交通出行已经离不开铁路了,而电气化铁道作为现代交通的重要组成部分,更是发挥着不可替代的作用。
那么什么是电气化铁道供电呢?简单来说就是为电气化铁道提供电力支持,保证列车正常运行。
这项培训就是为了让大家了解并掌握这方面的基本知识。
接下来我们将为大家介绍电气化铁道供电的一些基本内容,比如电气化铁道的电源、供电系统、安全操作等等。
这些都是我们在培训中要学习的重点,相信大家通过努力学习,都能掌握这些知识,为我国的电气化铁道事业做出贡献。
让我们一起期待接下来的学习吧!1. 电气化铁道发展概况当我们谈论电气化铁道,我们不得不提的是它这几十年来的飞速发展。
电气化铁道,就像一条电力巨龙,在我们的土地上驰骋,不断改变着我们的出行方式。
你知道吗?电气化铁道已经不是新鲜事了,但它仍在不断进步,发展势头迅猛。
随着科技的飞速进步,我们的电气化铁道技术越来越成熟,运行速度越来越快,线路越来越长。
从过去到现在,电气化铁道一直在为我们的出行提供便利,让我们可以更快、更安全地到达目的地。
不仅如此电气化铁道还在不断带动周边产业的发展,像工程建设、电力供应、通信技术等等,都因它而获得了巨大的发展机会。
可以说电气化铁道的发展不仅改变了我们的出行方式,也在推动社会的进步。
看着一条条电气化铁道线路的开通,就仿佛看到了国家发展的步伐,充满了动力和活力。
那么接下来我们要走进电气化铁道的世界,深入了解它是如何供电的,有哪些基础知识我们需要掌握。
让我们一起踏上这个充满知识和乐趣的旅程吧!2. 电气化铁道供电系统的重要性电气化铁道供电系统,可以说是整个电气化铁道的“能量之源”。
咱们都知道,电气化铁道跑得快,全靠电力带。
这电力就是从供电系统里来的,它的重要性,就好比人的心脏,一刻不停跳动,为身体提供动力。
电气化铁道供电系统不仅要保证电力供应,还得保证安全、稳定。
《铁道概论》项目8电气化铁路供电电气化铁路供电是指使用电力替代传统的蒸汽或柴油机械以提供动力,使列车运行更加高效、环保和经济。
本文将对电气化铁路供电进行详细的介绍,并分析其优点、挑战和发展前景。
一、电气化铁路供电的原理和组成部分电气化铁路供电的基本原理是通过接触网和供电系统将电能输送到列车上,供给电力机车或电力动车组。
电能的输送和利用过程需要接触网、变电所、继电保护系统、配电系统和动力机车/电力动车组等多个组成部分进行协调工作。
1.接触网:接触网是电气化铁路供电系统的主要组成部分,它由架空电缆和接触线构成。
接触线通过电气连接将电能传输到机车/动车组的受电弓上,以提供动力。
2.变电所:变电所是将高压输电线路中的交流电转换为适合列车使用的直流电的设施。
变电所负责电能的转换、配电和监控等工作。
3.继电保护系统:继电保护系统用于监控和保护电气化铁路供电系统的运行。
它能够检测系统中的异常,并及时采取措施防止事故的发生。
4.配电系统:配电系统将变电所产生的电能传输到不同区段的铁路线路上,以满足列车的供电需求。
5.动力机车/电力动车组:动力机车或电力动车组是电气化铁路供电系统的最终受益者,它们通过接触线和受电弓将电能转化为机械能,驱动列车行驶。
二、电气化铁路供电的优点电气化铁路供电相比传统的蒸汽或柴油机械具有以下优点:1.节能环保:电气化铁路供电可以大大减少对化石燃料的依赖,降低对环境的污染。
采用清洁能源供电有助于减少温室气体排放,对缓解气候变化具有积极作用。
2.高效便捷:电气化铁路供电改善了列车的运行效率和可靠性。
电力驱动系统响应迅速,加速性能好,能够更好地满足列车运行的需求,同时减少了动车组的机械磨损和维护成本。
3.运行成本低:电力供电的运营成本相对较低,电力机车和电力动车组的能耗较低,维护成本相对较少。
这也有助于降低铁路运输的经营成本,提高铁路运输的竞争力。
三、电气化铁路供电面临的挑战电气化铁路供电在实施过程中也面临一些挑战:1.基础设施投资大:电气化铁路供电需要大规模的基础设施建设投资,包括接触网、变电所、配电系统等。
电气化铁道供电原理
电气化铁道牵引供电装置,又称为牵引供电系统,其系统本身没有发电设备,而是从电力系统取得电能。
目前我国一般由110kV以上的高压电力系统向牵引变电所供电。
目前牵引供电系统的供电方式有直接供电方式、BT 供电方式、AT供电方式、同轴电缆和直供加回流线供电方式四种,京沪、沪杭、浙赣都是采用的直供加回流线方式。
一、直接供电方式
直接供电方式(T—R供电)是指牵引变电所通过接触网直接向电力机车供电,及回流经钢轨及大地直接返回牵引变电所的供电方式。
这种供电方式的电路构成及结构简单,设备少,施
工及运营维修都较方便,因此造价也低。
但由于接触网在空中产生的强大磁场得不到平衡,对邻近的广播、通信干扰较大,所以一般不采用。
我国现在多采用加回流线的直接供电方式。
二、BT供电方式
所谓BT供电方式就是在牵引供电系统中加装吸流变压器(约3~4km安装一台)和回流线的供电方式。
这种供电方式由于在接触网同高度的外侧增设了一条回流线,回流线上的电流与接触网上的电流方向相反,这样大大减轻了接触网对邻近通信线路的干扰。
BT供电的电路是由牵引变电所、接触悬挂、回流线、轨道以及吸上线等组成。
由图可知,牵引变电所作为电源向接触网供电;电力机车(EL)运行于接
触网与轨道之间;吸流变压器的原边串接在接触网中,副边串接在回流线中。
吸流变压器是变比为1:1的特殊变压器。
它使流过原、副边线圈的电流相等,即接触网上的电流和回流线上的电流相等。
因此可以说是吸流变压器把经钢轨、大地回路返回变电所的电流吸引到回流线上,经回流线返回牵引变电所。
这样,回流线上的电流与接触网上的电流大小基本相等,方向却相反,故能抵消接触网产生的电磁场,从而起到防干扰作用。
以上是从理论上分析的理想情况,但实际上由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流,所以经回流线的电流总小于接触网上的电流,因此不能完全抵消接触网对通信线路的电磁感应影响。
另外,当机车位于吸流变压器附近时回流还是从轨道中流过一段距
离,至吸上线处才流向回流线,则该段回流线上的电流会小于接触网上的电流,这种情况称为“半段效应”。
此外,吸流变压器的原边线圈串接在接触网中,所以在每个吸流变压器安装处接触网必须安装电分段,这样就增加了接触网的维修工作量和事故率。
当高速大功率机车通过,该电分段时产生很大电弧,极易烧损机车受电弓和接触线。
且BT供电方式的牵引网阻抗较大,造成较大的电压和电能损失,故已很小采用。
三、AT供电方式
随着铁路电气化技术的发展,高速、大功率电力机车的投入运行,吸—回装置供电方式已不能适应需要。
各国开始采用AT供电方式。
所谓AT供电方式就是在牵引供电系统中并联自耦变压器的供电方
式。
实践证明,这种供电方式是一种既能有效地减弱接触网对邻近通信线的感应影响,又能适应高速、大功率电力机车运行的一种比较先进的供电方式。
AT供电方式的电路包括牵引变电所S、接触悬挂T、轨道R、自耦变压器AT、正馈线AF、电力机车EL 等。
牵引变电所作为电源向牵引网输送的电压为
25kV。
而接触悬挂与轨道之间的电压仍为25kV,正馈线与轨道之间的电压也是25kV。
自耦变压器是并联在接触悬挂和正馈线之间的,其中性点与钢轨(保护线)相连接。
彼此相隔一定距离(一般间距为10~16km)的自耦变压器将整个供电区段分成若干个小的区段,叫做AT区段。
从而形成了一个多网孔的复杂供电网络。
接触悬挂是去路,正馈线是回路。
接触
悬挂上的电流与正馈线上的电流大小相等,方向相反,因此其电磁感应影响可互相抵消,故对邻近的通信线有很好的防护作用。
AT供电方式与BT供电方式相比具有以下优点:
1、AT供电方式供电电压高。
AT供电方式无需提高牵引网的绝缘水平即可将牵引网的电压提高一倍。
BT供电方式牵引变电所的输出电压为27.5kV,而AT 供电方式牵引变电所的输出电压为55kV,线路电流为负载电流的一半,所以线路上的电压损失和电能损失大大减小。
2、AT供电方式防护效果好。
AT供电方式,接触悬挂上的电流与正馈线上的电流大小相等,方向相反,其电磁感应相互抵消,所以防护效果好。
并且,由于AT供电的自耦变压器是并联在接触悬挂和
正馈线间的,不象BT供电的吸流变压器,串联在接触悬挂和回流线之间,因此没有因励磁电流的存在而使原副边绕组电流不等,以及在短路时吸流变压器铁芯饱和导致防护效果很差等问题。
另外也不存在“半段效应”问题。
3、AT供电方式能适应高速大功率电力机车运行。
因AT供电方式的供电电压高、线路电流小、阻抗小(仅为BT供电方式的1/4左右)、输出功率大,使接触网有较好的电压水平,能适应高速大功率电力机车运行的要求。
另外,AT供电也不象BT供电那样,在吸流变压器处对接触网进行电分段,当高速大功率电力机车通过时产生电弧,烧坏机车受电弓滑板和接触线,对机车的高速运行和接触网和接触网的运营维修极为不利。
4、AT供电牵引变电所间距大、数量少。
由于AT供电方式的输送电压高、线路电流小、电压损失和电能损失都小,输送功率大,所以牵引变电所的距离加大为80~120km,而BT供电方式牵引变电所的间距为30~60km,因此牵引变电所的距离大大减少,同时运营管理人员也相应减少,那么,建设投资和运营管理费用都会减少。
四、同轴电缆供电方式
同轴电力电缆供电方式(简称CC供电方式),是一种新型的供电方式,它的同轴电力电缆沿铁路线路埋设,内部芯线作为供电线与接触网连接,外部导体作为回流线与钢轨连接。
每隔5~10km作一个分段。
由于供电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。
由于同轴电力电缆的阻抗比接触网和钢轨的阻抗小得多,因此牵引电流和回流几乎全部经由同轴电力电缆中流过。
同时由于电缆芯线与外层导体电流大小相等,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。
由于电路阻抗小,因而供电距离长。
但由于同轴电力电缆造价高、投资大,很少采用。
五、直供加回流线供电方式
直供加回流线供电方式结构比较简单。
这种供电方式由于在接触网同高度的外侧增设了一条回流线,回流线上的电流与接触网上的电流方向相反,这样大大减轻了接触网对邻近通信线路的干扰。
与直供方式比较,能对沿线通信防干扰;比BT供电减少了BT装置,既减少了建设投资,又便于维修。
与AT供
电方式比较,减少了AT所和沿线架设的正馈线,不仅减少了投资,还便于接触网维修。
所以自大秦线以后的电气化铁道,基本都采用这种方式。
我段所管辖的京沪、沪昆都采用这种供电方式。
直供加回流线供电方式的原理如下图所示。
六、牵引变电所向接触网供电有单边供电和双边供电两种方式。
接触网在牵引变电所处及相邻的两个变电所中央是断开的,将两个牵引变电所之间的接触网分成两独立的供电分区,又叫供电臂。
每个供电臂只从一端的牵引变电所获得电能的供电方式称为单边供电。
每个供电臂同时从两侧变电所获得电能的供电方式称为双边供电。
双边供电可提高供电质量,减少线路损耗,但继电保护等技术存在问题。
所以我国及多数国家均采用
单边供电。
但在事故情况下,位于两变电所之间的分区亭可将两个供电臂连接进来,实行越区供电,越区供电是在非常状态下采用的,因供电距离过长,难以保证末端的电压质量,所以只是一种临时应急措施,并且在实行越区供电时,应校核供电末端的电压水平是否符合要求。
在复线区段同一供电臂上、下行接触网接的是同相电,但在牵引变电所及分区亭内设有开关装置,可将上、下行接触网连通,实行并联供电,以减小线路阻抗,降低电压损失和电能损失,提高接触网的电压水平。
在事故情况下,又可将上、下行接触网分开,互不影响,使供电更加灵活可靠。
牵引变电所馈电线馈出的两供电臂上的电压是不同相位的。
为了减少对电力系统的不平衡影响,各牵
引变电所要采用换连接,不同相位的接触网间要设置电分相装置。
为了灵活供电和缩小事故范围,便于检修,接触网还设置了许多电分段装置。