电气化铁道供电系统

电气化铁道供电系统新技术的发展电气化铁道供电系统是现代铁路运输中至关重要的一环，它保障了列车的正常运行，成为现代化铁路运输的基础设施之一。

随着科技的不断进步和社会的发展，电气化铁道供电系统也在不断进行着新技术的研发和应用。

本文将围绕电气化铁道供电系统新技术的发展进行探讨，并分析其对铁路运输的影响和意义。

一、传统电气化铁道供电系统存在的问题传统的电气化铁道供电系统多采用单相交流供电的方式，存在着供电不稳定、能源浪费、运行成本高等问题。

一方面，由于单相交流供电的特性，当列车在运行过程中通过区间线路时，供电系统无法实现完全的隔离，容易出现电流波动等问题，影响列车的运行安全性；传统供电系统在能源利用方面存在不少问题，能源利用率低，存在大量的能源浪费现象；传统供电系统的运行成本也比较高，维护、管理费用居高不下。

二、新技术的应用为了解决传统电气化铁道供电系统存在的问题，国内外的研究人员和企业纷纷开展了新技术的研发和应用，取得了一系列的科研成果，并在实际的工程项目中进行了应用。

具体而言，新技术主要包括以下几个方面：1. 高压直流供电技术高压直流供电技术被认为是未来电气化铁道供电系统的发展趋势之一。

相对于传统的交流供电系统，高压直流供电系统具有输电损耗小、供电稳定等优点。

近年来，中国正大力发展高铁路网，为了满足其对电气化技术的需求，高压直流供电技术已经在诸多高铁项目中得到了广泛的应用，是国内外铁道领域的一个热门研究课题。

2. 智能化监测技术随着信息技术的不断进步，智能化监测技术在电气化铁道供电系统中的应用越来越广泛。

通过网络传感器等技术手段，可以实时监测供电系统的运行状态和故障情况，使得维护人员可以及时发现并处理问题，提高了供电系统的运行效率和安全性。

3. 新型供电设备除了高压直流供电技术和智能化监测技术外，新型的供电设备也在电气化铁道供电系统中得到了应用，如柔性直流输电技术、换流器技术等，这些新型设备不仅能够提高供电系统的稳定性和能源利用率，还能降低系统的运行成本。

电气化铁道主要供电方式
电气化铁道的主要供电方式通常有以下几种：
1.架空线供电（Overhead Line Electrification）：这是最常见的
供电方式，也称为接触网供电。

在架空线供电系统中，铁道上方架设一条称为接触网的电线，电动列车通过集电装置与接触网接触，从而获取所需的电能。

接触网将高压直流（DC）或交流（AC）电源通过变电站供应到铁道上，以满足列车运行的电力需求。

2.第三轨供电（Third Rail Electrification）：在第三轨供电系统
中，铁道旁边或中间安装一条额外的供电轨道，称为第三轨。

电动列车通过集电装置与第三轨接触，从而获得所需的电能。

第三轨通常使用直流供电，但也有一些使用交流供电的系统。

3.混合供电方式：某些铁路系统采用混合供电方式，同时使
用架空线和第三轨供电。

这种方式通常用于铁路线路的不同区段或分支线路，以适应不同的运行要求和设备技术。

不同地区和铁路系统可能采用不同的主要供电方式，其中选用的供电方式取决于多个因素，包括成本、技术要求、环境影响以及安全性等考虑。

另外，电气化铁道的供电方式也在不断发展和创新，例如可再生能源和蓄电池技术的引入，以提高能源效率和减少环境影响。

铁路知识考试：电气化铁道供电系统（三）1、问答题电器散热的基本方式有哪些？正确答案：传导、对流与辐射。

2、问答题铁路车辆是由哪几部分组成的？正确答案：车体、车底架、走行部、车钩缓冲装置和制动装置五个部分组成。

3（江南博哥）、问答题牵引回路中的地中电流是如何分布的？正确答案：在交流牵引网中，接近轨道的地中电流密度大，远离轨道的地中电流密度小，大量地中电流不是沿轨道流回变电所，而经接地网流回。

4、问答题请简要说明负序电流对继电保护的影响。

正确答案：负序电流容易使电力系统中以负序分量起动的继电保护及自动装置误动作，从而增加保护的复杂性。

5、判断题我国电气化铁道牵引变电所由国家区域电网供电。

正确答案：对6、问答题全波整流与半波整流相比有何优点？正确答案：输出电压的脉动程度比半波小；由于两个半波的电流方向相反，数值相等，因而没有半波电路中的直流磁化问题；变压器的利用率高。

7、填空题变压器具有过负荷能力：是在保证变压器（）寿命的前提下，可以带超过额定值的负荷运行一段时间.而不损害变压器的正常使用期限的能力。

正确答案：正常8、问答题电容的投入与退出有哪些规定？正确答案：电容器的投入与退出必须根据系统的无功分布以及电压情况来决定。

此外，当母线电压超过电容额定电压的1.1倍，电流超过额定电流的1.3倍时，根据厂家规定应将电容器退出运行。

9、问答题全密封式储油柜有何优点？正确答案：当环境温度和变压器负荷发生变化而使油箱内油体积发生胀缩时，可在连到油箱顶上储油柜内进行，而隔膜式储油柜利用隔膜将油和大气隔离，使油和空气不直接接触，防止油的氧化和吸收水份，提高了变压器油的绝缘性能，增加变压器的使用寿命。

10、问答题逆变电路是如何分类的？正确答案：分为有源逆变和无源逆变两种。

11、填空题我国电气化铁道牵引变电所由国家（）电网供电。

正确答案：区域12、问答题请简述电气化铁道牵引供电系统的基本要求。

正确答案：电气化铁道供电系统基本要求是：（1）保证向电气化铁路安全、可靠、不间断地供电；（2）提高供电质量，保证必须的电压水平；（3）提高功率因数，减少电能损失，降低工程投资和运营费用；（4）尽量减少单相牵引负荷在电力系统中引起的负序电流、负序电压和高次谐波的影响；（5）尽量减小对邻近的通信线路的干扰影响。

试析电气化铁道供电系统负序电流背景电气化铁路交通系统是采用供电设备送电，以铁路轨道作为输电线路，将交流电能直接输送给电气化牵引网上的电气化列车，从而完成对列车的牵引或制动等动力控制，提高铁路运输效率和运输能力。

电气化铁路交通系统中，供电系统是起着重要作用的部分，它提供了牵引网所需的电能。

供电系统由变电所、配电站、接触网、牵引变流器等组成。

而供电系统中存在一种被称为负序电流的电流现象，这种电流对供电系统会造成一定的影响，需要进行科学地分析。

什么是负序电流？负序电流指的是在三相电力系统中，对于一个相位的电流，如果其由负序电压引起，将产生一个正序电流外加两个负序电流的幅值相等的电流。

这些电流组成了负序电流。

在电气化铁道供电系统中，由于接触网与地之间会产生一定的感应，使得接触网上会存在一定程度的对地相抗，这样就会形成一个带电体。

当电气化铁道正常使用时，负序电压将从带电体到地之间流动，从而形成一定程度的电流。

负序电流的影响电气化铁道中的负序电流具有一定的影响，主要有以下几点：电气设备加热由于负序电流会对电气设备进行加热，使得设备的工作温度升高。

如果负序电流过大，会导致设备过热甚至损坏。

电气设备寿命降低在供电系统中，任何设备都具有寿命限制。

如果负序电流过大，将会使得设备的寿命缩短，降低设备的使用寿命，增加设备的更换成本。

系统电能损耗由于负序电流的存在，电气设备会在通电时产生一定的电能损耗，从而造成系统总电能损耗的增加，对系统能耗优化造成一定的障碍。

远方点短路负序电流若过大，将会使远方点发生短路，从而进一步影响电气化铁道的运行安全。

处理负序电流的方法若要降低电气化铁道供电系统中的负序电流对设备的影响，需采用相应的措施进行处理。

提高设备的抗负荷能力为了应对负序电流对设备的影响，可通过提高设备的抗负荷能力来减轻影响。

提高抗负荷能力可采取增加设备的容量、降低设备的损耗、或根据实际情况对系统进行优化等措施。

尽量减小负序电流的发生负序电流的发生是由于接触网与地之间产生的感应而导致的，因此尽可能减小负序电流的发生也是有效的处理方法。

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器一次绕组,其二次绕组没有电流流通,因此牵引网按直接供电方式运行,到达BT处后,吸流变压器一次绕组有牵引电流流过,牵引回流被迫由钢轨逆行至远离电源侧的吸上线进入回流线,再经吸流变压器二次绕组返回牵引变电所,使牵引网阻抗大增;图的曲线是机车由牵引变电所出发在不同位置时的牵引网总阻抗;图中曲线是供电方式长回路牵引网阻抗,即牵引负荷全程流经接触网和回流线时的阻抗,相当于机车位于吸上线处的牵引网阻抗;牵引网阻抗通常较直接供电方式大;BT供电方式牵引网阻抗图1—直接供电方式牵引网阻抗；2—BT供电方式长回路牵引网阻抗；3—列车由牵引母线侧运行至末端牵引网阻抗变化;3、自耦变压器AT供电方式采用AT供电方式时,牵引变电所主变输出电压为55kV,经AT自耦变压器,变比2:1向接触网供电,一端接接触网,另一端接正馈线简称AF线,亦架在田野侧,与接触悬挂等高,其中点抽头则与钢轨相连;AF线的作用同BT供电方式中的NF线一样,起到防干扰功能,但效果较前者为好;此外,在AF线下方还架有一条保护PW线,当接触网绝缘破坏时起到保护跳闸作用,同时亦兼有防干扰及防雷效果;显然,AT供电方式接触网结构也比较复杂,田野侧挂有两组附加导线,AF线电压与接触网电压相等,PW线也有一定电位约几百伏,增加故障几率;当接触网发生故障,尤其是断杆事故时,更是麻烦,抢修恢复困难,对运输干扰极大;但由于牵引变电所馈出电压高,所间距可增加一倍,并可适当提高末端网压,在电力系统网络比较薄弱的地区有其优越性;4、直供+回流DN供电方式这种供电方式实际上就是带回流线的直接供电方式,NF线每隔一定距离与钢轨相连,既起到防干扰作用,又兼有PW线特性;由于没有吸流变压器,改善了网压,接触网结构简单可靠;近年来得到广泛应用;综上所述,早期电气化铁路均采用直接供电方式,为避免和减少对外部环境的电磁干扰,研发了BT、AT和DN供电方式,就防护效果来看,AT方式优于BT和DN方式,就接触网的结构性能来讲,DN方式最为简单可靠;随着通信技术的快速发展,光缆的普遍应用,通信设施及无线电装置自身的防干扰性能大为增强,考虑到接触网的运行可靠性对电气化铁路的安全运行至关重要,所以通常认为,一般情况下DN供电方式为首选,在电力系统比较薄弱的地区,经过经济技术比较,可采用AT供电方式,BT供电方式则尽量少采用或不采用;本人认为,这是近三十年来我国电气化铁路供电方式发展和应用的实践过程中总结出来的普遍看法,同样也要接受今后的实践检验,不断总结提高;AT供电方式的优缺点优点：它无需提高牵引网的绝缘强度即可将供电电压提高一倍;在相同的牵引负荷条件下,接触悬挂和正馈线中的电流大致可减少一半;AT供电方式牵引网单位阻抗约为BT供电方式牵引网单位阻抗的1/4左右;从而提高了牵引网的供电能力,大大减小了牵引网的电压损失和电能损失;牵引变电所的间距可增大到90-100KM,不但变电所需要数量可以减少,而且相应的外部高压输电线数量也可以减少,还有利于选择既便利运营管理又缩短外部高压输电线长度的变电所位置;由于AT供电方式无需在AT处将接触悬挂进行电分段,故当牵引重载列车运行的高速度、大电流电力机车通过AT处时,受电弓上不会发生强烈拉弧,能满足高速、重载列车运输的需要;同时,AT供电方式对附近通信线路的综合防护效果要优于BT供电方式;缺点：构造比较复杂;在开闭所、分区所、AT所以及主变压器副边中性点不接地的牵引变电所都设置自藕变压器等;牵引网中除了接触悬挂和正馈线之外,还有保护线PW、横向联接线、辅助联接、放电器等,所以,AT供电方式的工程投资要大于BT;相应的施工、维修和运行也比其他供电方式的工程投资要大;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,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;。

电气化铁道供电系统新技术的发展电气化铁道供电系统是指通过电力来为铁路交通提供动力和照明等所需的能源。

随着科技的不断发展和进步，电气化铁道供电系统的新技术也在不断涌现和应用，为铁路交通带来了诸多便利和安全。

一、无人值守供电系统传统的电气化铁道供电系统需要人工对供电设备进行定期检查和维护，而现在新兴的无人值守供电系统为我们解决了这个难题。

无人值守供电系统利用先进的传感技术和通信技术，可以实现对供电系统的远程监控和故障诊断，并可以通过自动化系统进行相应的处理和维修，不再需要人工介入。

这不仅提高了供电系统的安全性和可靠性，还节省了大量的人力成本，为铁路交通的运行提供了更好的保障。

二、智能化供电系统智能化供电系统是利用先进的计算机技术和人工智能技术来实现对供电系统的智能管理和优化控制。

智能化供电系统可以通过对铁路交通运行数据的分析和处理，实现对供电系统的实时监测和调控，以最大限度地提高供电系统的效率和稳定性。

智能化供电系统还可以根据铁路交通的实际运行情况进行智能化的供电调度，使供电系统更加符合实际需求，从而提高铁路交通的运行效率和安全性。

三、新能源供电系统随着能源问题的日益凸显，新能源供电系统也逐渐成为了电气化铁道供电系统的发展方向之一。

新能源供电系统主要利用太阳能、风能等清洁能源来为铁路交通提供电力，不仅可以减少对传统能源的依赖，还可以降低供电系统的运行成本和环境污染。

目前，一些国家已经开始在铁路交通中应用新能源供电系统，并取得了一些积极的成效，相信随着技术的不断发展和完善，新能源供电系统将会在未来得到更广泛的应用。

四、高效节能供电系统高效节能供电系统是指利用先进的供电技术和设备来实现对供电系统的高效能利用和节能减排。

高效节能供电系统主要包括高效节能变电设备、智能化调度系统、高效能利用设备等，通过提高供电设备的效率和减少能源的浪费，实现对供电系统的节能环保。

高效节能供电系统的应用不仅可以降低铁路交通的能源消耗和成本，还可以减少对环境的影响，为可持续发展和绿色铁路交通做出积极贡献。

论电气化铁路的供电系统电气化铁路是以电能作为牵引动力的一种现代化交通运输工具，由于它的牵引动力是电能，所以又称电力牵引，它与蒸汽牵引和内燃牵引不同的地方是电力机车（或电动车组）本身不带能源必须由外部供给电能。

1 牵引供电系统牵引供电系统主要包括牵引变电所和牵引网两部分，而牵引网又由馈电线、接触网、轨道回路和回流线组成。

牵引变电所是电气化铁路供电系统的心脏，在采用单相工频交流制时，它的主要功能是变压和变相，它将电力系统输送来的高压110kv或220kv变成电力牵引所需要的电压并将电力系统输送来的三相电变成电力牵引相适应的单相电，在采用单相低频交流制式时，还要进行变频，如25hz，对于直流电气化铁路还要进行整流，把交流电变成相应电压的直流电，我国电气化铁路采用的是单相工频交流制，其频率与工业企业使用的电源频率是一致的，都是50 hz，在使用国家电力系统电能时无需变换频率。

牵引变电所是沿电气化铁路设置的，根据牵引变电所及电力系统的发电厂和区域变电所的位置，以及高压输电线路对牵引变电所的引入方式，牵引变电所可分为中间变电所，中心变电所，和终端变电所，为了保证供电的可靠性，牵引变电所通常应由两个相互独立电源供电，或者由一个电源由两个回路的输电线路供电，以便当一个回路输电线路检修或故障时，由另一回路输电线路完成全部输电任务。

2 电力机车和电动车组电力机车和电动车组是靠电能驱动运行的机车车辆，电力机车由机械部分、电气部分和空气管路系统三部分组成，它的机械部分和空气管路系统基本上与内燃机车相同，机械部分主要包括机车车体和走行部分，空气管路系统主要包括制动气路系统和辅助气路系统。

而电气部分主要包括受电弓，主断路器、牵引变压器、整流硅机组、平波电抗器、牵引电动机和制动电阻柜等。

为了保证电力机车的正常运行机车上装有许多辅助电气设备，如电动压缩机组，电动通风机组、电动油泵机组等。

机车上装有许多控制电器，如司机控制器、按钮开关、接触器等，通过它们来控制机车上各种电气设备，实现机车的起动、调速、反向、运行和进行电阻制动。

、解答题1.请简述电气化铁路的优越性●重载、高速、运输能力大；●节约能源，综合利用能源；●经济效益高；●绿色环保，劳动条件好；●有利于铁路沿线实现电气化。

2.请简述电气化铁路存在的问题●造成电力网的负序电流和负序电压，产生高次谐波及功率因数低等；●一次投资大；●对通信线路有干扰；●接触网检修需要开“天窗”。

3.请简述电气化铁道牵引供电系统的基本要求电气化铁道供电系统基本要求是：(1)保证向电气化铁路安全、可靠、不间断地供电;(2)提高供电质量,保证必须的电压水平;(3)提高功率因数,减少电能损失,降低工程投资和运营费用;(4)尽量减少单相牵引负荷在电力系统中引起的负序电流、负序电压和高次谐波的影响; (5)尽量减小对邻近的通信线路的干扰影响。

1．牵引变电所一次侧(电源侧)的供电方式,可分为（一边）供电、两边供电和环形供电.2．牵引变电所一次侧(电源侧)的供电方式,可分为一边供电、（两边）供电和环形供电.3．牵引变电所一次侧(电源侧)的供电方式,可分为一边供电、两边供电和（环形）供电.4．电力牵引接牵引网供电电流的种类可分为：（直流）制、低频单相交流制和工频单相交流制。

5．电力牵引接牵引网供电电流的种类可分为：直流制、（低频）单相交流制和工频单相交流制。

6．电力牵引接牵引网供电电流的种类可分为：直流制、低频单相交流制和（工频）单相交流制。

7．电气化铁道牵引供电系统的高压进线供电方式中两边供电方式为：牵引变电所的电能由电力系统（电网）中（两个）方向的发电厂送电。

8．电气化铁道牵引供电系统的高压进线供电方式中（两边）供电方式为：牵引变电所的电能由电力系统（电网）中两个方向的发电厂送电。

9．电气化铁道牵引供电系统的高压（进线）供电方式中两边供电方式为：牵引变电所的电能由电力系统（电网）中两个方向的发电厂送电。

10．单相结线牵引变电所的优点之一是：（主接线）简单，故障少，设备少，占地面积小，投资省等。

11．单相结线牵引变电所的优点之一是：主接线简单，故障少，设备少，占地面积（小），投资省等。

电气化铁道牵引供电系统是铁路运输系统中不可或缺的组成部分，其主要功能是为铁路牵引动力提供电能。

该系统的组成主要包括接触网、供电系统、牵引供电设备等几个方面。

1.接触网：接触网是电气化铁道牵引供电系统中最重要的部分之一。

它由电气化铁道沿线的两根悬挂在架空的导线组成，这两根导线之间对应着电气化铁道的两条轨道。

在接触网系统中，导线与运行中的列车之间通过受电弓来实现电能的传输。

受电弓是列车上的一个导电接触器，它与接触网的导线之间形成一个电气连接，从而实现了列车对接触网的电能获取。

2.供电系统：供电系统是电气化铁道牵引供电系统的另一个关键组成部分。

它主要负责为接触网系统提供稳定的电能。

供电系统一般由发电站、变电站和电缆线路等部分组成。

发电站负责发电，将电能送至变电站。

变电站将来自发电站的高压交流电能转化为适合接触网使用的额定电压，然后通过电缆线路输送至各个区段的接触全球信息站。

3.牵引供电设备：除了接触网和供电系统，电气化铁道牵引供电系统还包括了一些专门的牵引供电设备。

这些设备包括牵引变流器、牵引电动机、牵引逆变器等。

牵引变流器是用来将接触全球信息站的交流电能转化为适合牵引驱动装置使用的直流电能的设备。

牵引电动机则是用来提供列车牵引动力的设备，它将电能转化为机械能，从而推动列车行驶。

牵引逆变器则是将列车上的电能转化为适合送回接触网的电能的设备，它可以实现对列车制动时的能量回馈。

在电气化铁道牵引供电系统中，这些不同的组成部分相互配合，共同保障了铁路运输的电能供应和牵引动力输出。

通过接触网、供电系统和牵引供电设备的协同作用，电气化铁道牵引供电系统为铁路运输提供了高效、稳定的电能支持，为铁路运输的安全、高速、高效发挥了重要作用。

电气化铁道的牵引供电系统是现代铁路运输中不可或缺的一部分，它的完备与否直接影响着铁路运输的安全性、可靠性和效率。

接触网、供电系统和牵引供电设备是构成电气化铁道牵引供电系统的关键要素，下面将就这些要素做进一步的深入扩写。

论电气化铁路的供电系统电气化铁路是以电能作为牵引动力的一种现代化交通运输工具，由于它的牵引动力是电能，所以又称电力牵引，它与蒸汽牵引和内燃牵引不同的地方是电力机车（或电动车组）本身不带能源必须由外部供给电能。

1 牵引供电系统牵引供电系统主要包括牵引变电所和牵引网两部分，而牵引网又由馈电线、接触网、轨道回路和回流线组成。

牵引变电所是电气化铁路供电系统的心脏，在采用单相工频交流制时，它的主要功能是变压和变相，它将电力系统输送来的高压110KV或220KV变成电力牵引所需要的电压并将电力系统输送来的三相电变成电力牵引相适应的单相电，在采用单相低频交流制式时，还要进行变频，如25HZ，对于直流电气化铁路还要进行整流，把交流电变成相应电压的直流电，我国电气化铁路采用的是单相工频交流制，其频率与工业企业使用的电源频率是一致的，都是50 HZ，在使用国家电力系统电能时无需变换频率。

牵引变电所是沿电气化铁路设置的，根据牵引变电所及电力系统的发电厂和区域变电所的位置，以及高压输电线路对牵引变电所的引入方式，牵引变电所可分为中间变电所，中心变电所，和终端变电所，为了保证供电的可靠性，牵引变电所通常应由两个相互独立电源供电，或者由一个电源由两个回路的输电线路供电，以便当一个回路输电线路检修或故障时，由另一回路输电线路完成全部输电任务。

2 电力机车和电动车组电力机车和电动车组是靠电能驱动运行的机车车辆，电力机车由机械部分、电气部分和空气管路系统三部分组成，它的机械部分和空气管路系统基本上与内燃机车相同，机械部分主要包括机车车体和走行部分，空气管路系统主要包括制动气路系统和辅助气路系统。

而电气部分主要包括受电弓，主断路器、牵引变压器、整流硅机组、平波电抗器、牵引电动机和制动电阻柜等。

为了保证电力机车的正常运行机车上装有许多辅助电气设备，如电动压缩机组，电动通风机组、电动油泵机组等。

机车上装有许多控制电器，如司机控制器、按钮开关、接触器等，通过它们来控制机车上各种电气设备，实现机车的起动、调速、反向、运行和进行电阻制动。

铁路知识考试：电气化铁道供电系统考点1、判断题单链形悬挂的单线牵引网比简单悬挂相比多了一条承力索。

正确答案：对2、问答题牵引变电所装设的测量表计，按其功能可分哪两类？正确答案：（1）对各种电气设备的运行状况或供（江南博哥）电质量进行监视性的测量。

如电压表、电流表、功率因数表等。

（2）对变电所供电运行要求的各种经济性指标，所进行的计量性的测量，如有功、无功电度表，以及主变压器的铜损，铁损表计等。

3、问答题牵引供电系统是由哪几个部分组成？正确答案：牵引供电系统是由牵引变电所、接触网、馈电线、轨道、回流线等几部分构成。

4、问答题操作电源直流系统正、负极接地对运行有什么危害？正确答案：直流正极接地有可能造成保护误动作。

因为一般跳闸线圈（如TQ、BCJ等）均接负电源端为固定结线，若这些回路再发生接地或绝缘不良就引起保护误动作。

直流负极接地有可能造成保护拒动或开关拒动，使开关越级跳闸，扩大事故。

因为两点接地将分闸或合闸回路短路，这时还可能烧坏继电器的接点。

5、问答题接触线补偿下锚的目的何在？正确答案：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。

6、问答题什么是二次回路导线编号的“等电位原则”？正确答案：二次回路导线编号标记方法应遵循“等电位原则”，亦即在同一电位上的不同分支导线均标记同一数字代号，而在回路中具有电位差导的不同段导线则标记不同的数字代号。

7、问答题用消弧线圈对电容电流的补偿有哪几种形式，哪一种最好？正确答案：可以有三种补偿方式：完全补偿、欠补偿、过补偿。

完全补偿是使电感电流IL和电容电流IC相等，接地处的电流为零。

负补偿是指IL〈IC，接地处仍有未被补偿的容性接地电流，但其数值已在允许值以下。

过补偿是指IL〉IC，接地处有超过原接地电容电流值的电感电流流通，其数值也在允许值以下。

习惯上多采用补偿方式运行，因为这样可以避免系统中可能发生的电压振荡。

考虑到过补偿的要求，消弧线圈需要留有75%的裕度，按此裕度所决定的消弧线圈的容量为：Qxn=1.25IcUxg（千乏）其中：IC-该系统单相接地时的接地电容电流，安；Uxg一系统的工作电压，千伏。

电气化铁道的认识一、电气化铁道概述电气化铁道，简称电气化铁路，是指经由电力机车或动车组等电力牵引的铁路。

电气化铁道的功能由其牵引供电系统、电力机车和信号控制系统三者共同完成。

电气化铁道包括两个主要组成部分：一个是牵引供电系统，另一个是电气机车。

牵引供电系统由牵引变电所和馈电线组成，负责将电能转化为适用于机车的能源。

电力机车是实际应用电能牵引运行的机车，包括地铁、轻轨、有轨电车等。

二、牵引供电系统牵引供电系统是电气化铁道的能源部分，负责将电能供给电力机车。

它主要包括牵引变电所和馈电线，牵引变电所将电力系统的高电压转换成适合机车运行的低电压，馈电线则将电能传送到电力机车的电机上。

三、电力机车电力机车是一种使用电能作为牵引动力的机车，通常通过接触网或第三轨获取电能。

电力机车具有功率大、运行速度快、运行平稳、环保等优点，是现代铁路运输的重要组成部分。

四、信号与控制系统信号与控制系统是电气化铁道的指挥系统，负责列车的运行控制和信号传递。

它主要由信号设备、联锁设备和集中控制系统组成，保障列车安全、有序的运行。

五、线路与桥梁电气化铁道的线路与桥梁是其基础结构，需要承受列车的重量和运行时的振动。

线路与桥梁的设计和建设必须满足安全、稳定、耐久等要求。

六、通信与调度通信与调度系统是电气化铁道的神经中枢，负责列车运行的控制和协调。

它主要由通信设备和调度设备组成，保障列车运行过程中的信息传递和调度指令的准确执行。

七、环境保护与安全防护电气化铁道在建设和运营过程中，必须重视环境保护和安全防护工作。

对于产生的噪音、振动、电磁辐射等影响，需要进行有效的控制和处理。

同时，需要加强安全防护措施，确保乘客和工作人员的安全。

电气化铁道供电专业介绍电气化铁道供电专业是指负责铁路系统供电系统的设计、建设、运维和管理的专业领域。

随着现代交通运输的发展，电气化铁道供电系统已经成为现代铁路系统的重要组成部分。

本文将从供电系统的概念、发展历程、工作原理、设备组成以及未来发展趋势等方面对电气化铁道供电专业进行介绍。

一、供电系统的概念供电系统是指为铁道运输提供所需电能的系统。

在电气化铁道中，供电系统起到向列车提供动力能源的作用，它不仅能够为列车牵引提供电能，还能为列车的照明、空调、信号系统等提供所需电力。

二、发展历程电气化铁道供电系统的发展可以追溯到19世纪末20世纪初，最早的电气化铁道出现在欧洲。

随着科技的进步和电力技术的发展，电气化铁道供电系统逐渐成熟并得到广泛应用。

目前，电气化铁道已经在世界范围内得到广泛推广和应用。

三、工作原理电气化铁道供电系统主要由供电变电所、接触网、牵引变压器、牵引网和列车等组成。

供电变电所将高压交流电转换为适合列车牵引的直流电，然后通过接触网和牵引网将电能传输到列车上，最终由列车上的牵引装置将电能转化为机械能，驱动列车运行。

四、设备组成1. 供电变电所：负责将电力系统的高压交流电转换为适合铁路牵引的直流电，并进行分配和调度。

2. 接触网：安装在铁路线路上方，通过接触网与列车上的受电弓接触，将电能传输到列车。

3. 牵引变压器：将供电变电所输出的直流电转换为适合列车牵引的低压直流电。

4. 牵引网：安装在列车车顶，通过接触网与列车上的受电弓接触，将电能传输到列车上。

5. 列车：通过牵引装置将电能转化为机械能，驱动列车运行。

五、未来发展趋势随着科技的不断进步和社会的发展需求，电气化铁道供电系统也在不断创新和发展。

未来的电气化铁道供电系统将更加智能化、高效化和可持续化。

例如，采用新型的智能变电站和能量回馈技术，可以提高供电系统的稳定性和能源利用效率。

此外，还可以采用新能源技术，如太阳能和风能等，来提供更加清洁和环保的能源供应。

电气化铁道供电系统新技术的发展电气化铁道供电系统是铁路运输中的重要部分，它直接关系到列车的运行和安全。

随着科技的不断发展，电气化铁道供电系统的新技术也在不断涌现，为铁路运输带来了更高效、更安全的运行方式。

本文将探讨电气化铁道供电系统新技术的发展。

一、无人驾驶技术在电气化铁道供电系统中的应用随着人工智能和自动化技术的迅速发展，无人驾驶技术被广泛应用于铁路运输系统中。

在电气化铁道供电系统中，无人驾驶技术可以实现列车的自动控制和运行，大大提高了铁路运输的安全性和效率。

无人驾驶技术还可以减少人为因素对供电系统的影响，降低事故发生的概率，为铁路运输保驾护航。

二、新型供电设备技术的应用随着电气化铁道供电系统的不断发展，新型供电设备技术也应运而生。

新型变电设备可以更加精准地实现对列车的供电，并且具有更高的效率和稳定性。

新型供电设备技术还可以实现对铁路线路的智能监测和管理，及时发现问题并进行处理，提高了供电系统的可靠性和安全性。

三、能源节约与环保技术的应用在电气化铁道供电系统中，能源节约和环保一直是一个重要的课题。

近年来，随着新能源技术的不断发展，一些新型的能源节约与环保技术也被应用到了供电系统中。

太阳能供电技术可以通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，为供电系统提供清洁、可再生的能源。

一些新型的节能设备也被广泛应用于供电系统中，如高效节能的变频调速设备、能耗监测与管理系统等。

这些新技术的应用不仅可以提高供电系统的能源利用效率，还可以降低对环境的影响，实现可持续发展。

四、智能化系统的发展智能化系统是近年来供电系统发展的一个重要方向。

通过对供电系统进行智能化改造，可以实现对供电、调度、监控等方面的全面优化。

智能化系统可以通过大数据分析和人工智能技术，实时监测供电系统的运行状态，并做出相应的调整和优化。

智能化系统还可以实现对列车的实时跟踪和预测，提高了铁路运输的安全性和准时率。

随着智能化技术的不断发展，供电系统将迎来更加智能化、便捷化的发展方向。

第十二讲习题一.判断题1. 电能损失计算可采用的平均运量法3000万吨以上时，误差小。

（ √ ）2. 电能损失计算可采用的平均运量法3000万吨以上时，误差大。

（ × ）3. 双线区段供电臂牵引网电能损失计算，一般采用平均运量法。

（ √ ）4. 双线区段供电臂牵引网电能损失计算，一般采用概率统计法。

（ × ）二．填空题1. 电气化铁路供电系统的电能损失包括：● （ 牵引网 ）的电能损失● 牵引变电所的电能损失2. 电气化铁路供电系统的电能损失包括：● 牵引网的电能损失● 牵引（ 变电所 ）的电能损失3. 电气化铁路供电系统的电能损失包括：● 牵引网的电能损失● 牵引变电所的（ 电能 ）损失4.单线区段牵引网当供电臂有1个区间时,概率统计法的电能损失计算公式为：( )5.单线区段牵引网平均运量法的电能损失计算公式为：( )6.单线区段牵引网当供电臂有2个区间时,概率统计法的电能损失计算公式为：( )三. 计算题1. 已知双线电气化铁路，一牵引变电所供电的两供电臂及牵引计算所得相关数据，如p130 图5－4所示。

牵引网采用直接供电方式，接触网采用单链形悬挂，左右接触网完全相同，其等值单位自阻抗和等值单位互阻抗分别为： 。

求：接触网并联供电情况下左侧供电臂的电能损失。

答案：90.9 (104kWh/a)2. 已知双线电气化铁路，一牵引变电所供电的两供电臂及牵引计算所得相关数据，如p130 图5－4所示。

牵引网采用直接供电方式，接触网采用单链形悬挂，左右接触网完全相同，其等值单位自阻抗和等值单位互阻抗分别为： 。

求：接触网并联供电情况下右侧供电臂的电能损失。

答案：95.4 (104kWh/a)3. 已知双线电气化铁路，一牵引变电所供电的两供电臂及牵引计算所得相关数据，如p130 图5－4所示。

牵引网采用直接供电方式，接触网采用单链形悬挂，左右接触网完全相同，其等值单位自阻抗和等值单位互阻抗分别为： 。