铁道牵引供电系统综述(1)

牵引供电系统牵引供电是指拖动车辆运输所需电能的供电形式。

例如城市电车、城市地下铁道、工厂矿山的电力交通运输供电等，都可称为牵引供电。

电气化铁道供电，因其用电量大、分布广，因而形成相对独立于电力系统的电气化铁道牵引供电系统。

统。

一、牵引供电系统的电流制一、牵引供电系统的电流制工频单相27.5KV 交流牵引供电系统主要由牵引变电所和牵引网两部分组成。

成。

其主要作用是从电力系统取得电能，其主要作用是从电力系统取得电能，其主要作用是从电力系统取得电能，并送给沿铁路线运行的电力机车。

并送给沿铁路线运行的电力机车。

并送给沿铁路线运行的电力机车。

牵引牵引供电系统的构成可用图1一2所示的示意图说明。

所示的示意图说明。

（一）一次供电网络（一）一次供电网络 一次供电网络是指直接向牵引变电所供电的地区变电所（或发电厂）及高压输电线路。

输电线路一般分为两路，电压为110 kV 。

近年来，也有采用220 kV 的，相比之下，后者电源的可靠性和稳定性等技术指标相对较高。

上述高压输电线路虽然专门用于牵引供电，上述高压输电线路虽然专门用于牵引供电，但由国家电力部门修建并管理，但由国家电力部门修建并管理，并以牵引变电所的110 kV 进线门形架为分界点。

进线门形架为分界点。

（二）牵引变电所（二）牵引变电所牵引变电所的作用是降压，并将三相电源转换成两个单相电源，然后通过馈电线分别供电给牵引变电所两侧的接触网。

（三）牵引网（三）牵引网牵引网是由馈电线、接触网、钢轨、回流线组成的双导线供电系统。

馈电线是连接牵引变电所母线和接触网的架空铝绞线。

馈电线除直接送电给接触网外，还要送电给附近车站，机务折返段，开闭所等，所以馈电线的数目较多，距离也可能较长。

较多，距离也可能较长。

流过电力机车的负荷电流经钢轨和回流线回到牵引变电所回流箱。

由于钢轨对地并非绝缘，所以部分电流沿大地流回到牵引变电所，形成地中电流。

（四）分区亭（四）分区亭为了增加供电的灵活性，提高运行的可靠性，在两个相邻牵引变电所供电的接触网区段通常加设分区亭，分区亭的作用是：(1)可以使相邻两供电区段实行并联供电或分开供电，也可使复线区段的上、下行实行并联或分开供电。

、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之间的接触网（含馈电线）称供电臂。

牵引供电回路是由牵引变电所——馈电线——接触网——电力机车——钢轨——回流联接——（牵引变电所）接地网组成的闭合回路，其中流通的电流称牵引电流，闭合或断开牵引供电回路会产生强烈的电弧，处理不当会造成严重的后果。

通常将接触网、钢轨回路（包括大地）、馈电线和回流线统称为牵引网。

牵引供电设备的检修运行由供电段负责，牵引供电系统的运行调度则由供电调度负责。

供电调度通常设在铁路局调度所。

牵引供电系统供电示意图如下所示：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。

1、.牵引供电系统的组成：牵引变电所 ，牵引供电回路 ，开闭所，分区所，自耦变压器站，牵引网（供电线，接触网，回流线，分相绝缘器，分段绝缘器，供电分区）牵引变电所：在牵引变电所内装设有牵引变压器，将电力系统110kV 或220kV 的高压降低为27．5kV 或2×27．5kV(自耦变压器供电方式)，以单相电馈送给牵引网，供电力机车使用。

分区所：接触网通常在两相邻牵引变电所的中央断开，将相邻的牵引变电所中间的两个供电臂分为两个供电分区没在中央断开出设置开关设备可以将两个供电分区联通，此处的开关设备称为分区所。

分区所可以使相邻的接触网供电区段实现并联或单独工作，可以增加供电的灵活性和运行的可靠性。

自耦变压器站:在沿线每隔10-15km 设置一台自耦变压器，用于自耦变压器供电方式。

2、供电电流制：直流制：600v ，750v ，1500v ，3000v 。

低频交流制：15kv/16.67hz ，11kv 或12.5kv/25hz ；单相工频交流制：27.5kv/50hz 。

3、牵引网的供电方式：直接供电方式（DF ）,直接加回流供电方式（DN ），自耦变压器供电方式（AT ），吸流变压器供电方式（BT ），CC 供电方式。

DF :牵引变电所将电能通过馈线传输到接触网，接触网通过受电弓连接到变压器仪一次测，然后通过钢轨流回变电所。

特点：供电回路的构成最简单，工程投资、运营成本和维修工作量都少；但对邻近通信线路的干扰影响严重，钢轨电位比其它供电方式要高。

DN ：在直接供电方式的结构上增设与轨道并联的架空回流线，就成为带回流线的直接供电方式，特点：原来流经轨道、大地的回流，一部分改由架空回流线流回牵引变电所，其方向与接触网中馈电电流方向相反，架空回流线与接触网距离较近，因此，相当于对邻近通信线路增加了屏蔽效果。

牵引网阻抗和轨道电位都有所降低。

AT:自耦变压器供电方式，简称AT 供电方式。

特点：它无需提高牵引网的绝缘水平及可将供电电压提高一倍。

高速铁路电力牵引供电系统作者：石军来源：《城市建设理论研究》2013年第26期摘要电力牵引是一种新型有轨运输牵引动力形式。

在干线铁路，铁路交通运输和工矿运输中有着广泛的作用。

电力牵引是利用电能作为牵引动力，将电能转换为机械能，驱动铁路列车、电动车组和轨道交通车辆等有轨运输工运行的一种运输形式。

关键词高速铁路电力供电系统Abstract electric traction is a new type of rail transport traction power form. In the trunk railway, has a wide range of railway transportation and mining transport. Electric traction electrical energy is used as traction power, converting electrical energy into mechanical energy, drive train, EMUs and rail vehicles are a form of transport rail transport operation.Keywords high speed railway power supply system.中图分类号：U224 文献标识码：A一、电力牵引供电系统的概述（一）电力牵引供电系统电力牵引供电系统，是指电气化铁路中由牵引变电所和接触网组成的向电力机车供给牵引用电能的系统。

牵引变电所将电力系统通过高压输电线送来的电能加以降压和变流后输送给接触网，以供给沿线路行驶的电力机车。

有些国家电气化铁路有时由专用发电厂供电。

电力牵引供电系统按照向电力机车提供的电流性质分为直流制和交流制，交流制又分工频单相交流制和低频单相交流制。

我国电气化铁路采用工频单相交流制电力牵引，直流制电力牵引仅用于城市轨道交通运输系统和工矿运输系统。

高速铁路牵引供电系统第一节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27.5（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成。

电力系统的三相交流电改变为单相，是通过牵引变压器的电气接线来实现的。

牵引供电系统第一章牵引变电一次设备一、概述1、什么叫牵引供电系统?牵引供电系统由哪几部分组成?铁路从地方引入110kv电源，通过牵引变电所降压至27.5kv送至电力机车的整个系统叫牵引供电系统。

牵引供电系统由以下几部分组成:地方变电站、110kv输电线、牵引变电所、27.5kv馈电线、接触网、电力机车、轨回流线、地回流线。

2、牵引供电系统的供电方式有哪几种?有以下三种: 直供方式---以钢轨与大地为回流；BT方式---电流通过吸流变压器与回流线再返回变电所，限制对通信线路的干扰；AT方式---利用自耦变压器对接触网供电，以减少对通信线路的干扰。

3、什么叫牵引网?通常将接触网、钢轨回路(包括大地)、馈电线和回流线组成的供电网称为牵引网。

4、牵引变电所的作用是什么?牵引变电所从地方引入110kv高压，通过牵引变压器降至适合电力机车运行的27.5kv 电压，送至接触网，供给电力机车运行。

其作用是接受、分配、输送电能。

5、牵引变电一次设备包括什么?牵引变电一次设备由以下几部分组成:牵引变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、母线、避雷器、电抗器、电容器、接地装置等。

6、牵引变电所有哪几个电压等级?交流:110kv, 27.5kv, 10kv ,380v ,220v ,110v直流:220v(110v)7、牵引变电所对接触网的供电方式有哪几种?牵引变电所对接触网的供电有两种方式:单边供电和双边供电。

接触网通常在相邻两牵引变电所的中央断开，将两牵引变电所间两个供电臂的接触网分为两个供电分区。

每以供电分区的接触网只能从一端的牵引变电所获得电能，称为单边供电。

如果在中央断开处设开关设备时可将两供电分区连通，此处称为分区亭。

将分区亭的断路器闭合，则相邻牵引变电所间的两个接触网供电分区可同时从两变电所获得电能，此方式称为双边供电。

8、牵引变电所一次接线方式有哪几种?牵引变电所一次接线主要有桥式接线和双T型接线两种。

牵引供电系统说起电气化铁路，大家可能首先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。

没错电气化铁路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。

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工频相同能使牵引动力获得最佳效果。

从天上到下，一套复杂完整的大系统为电气化列车的运行提供了保证。

1电气化铁路的心脏——牵引变电所牵引变电所是牵引供电系统的心脏，它的主要任务是将国家电力系统送来的三相高压电变换成适合电力机车使用的单相交流电。

牵引变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气列车使用的单相交流27.5千伏电源并送上接触网。

除此而外，它还起着供电保护、测量、控制电气设备提高供电质量，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电压的电气设备，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和智能化，形成了牵引变电所自动化系统为牵引变电所的远动控制提供了可能。

2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，悬挂结构及各种线网多如蛛网。

铁道牵引供电系统综述(1)高速铁路引供电系统综述张膑侨陈文卿黄福万黄业帆谢卓林（桂林电子科技大学机电工程学院·广西桂林 541004）摘要：探讨我国高速铁路的牵引供电系统的原理。

首先介绍我国高速铁路牵引供电系统的发展历程。

然后从供电方式、变压器、牵引变电所以及保护装置4个方面介绍我国高速铁路牵引供电系统现状，接着介绍国外高速铁路牵引供电系统的现状并指出可借鉴之处，最后展望我国高速铁路牵引供电系统的未来发展方向。

关键词：中国高铁；牵引供电系统；发展历程；现状Abstract: The principle of traction power supply system of the railway.At first introducing the traction power supply system’s development path. And then making an introduction of traction power supply system’s advantages and disadvantages from Power supply,trans former,Traction Substation and protective device. Then introducing the current situation of foreign high-speed railway traction power supply system and pointing out the advantages which we can learn from.The last having a outlook of high-speed railway traction power supply the future direction of the system.Key words: China Railway; traction power supply system; development path; status quo.1 引言近年来，我国的高速铁路交通建设发展迅猛，取得了一次又一次骄人的成绩。