牵引变电分类、结构和要求
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牵引变电所(traction substation)向电气化铁道或城市轨道交通电力牵引等提供电能和变换、分配电能的电气装置与设施。
其功能是将电力系统的三相交流电经降压、整流或变频后,供电力机车和...牵引变电所(traction substation)向电气化铁道或城市轨道交通电力牵引等提供电能和变换、分配电能的电气装置与设施。
其功能是将电力系统的三相交流电经降压、整流或变频后,供电力机车和动车组使用。
类型与主要设施根据电力牵引采用电流制的不同,牵引变电所区分为直流、低频交流及工频交流三种类型。
直流牵引变电所具有降压和整流两种功能,主要设备有降压变压器及整流装置。
用于直流制电气化铁路、矿山与城市轨道交通电力牵引系统。
低频交流牵引变电所具有降压和变频两种功能,主要设备有降压变压器、变频设备和升压变压器。
电力系统的三相工频交流电,经降压并将工频变换成低频162/3Hz,供具有单相整流子牵引电机的机车使用。
这种牵引变电所在西欧一些国家(德国、瑞士、瑞典等)得到采用。
工频交流牵引变电所的主要功能是降压,主要设备是降压变压器,以及无功、谐波综合补偿装置等,随着工频交流电力牵引制的发展,这类牵引变电所在中国、欧洲等不少国家得到广泛应用。
所有类型牵引变电所,都设有由断路器或快速开关、母线、测量用电流、电压互感器和避雷器等电气设备构成的屋外和屋内式配电装置,用以汇集和分配电能;各种电力变压器和换流设备,用以变换电压(降压和升压)、变换电流(整流)与频率(变频);设于控制室内的控制、测量、信号、继电保护和自动、运动装置,它们是保证电气设备安全、经济运行的监控和保护设施;还设有供变电所运行、维护和控制、保护等需用的交、直流自用电电源与低压配电装置等。
各种牵引变电所功能与主要设施的示意框图见下图。
主要特点电气化铁路和城市轨道交通牵引变电所为一级电力负荷,要求电力系统必须采用双回进线或由两个电源点的环网进线,对其可靠供电。
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。
牵引变电所工频单相交流电力机车是功率很大的单相负荷,必然会影响到三相电力系统的对称性。
因此牵引变电所的重要任务不仅是将电力系统送来的高压电变为电力机车所需的电压.而且还通过采用不同形式的变压器及其结线,使电力机车的单相负荷对电力系统的不良影响降低到最小。
根据所采用的变压器的类型不同,牵引变电所通常又分为:单相牵引变电所(包括纯单相变电所,单相V,V结和三相V,V结变电所);三相变电所;牵引变压器原边额定电压为110 VV A-220 kV,副边额定电压为55 kV或27.5 kV,比牵引网额定电压高10%。
为了提高牵引供电的可靠性,牵引变电所一般都安装两台变压器,即所谓冗余配置。
每台变压器就能承担全部负荷。
正常运行时,一台工作,另一台作为检修或故障时的备用。
第一节单相牵引变电所采用单相变压器的牵引变电所称为单相牵引变电所。
电力机车是单相交流负荷,显然,牵引变电所采用单相变压器最为直观简单,如图2—1所示。
单相变压器的高压绕组AX接三相电源的某两相,例如图中A、C相,电压为110 kV或220 kV 。
低压绕组ax的首端a接到牵引母线上,末端x与钢轨连接。
低压绕组输出电压为27.5 kV。
应该说明,单相牵引变压器和一般单相变压器的绝缘结构不同。
一般单相变压器,或是单独使用,或是组成三相组式变压器,都是一端接高压,另一端接地或接中性点,故可采用分级绝缘,接地端的绝缘水平较低。
而单相牵引变压器的高压绕组两端都接高压,故对地的绝缘要求相同,即所谓全绝缘。
1、三相V,V结线三相V,V结线是将两台V,V结线的单相变压器安装在同一油箱内,所以可视为单相变压器结线。
如图2—6所示。
一台单相变压器的高压绕组为A1-X1,低绕组为al-xl,另一台为A2—X2与a2—x2。
高压绕组引出3个端子A,B,C接三相电源,所以通常又称为三相V,V结线变压器。
第二节馈线电流馈线电流是指牵引变电所牵引侧母线经由馈电线送到牵引网中的电流。
目录第1章牵引变电所设计基础 (1)1.1 概述 (1)1.2 电气主接线设计的基本要求 (1)1.3 电气主接线的设计依据 (2)1.4 主变压器型式、台数及容量的选择 (3)第2章 F所牵引变电所电气主接线图设计说明 (3)第3章短路计算 (4)第4章高压电气设备选择及校验 (5)4.1 高压电气设备选择的原则 (5)4.2 高压电气设备的选择方法及校验 (7)4.2.1 高压断路器和隔离开关的选择 (11)4.2.2 高压熔断器的选择和校验 (13)4.2.3 电流互感器的选择和校验 (14)4.2.4 电压互感器 (14)4.2.5 支柱绝缘子及穿墙套管的选择和校验 (15)4.2.6 母线的选择和校验 (16)4.2.7 限流电抗器选择 (16)4.2.8 避雷器的选择 (17)后记 (19)参考资料 (20)附图 (21)第1章牵引变电所设计原则及要求1.1概述变电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质,选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。
变电所的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分,它表明变电所内的变压器、各电压等级的线路、无功补偿设备以最优化的接线方式与电力系统连接,同时也表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。
一个变电所的电气主接线包括高压侧、中压侧、低压侧以及变压器的接线。
因各侧所接的系统情况不同,进出线回路数不同,其接线方式也不同。
电气主结线的基本结线形式有但母线结线,双母线结线,桥形结线和简单分支结线。
牵引负荷侧电气结线特点主要有:1.每路馈线设有备用断路器的单母线结线;2.具有公共备用断路器的结线;3.但母线分段带旁路母线结线。
1.2 电气主接线基本要求电气主接线应满足可靠性、经济性和灵活性三项基本要求:1、灵活性主接线的灵活性主要表现在正常运行或故障情况下都能迅速改变接线方式,具体情况如下:①满足调度正常操作灵活的要求,调度员根据系统正常运行的需要,能方便、灵活地切除或投入线路、变压器或无功补偿装置,使电力系统处于最经济、最安全的运行状态。
牵引变电所基本知识 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】XXX供电段教育培训教材牵引变电所基本知识2012年目录第一章电力牵引供电系统组成用电能做为铁路运输动力能源的牵引方式称为电力牵引。
电气化铁路沿线设置一套完善的、不间断地向电力机车供电的设备,通常将这种完整的、可靠的工作系统称为电力牵引供电系统。
电力牵引供电系统由地方发电厂、110KV高压输电线、牵引变电所、馈电线、接触网、轨地回流线等组成。
在电气化铁路沿线,为了保证可靠供电、检修方便,每隔一定的距离就会分布着具有一定功能的所亭,有牵引变电所、分区亭、开闭所、AT所组成。
一、牵引变电所牵引变电所是电气化铁路的心脏,其作用是将110KV(220 KV)三相交流电变换成(或55)KV单相工频交流电,并供给电力牵引网和电力机车,此外,有少数牵引变电所还需担负10KV动力负荷。
所以,牵引变电所具有三个主要功能:接受三相电能;降压分配电能;减相以单相馈出供给牵引网。
二、分区亭在电气化铁道上,为了提高运行可靠性,增加供电工作的灵活性,在相邻变电所供电的相邻两供电分区的分界处常用分相绝缘器断开,若在断开处设置开关设备和相应的配电装置,则组成分区亭。
在复线电气化区段,分区亭的主要功能:(1)使同一供电臂上的上、下行接触网并联工作或单独工作。
当并联工作时,分区亭内的断路器闭合以提高接触网的末端电压;单独工作时,断路器打开。
(2)同一供电臂上的上、下行接触网(并联工作)发生短路事故时,由牵引变电所相应的馈线断路器和分区亭中的断路器配合动作,切除事故区段,缩小事故范围。
非事故区段仍可正常供电。
(3)当某牵引变电所全所停电时,可闭合分区亭中的越区隔离开关,有相邻牵引变电所向停电牵引变电所进行越区供电。
总之,分区亭的作用是:对单线牵引网,使两相邻供电臂单独工作或实现越区供电。
对双线牵引网,使上、下行接触网并联,提高末端电压,缩小事故范围和必要时的越区供电。
简述牵引变电所的主要功能和类型一、引言牵引变电所是电力系统中的一个重要组成部分,主要用于供应电气化铁路牵引系统的电能。
随着城市化进程和交通运输的发展,牵引变电所在现代社会中扮演着越来越重要的角色。
本文将从功能和类型两个方面对牵引变电所进行详细介绍。
二、功能1. 供应牵引系统所需的电能牵引变电所主要功能是为铁路交通提供稳定、可靠、高质量的供电服务。
它通过将高压输电线路中的交流电转换成适合铁路交通使用的直流电,满足铁路交通对于大功率、稳定性好、质量高的用电需求。
2. 控制和保护牵引系统除了供应所需的电能外,牵引变电所还需要对传输过来的直流信号进行控制和保护。
在列车启动时需要提供初始励磁以及在列车刹车时需要回收能量等,这些都需要通过控制器来实现。
3. 维护稳定运行状态为了确保铁路交通运行安全和正常,牵引变电所还需要维护其自身稳定运行状态。
在电力系统中,牵引变电所承担着重要的负荷调节和稳定控制的功能。
当系统出现异常情况时,牵引变电所可以通过调节输出电压和电流来维护系统的稳定运行。
三、类型1. 交流牵引变电所交流牵引变电所主要用于供应铁路交通的交流电能。
它将高压输电线路中的交流电转换成适合铁路交通使用的低压、高频率的交流电。
该类型变电所通常包括开关设备、变压器、整流器、滤波器等设备。
2. 直流牵引变电所直流牵引变电所主要用于供应铁路交通的直流电能。
它将高压输电线路中的交流电转换成适合铁路交通使用的直流电。
该类型变电所通常包括开关设备、整流器、滤波器、逆变器等设备。
3. 混合式牵引变电所混合式牵引变电所是一种结合了交直两种形式的复合型变电站,可以同时供应铁路交通对于不同形式用能需求。
该类型变电站由于结构复杂,需要配备更多设备,因此建设成本较高。
四、结论牵引变电所是电力系统中的重要组成部分,主要用于为铁路交通提供稳定、可靠、高质量的供电服务。
根据其功能和类型不同,可以分为交流牵引变电所、直流牵引变电所和混合式牵引变电所三种。
变电所架构介绍王石玉一、概述变电架构是变电所、变电站等室外导线、设备的主要支持结构的统称。
它是根据变电所的电压等级、规模、设备布置、施工运行条件以及当地的气候条件来确定的。
根据电气的性质,不同的电压等级,要求导线之间、导线对地、导线对构筑物要求保持一定的距离,因此变电架构特点是柱高而断面细小,属于大柔度结构。
二、架构分类就工艺布置型式分类,架构有中型布置、半高型布置、高型布置。
半高型布置、高型布置多用于电压等级高的变电所。
目前,电气化铁路牵引变电所均为中型布置。
就其用途分类,架构分进线架、母线架、中央门型架、转角架、变压器组合架等,单杆设备支架等。
就架构的外形分类,架构常用的形式有AH型进出线架构、A∏型带避雷线支架进出线架构、A∏型架构、Aח型架构、∏型架构、转角架构、大字形架构、带拉线进出线架构等。
就架构受力情况分类,架构有:中间架构、终端架构,打拉线架构。
就架构采用的材质分类,一般有:现场预制钢筋混凝土架构、钢筋混凝土柱钢梁架构、钢架构、钢管混凝土复合架构。
三、各类型架构特点及应用架构的布置形式、架构外形由变电所电压等级、导线、设备布置情况决定,架构采用的材质与架构本身所承受的荷载大小有关,变电所的电压等级高,架构本身所承受的荷载大,电压等级低,架构本身所承受的荷载小。
各种材质的架构有其相应的优缺点和适用范围。
现场预制钢筋混凝土架构现场预制钢筋混凝土梁柱,施工工作量大,需采用大量的模板。
属早期的变电架构,早已淘汰。
钢筋混凝土柱钢横梁架构由预应力环形截面混凝土圆杆或非预应力环形截面混凝土圆杆、轻钢桁架梁共同组成的架构。
优点是环形截面混凝土圆杆和横梁均可以工厂化定型生产,工艺简单,节约钢材,造价低,尤其是预应力环形截面混凝土圆杆架构更是节约钢材,基本后期无维护问题。
轻钢桁架梁材料利用合理、外形轻巧。
缺点是环形截面混凝土圆杆承载能力有限;结构自重大,运输、安装不便;单杆长度一般不超过12米,需根据需要现场组装;进线架构因满足受力要求,一般需为人字形支柱,平面占位大;另外预应力环形截面混凝土圆杆或非预应力环形截面混凝土圆杆存在混凝土裂缝问题。