《城市轨道交通电力牵引》47

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。

城市轨道交通电力牵引复习资料第一章牵引理论基础1、目前，绝大多数城市轨道交通车辆属于钢轮钢轨式，运行的任何一种工况，都依赖于车轮和钢轨的相互作用力。

在钢轮钢轨式城市轨道交通车辆中，牵引动力由牵引电动机通过传动机构，传递给动车的动力轮对(动轮)，由车轮和钢轨的相互作用，产生使车辆运动的反作用力。

2、空转：因驱动转矩过大，破坏粘着关系，使轮轨间出现相对滑动的现象，称为“空转”。

3、粘着：由于正压力而保持动轮与钢轨接触处相对静止的现象称为“粘着”。

4、蠕滑：在动轮正压力的作用下，轮轨接触处产生弹性变形，形成椭圆形的接触面。

从微观上看，两接触面是粗糙不平的。

由于切向力的作用，动轮在钢轨上滚动时，车轮和钢轨的粗糙接触面产生新弹性变形，接触面间出现微量滑动，即“蠕滑”。

5、蠕滑速度：由于蠕滑的存在，牵引时动轮的波动圆周速度将比其前进速度高，速度差称为蠕滑速度，用蠕滑率表示。

，式中—动轮的前进速度；—动轮的转动角速度。

6、论述：粘着系数与改善粘着的方法。

（P5）（一）影响粘着系数的重要因素：①动轮踏面与钢轨表面状态；②线路质量；③车辆运行速度和状态；④动车有关部件的状态。

（二）改善粘着的方法：①修正轮轨表面接触条件，改善轮轨表面不清洁状态；②试法改善轨道车辆的悬挂系统，以减轻轮对减载带来的不利影响。

常用的措施：撒沙、清洗轨道、打磨钢轨，改进匝瓦材料如用增粘匝瓦，改善车辆悬挂减少轴重转移。

7、制动方法分为三类：①摩擦制动：包括闸瓦制动和盘式制动；②电气制动：包括电阻制动和再生制动；③电磁制动：包括磁轨制动和涡流制动。

8、电磁制动的最大优点是所产生的制动力不受轮轨间的粘着条件限制。

9、摩擦制动和电气制动都是通过轮轨粘着产生制动力的。

10、当动轮对的牵引力大于最大粘着力时，轮对就发生空转。

11、轨道交通车辆在设计时，充分考虑了轮轨之间的粘着利用，但是没有粘着控制系统的轨道车辆动车只能靠其自然特性运行，难以运用到粘着极限。

1、城市轨道交通车辆的特点:一般都是动力分散型车组；为适应城市环境，需要在地下隧道、高架和地面轨道运行，站距短，线路半径小，坡度大；客流量大面集中，乘客上下车频繁，高峰时可能严重超载；为了尽量缩短乘客的乘坐时间，要求有较高的运行速度，特别是较大的起动加速度和制动减速度；传动系统应效率高、能耗少，尽量减少发热，减轻自重；控制系统更可靠、精确，并有良好的适应能力；对乘坐舒适性和对城市环境无公害的要求也越来越高。

2、1城市轨道交通车辆采用直流750V到1500V供电，而干线铁道一般采用27.5KV高压工频交流供电；2 城市轨道交通站间距较短，故要求车体要有良好的加减速及制动能力，而干线铁道中间距较长，机车不必频繁起、停。

3 城市轨道中车辆运行于市区与市郊，车体的轴重要求更轻，故其逆变装置位于牵引变电所；干线铁道中，线路较长对车辆轴重要求少，故其变电装置位于车体。

4城市轨道中发车间隔短，行车密度大，要求列车的控制系统更为有效、可靠并且其运行速度相对要低；5城市轨道交通车辆运行时，对车站的各项要求更高；干线铁道车站主体处于表面，故在设计及维护时限制少。

3、最在静摩擦力是钢轨对车轮的反作用力的法向力与静摩擦系数的乘积。

4、因驱动转矩过大，破坏粘着关系，使轮轨间出现相对滑动的现象，称为“空转”。

5、由于切向力的作用，动轮在钢轨上滚动时，车轮和钢轨的粗糙接触面产生新弹性变形，接触面出现微量滑动，即“濡滑”。

6、影响粘着系数的主要因素：1动轮踏面与钢轨表面状态。

2线路质量。

3车辆运行速度和状态。

4动车有关部件的状态。

注：空转必然导致动车的粘着系数减小。

7、为降低列车运行速度或停车，利用制动装置产生列车运行方向相反的外力，称为制动力。

8、制动方法：1摩擦制动：包括闸瓦制动和盘式制动。

2电气制动：包括电阻制动和再生制动。

3电磁制动：包括磁轨制动和涡流制动。

注：摩擦制动和电气制动都是通过轮轨粘着产生制动力的。

9、目前世界各国的城市轨道交通车辆起动加速度为0.69到1.43米每二次方秒。

《城市轨道交通供电》习题库及答案一、填空题1.供配电系统就是电能的供应和分配系统，包括电能的生产、输送、分配和应用各环节。

2.电力网的主要功能是变换电压和输送电能。

3.根据国家标准《标准电压》（GB/T 156—2007）规定，额定电压等级分为3类。

4.城市轨道交通牵引电压为直流1500 V和750 V。

5. 变压器二次绕组的额定电压要考虑变压器自身的电压损耗和输电线路的电压损耗。

6. 当电网容量大于3 000 MW时，频率偏差不允许超过±0.2 Hz。

7. 设备负荷通常用功率表示，而线路负荷用通过的电流值来表征。

8. 发电机、变压器等电气设备的负荷指其输出功率，而电动机类用电设备的负荷指其输入功率。

9. 电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响程度分为三级10. 电力系统中性点常采用不接地、经消弧线圈接地、直接接地和经低电阻接地4种运行方式。

11. 低压电网采用TN系统、TT系统、IT系统3类接地系统。

12. 在中性点不接地的系统中，发生单相接地时，非故障相对地电压值增大为3倍相电压。

13. 在低压配电系统中，广泛采用中性点直接接地的运行方式。

14. 在TN接地系统中，保护线是为了保护人身安全，防止发生触电事故而设的接地线。

15. 保护中性线兼具中性线和保护线的作用。

16. 低压电网有三类接地方式，分别是TN系统、TT系统和IT系统。

17. TN-C系统由三根相线和一根PEN线构成，所以也称为三相四线制系统。

18. 开关电器是用来正常控制主电路开断或闭合的电器，具有控制、隔离、保护和接地作用。

19. 电气设备按照电流制式可划分为交流电器和直流电器。

20. 城轨工程中一般常用的断路器类型是真空断路器。

21. 在城轨主变电所110kv主变压器常用类型是油浸式变压器。

22. 在牵引变电所和降压变电所中常用的变压器类型是干式变压器。

23. 城轨供电系统应满足安全性、可靠性、适用性、经济性、先进性等基本要求。

《城市轨道交通供电系统》课程标准课程编号：062137使用专业：城市轨道交通运营管理课程类别：B类课程修课方式：必修课教学时数：64一、课程定位城市轨道交通供电是城市轨道交通运营管理专业的一门专业核心课程。

主要内容包括城市轨道交通供电系统概述、外部电源、主变电所、变压器结构特点、高点电器、牵引供电系统中的牵引变电所和接触网、动力照明供电系统中的降压变电所和动力照明设备、城市轨道交通供电电力监测系统、城市轨道交通供电接地系统、高压主接线方式、城市轨道交通供电系统安全制度及供电事故处理。

其中，对主要子系统的设备组成、电气接线、功能原理、维修防护和城市轨道供电系统的运行管理及事故处理等进行了翔实论述。

先修课程《城市轨道交通系统概论》、《电工电子技术基础》、《机械制图》等。

二、课程设计理念与思路（一）设计理念本课程贯彻“以就业为导向，以能力为本位”的职教思想，以城市轨道交通相关岗位所需的知识、能力、素质为主线，培养学生职业能力、生涯发展所需的能力和终身学习的能力。

以项目为载体，减少理论推导，重点突出应用。

将“知识--理论--实践融为一体”，以学生为中心、教学做一体化的工学结合教学模式融入到课程教学的整体设计之中。

（二）课程设计思路本课程按项目或任务式教学课程进行设计，以项目为引导，任务为驱动，内容以实用为主，原理分析通俗易懂。

注重培养学生的实际应用能力和分析解决问题的实际工作能力。

据本课程的教学目标，以城市轨道交通车站内各种机电设备为主线，各种设备的结构、运行与维护应用贯穿课程整个内容，让学生在用什么、学什么、会什么的过程中，逐步掌握专业技能和相关专业知识，培养学生的实际操作能力。

三、课程目标本课程主要培养就业岗位为城市轨道交通供电系统工程设计、施工、运行管理与维护人员，其核心能力为供电系统工程的设计能力以及电气设备的安装、调试、操作与维护能力。

这就要求学生首先掌握城轨供电系统的基本知识，具备电气设备安装、调试与操作技能，掌握城轨供电系统接触网知识和巡视、维修要求，继而获得岗位所需的实际工艺知识和技能，为将来从事城轨供电系统的施工或运行管理工作打下坚实的基础。

城市轨道交通电力牵引复习资料第一章牵引理论基础1、目前，绝大多数城市轨道交通车辆属于钢轮钢轨式，运行的任何一种工况，都依赖于车轮和钢轨的相互作用力。

在钢轮钢轨式城市轨道交通车辆中，牵引动力由牵引电动机通过传动机构，传递给动车的动力轮对(动轮)，由车轮和钢轨的相互作用，产生使车辆运动的反作用力。

2、空转：因驱动转矩过大，破坏粘着关系，使轮轨间出现相对滑动的现象，称为“空转”。

3、粘着：由于正压力而保持动轮与钢轨接触处相对静止的现象称为“粘着”。

4、蠕滑：在动轮正压力的作用下，轮轨接触处产生弹性变形，形成椭圆形的接触面。

从微观上看，两接触面是粗糙不平的。

由于切向力的作用，动轮在钢轨上滚动时，车轮和钢轨的粗糙接触面产生新弹性变形，接触面间出现微量滑动，即“蠕滑”。

5、蠕滑速度：由于蠕滑的存在，牵引时动轮的波动圆周速度将比其前进速度高，速度差称为蠕滑速度，用蠕滑率表示。

，式中—动轮的前进速度；—动轮的转动角速度。

6、论述：粘着系数与改善粘着的方法。

（P5）（一）影响粘着系数的重要因素：①动轮踏面与钢轨表面状态；②线路质量；③车辆运行速度和状态；④动车有关部件的状态。

（二）改善粘着的方法：①修正轮轨表面接触条件，改善轮轨表面不清洁状态；②试法改善轨道车辆的悬挂系统，以减轻轮对减载带来的不利影响。

常用的措施：撒沙、清洗轨道、打磨钢轨，改进匝瓦材料如用增粘匝瓦，改善车辆悬挂减少轴重转移。

7、制动方法分为三类：①摩擦制动：包括闸瓦制动和盘式制动；②电气制动：包括电阻制动和再生制动；③电磁制动：包括磁轨制动和涡流制动。

8、电磁制动的最大优点是所产生的制动力不受轮轨间的粘着条件限制。

9、摩擦制动和电气制动都是通过轮轨粘着产生制动力的。

10、当动轮对的牵引力大于最大粘着力时，轮对就发生空转。

11、轨道交通车辆在设计时，充分考虑了轮轨之间的粘着利用，但是没有粘着控制系统的轨道车辆动车只能靠其自然特性运行，难以运用到粘着极限。

《城市轨道交通供电》习题库及答案一、填空题1.供配电系统就是电能的供应和分配系统，包括电能的生产、输送、分配和应用各环节。

2.电力网的主要功能是变换电压和输送电能。

3.根据国家标准《标准电压》（GB/T 156—2007）规定，额定电压等级分为3类。

4.城市轨道交通牵引电压为直流1500 V和750 V。

5. 变压器二次绕组的额定电压要考虑变压器自身的电压损耗和输电线路的电压损耗。

6. 当电网容量大于3 000 MW时，频率偏差不允许超过±0.2 Hz。

7. 设备负荷通常用功率表示，而线路负荷用通过的电流值来表征。

8. 发电机、变压器等电气设备的负荷指其输出功率，而电动机类用电设备的负荷指其输入功率。

9. 电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响程度分为三级10. 电力系统中性点常采用不接地、经消弧线圈接地、直接接地和经低电阻接地4种运行方式。

11. 低压电网采用TN系统、TT系统、IT系统3类接地系统。

12. 在中性点不接地的系统中，发生单相接地时，非故障相对地电压值增大为3倍相电压。

13. 在低压配电系统中，广泛采用中性点直接接地的运行方式。

14. 在TN接地系统中，保护线是为了保护人身安全，防止发生触电事故而设的接地线。

15. 保护中性线兼具中性线和保护线的作用。

16. 低压电网有三类接地方式，分别是TN系统、TT系统和IT系统。

17. TN-C系统由三根相线和一根PEN线构成，所以也称为三相四线制系统。

18. 开关电器是用来正常控制主电路开断或闭合的电器，具有控制、隔离、保护和接地作用。

19. 电气设备按照电流制式可划分为交流电器和直流电器。

20. 城轨工程中一般常用的断路器类型是真空断路器。

21. 在城轨主变电所110kv主变压器常用类型是油浸式变压器。

22. 在牵引变电所和降压变电所中常用的变压器类型是干式变压器。

23. 城轨供电系统应满足安全性、可靠性、适用性、经济性、先进性等基本要求。

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部分，负责向轨道交通车辆提供电力供应。

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安全性息息相关。

本文将介绍城市轨道交通牵引供电系统的基本原理、组成结构以及未来发展趋势。

基本原理城市轨道交通牵引供电系统的基本原理是将电源通过接触网供应给轨道交通车辆。

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部分构成，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部分，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；保护和监控装置则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。

未来发展趋势随着城市轨道交通的不断发展，牵引供电系统也在不断创新和改进。

以下是一些未来发展趋势：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发展方向。

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。

城市轨道交通电力牵引试卷1城市轨道交通与干线铁道的不同？答：一般都是采用动力分散式车组；为适应城市环境，需要在地下隧道，高架和地面轨道运行，站距短，线路曲线半径小，坡度大；客流量大而集中，乘客上下车频繁，高峰时可能严重超载；为了尽量缩短乘客的乘坐时间，要求有较高的运行速度，特别是较大的启动加速度和制动减速度；传动系统应效率高，能耗少，尽量减少发热，减轻自重；控制系统更可靠，精确，并有良好的适应能力；对乘坐舒适性和城市环境无公害的要求越来越高。

2在轴重一定的条件下，轮轨间的最大粘着力由轮轨间的粘着系数的大小决定。

动力分散型3提升辊筒的方法：①修正轮轨表面碰触条件，提升轮轨表面不洁净状态；②试法提升轨道车辆的装设系统，以减低轮对入港增添的有利影响。

常用的措施：撒沙、冲洗轨道、雕琢钢轨，改良匝瓦材料deployment减黏匝瓦，提升车辆装设增加轴重迁移。

4影响辊筒系数的关键因素：①动轮踏面与钢轨表面状态；②线路质量；③车辆运转速度和状态；④动车有关部件的状态。

5刹车方法分成三类：①摩擦刹车：包含闸瓦刹车和盘式刹车；②电气刹车：包含电阻刹车和再生制动；③电磁刹车：包含磁轨刹车和涡流刹车。

6防空转设计1.主电路防空转设计①牵引电动机全并联结构②采用机械特性硬的电动机。

传动系统防空转设计①采用单电机转向架传动系统②机械行走部分采用低位牵引，以及采用合适的悬挂系统等7粘着控制分类：按控制类型分类，主要是校正型和蠕滑率控制型两大类。

按控制对象分类，集中控制和分散控制。

8集中控制：这种掌控方式就是一个辊筒控制系统掌控整辆动车。

9分散控制：这种掌控方式也就是单轴掌控，即为每一动轴单独掌控。

10图1―5城市轨道交通车辆运行的速度-距离曲线：若采用直流电动机牵引oa，ab,bc段分别对应于直流牵引电动机的调压控制，消弱磁场控制和自然特性控制方式;若采用交流异步电动机牵引，则oa，ab，bc段对应于交流异步电动机的v/f恒定控制。