牵引变电所基本情况介绍
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牵引变电所全解
4、变压器的技术参数：
⑪、额定电压：变压器长时间运行所能承受的工作电压。三相变压器的额定 电压指线电压 ⑫、额定容量：在额定使用条件下所能输出的视在功率。 ⑬、额定电流：变压器在额定容量下允许长期通过的电流。三相变压器的额 定电流指线电流 ⑭ 变压器并联运行的条件：接线组别相同、电压比相同、短路电压相同 ⑮变压器运行中的巡视检查项目： ①、声响是否正常 ； ②、油位是否正常 ； ③、油温是否正常 ； ④、引线有无过松、过紧现象，接头接触是否良好； ⑤、绝缘套管是否清洁无裂纹，有无打火放电现象； ⑥、防爆筒玻璃应无破裂，密封良好。 ⑦、呼吸器内无油，干燥剂颜色应正常。 ⑧、瓦斯继电器内无气体。 ⑨、冷却装置、风扇电机应齐全，运行正常。 ⑩、有载调压开关装置位置指示，动作记数器显示正确，低压侧母线电压在 调压范围内。
三相电源 三相电源 GK GK DL GK DL GK GK GK DL GK GK GK GK 1#B 2#B DL GK DL GK GK GK DL 三相电源 GK GK DL DL GK GK DL GK 三相电源 GK 三相电源 三相电源
DL
1#B 1#B 2#B 2#B
五、牵引变电所一次设备模拟接线图
2、三相V/v接线变压器
电力机车是单相交流负荷，现在普遍采用三相V/v接线牵引变压器。这种变电所内装设 两台三相V,v接线牵引变压器。一台运行，一台固定备用。三相V/v接线牵引变压器的内部 接线类似两台纯单相接线变压器，有两台独立的铁心和对应的绕组通过电磁感应进行变换 和传递，两台容量可以相等，也可以不等，容量利用率可达100% 。其接线原理示意图如下：
目 录
一、电气化铁路牵引供电系统概述 二、电气化铁路牵引供电回路 三、电气化铁路牵引供电方式 四、牵引变电所高压进线接线方式 伍、牵引变电所一次设备模拟接线图 六、牵引变电所主要一次设备结构及工作原理 七、牵引变电所二次设备及其接线图 八、牵引变电所工作票填写标准 九、牵引变电所值班业务基础知识 十、牵引变电所常见故障及处理方法
牵引变电
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。
城市轨道交通牵引变电所概述
地铁、轻轨直流牵引变电所常与向车站、区间供电的降压 变电站合并建设，形成牵引降压混合变电所，其主电路结构和 电气设备与一般直流牵引变电所相比有所不同。在有再生能源 需要向交流网返送的情况下，直流牵引变电所需要设置可控硅 逆变机组（包括交流侧的自耦变压器），由于其设备相应增加 ，因此运行技术要求复杂。
牵引变电所内部相关高压电气设备多，电压高，电流大，防火要求高。
3. 维护周期长
牵引变电所用的变压器、整流器、中低压开关设备需要进行人工维护，一般白天 进行设备维护，维护周期相对较长，因此尽量选用设备范围内免维护、免维修的设 备。
4. 有效利用再生电能
应使列车制动时产生的电能回馈给牵引网，补给牵引网电能，提高电能利用率。
5. 成套设备
成套设备是指按一定的线路方案将有关一次、二次设备组合而成的设备，如高压开关柜， 低压配电屏，高、低压电容器柜和成套变电站等。
谢谢观看！
1. 变换设备
变换设备是指用以变换电能电压或电流的设备，如电力变压器、整流器、电压互 感器、电流互感器等。
2. 控制设备
控制设备是指用以控制电路通断的设备，如各种高、低压开关设备。
3. 保护设备
保护设备是指用以保护电路过电流或过电压的设备，如高、的无功功率，以提高系统功率因数的设备，如高、低压电 容器和静止无功补偿装置等。
4. 有效利用再生电能
牵引变电所主要设备的技术条件如表2-1所示。 表2-1牵引变电所主要设备的技术条件
3牵引变电所的工作原理
图2-1直流牵引变电所的接线原理
直流牵引变电所从主变电站或城市电网双电源受电，经整 流机组变压器降压、分相后，按一定整流接线方式由大功率硅 整流器把三相交流电变换为与直流牵引网相应电压等级的直流 电，向电动车组提供直流电能。直流牵引变电所的接线原理如 图2-1所示。
牵引变电所内部相关高压电气设备多，电压高，电流大，防火要求高。
3. 维护周期长
牵引变电所用的变压器、整流器、中低压开关设备需要进行人工维护，一般白天 进行设备维护，维护周期相对较长，因此尽量选用设备范围内免维护、免维修的设 备。
4. 有效利用再生电能
应使列车制动时产生的电能回馈给牵引网，补给牵引网电能，提高电能利用率。
5. 成套设备
成套设备是指按一定的线路方案将有关一次、二次设备组合而成的设备，如高压开关柜， 低压配电屏，高、低压电容器柜和成套变电站等。
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1. 变换设备
变换设备是指用以变换电能电压或电流的设备，如电力变压器、整流器、电压互 感器、电流互感器等。
2. 控制设备
控制设备是指用以控制电路通断的设备，如各种高、低压开关设备。
3. 保护设备
保护设备是指用以保护电路过电流或过电压的设备，如高、的无功功率，以提高系统功率因数的设备，如高、低压电 容器和静止无功补偿装置等。
4. 有效利用再生电能
牵引变电所主要设备的技术条件如表2-1所示。 表2-1牵引变电所主要设备的技术条件
3牵引变电所的工作原理
图2-1直流牵引变电所的接线原理
直流牵引变电所从主变电站或城市电网双电源受电，经整 流机组变压器降压、分相后，按一定整流接线方式由大功率硅 整流器把三相交流电变换为与直流牵引网相应电压等级的直流 电，向电动车组提供直流电能。直流牵引变电所的接线原理如 图2-1所示。
牵引变电所简介
互感器分为电流互感器和电压 互感器，分别用于转换电流和 电压。
互感器的作用是保护设备和测 量仪表。
输电线路与母线
01
输电线路是用于传输电能的导线或电缆。
02
母线是牵引变电所内连接各个设备的导线或电缆。
输电线路和母线的材质和规格根据不同的输电需求进行选择。
03
控制系统与保护装置
控制系统是用于控制牵引变电所 内各个设备运行的装置。
作用
牵引变电所是铁路电气化的核心 设施，能够提高铁路运输效率和 安全性，同时降低运营成本。
组成与结构
组成
牵引变电所主要由变压器、断路器、 隔离开关、母线、电流互感器、电压 互感器等设备组成。
结构
牵引变电所的结构根据其规模和实际 需求可分为电源进线柜、降压变压器 柜、馈线柜、高压开关柜、控制柜等 主要部分。
05
牵引变电所的节能与环保措施
能效提升与节能技术应用
采用高效变压器
选择具有高效率的变压器，以减少能量损失。
优化输电线路
采用低阻抗输电线路，减少线路损耗。
负载自动调整
通过技术手段实现负载的自动调整，使变压器输出与实际负载相 匹配，降低能耗。
环保措施与绿色能源利用
使用清洁能源
优先选择使用清洁、可再生的能源，如风能、太阳能等。
紧固件检查与紧固
对牵引变电所的紧固件进行检查 和紧固，防止松动和脱落。
异常处理与事故应对
异常情况处理
当牵引变电所出现异常情况时，应立即采取措施进行处理，如断 路器跳闸、变压器漏油等。
事故应对
制定牵引变电所的事故应对预案，包括火灾、地震等自然灾害和人 为破坏等情况的应对措施。
应急电源与备用设备
在牵引变电所设置应急电源和备用设备，确保在故障情况下能够及 时恢复供电。
第5讲 牵引变电所
二.整流器
1.作用和原理
将交流电变成直流电供电动车辆的牵引电机用。 为提高电能质量，降低直流电源的脉动量，通常采用多相整流的 方法，可Байду номын сангаас是六相、十二相整流，还可以增加到二十四相整流。 最基本的整流工作电路：
1.三相半波整流
2.三相桥式整流
2.整流器的构造
• 整流器由大功率二极管及其散热器、保护器件、故障显示器件、 通信接口等组成。 • 整流器要求可靠性高，噪声、谐波污染要小，维修要小。
牵引变电所的工作原理：
将引自城市电网或轨道交通供电系统内部的35kv或 10kv电源降压、整流后变成750v或1500v直流电源，再 由牵引变电所内的直流配电装置将直流电源送到区间接 触网，供电动列车用电。
二.直流牵引变电所的设备分类：
• 为了实现牵引变电所的受电、变电和配电的功能，在牵引变电所 中，把设备按一定的接线方式连接起来构成供配电系统。
一.变压器
• 1.作用和原理
• 变压器（T/TM）：牵引变电所中实现电能输送、电压变换，满 足不同电压等级负荷要求的核心设备之一。
• 目前使用最多的是三相油浸式电力变压器和环氧树脂浇筑式干式 变压器。
2.变压器的构造
3.变压器的主要技术参数
见书
4.变压器的分类
变压器的分类有很多，主要有以下几种： a)按变压器的应用方式：升压变压器和降压变压器； b)按变压器的相数：单相变压器、三相变压器、多相变压器； c)按线圈形式：单线圈变压器（自耦变压器）、双线圈变压 器、三线圈变压器；
单元3 牵引变电所的主要电气设备
3.1 概述
一.牵引变电所的类型和原理 牵引变电所是城市轨道交通牵引供电系统的核心，它担负对电动 列车直流电能的供应，它的站位设置、容量大小，根据所采用的 车辆形式、车流密度、列车编组，经过牵引供电设计，经多方案 比较选定。 牵引变电所的两种形式： 1.户内式变电所 2.户外式箱式变电所
牵引变电所知识
牵引变电所电力牵引的专用变电所。
牵引变电所把区域电力系统送来的电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统，为地铁电动车辆或电车供电。
目录简介结构组成分类任务回路简介电力牵引的专用变电所。
牵引变电所把区域电力系统送来的电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统，为地铁电动车辆或电车供电。
一条电气化铁路沿线设有多个牵引变电所，相邻变电所间的距离约为40～50公里。
在长的电气化铁路中，为了把高压输电线分段以缩小故障范围,一般每隔200～250公里还设有支柱牵引变电所,它除了完成一般变电所的功能外，还把高压电网送来的电能，通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所。
结构组成牵引变电所的主要电力设备是单机容量为10000千伏安以上的降压变压器,称主变压器或牵引变压器。
工矿和城市交通大多采用直流电力牵引，故直流牵引变电所里除降压变压器外，还有把交流电变成直流电的半导体整流器。
此外，各类牵引变电所中还有用来接通和开断电力电路的主断路器、为了检修和安全用的隔离开关，以及为了自动、远动控制和保护用的自动控制系统和断电保护系统。
分类牵引变压所分为直流和交流两类。
直流牵引变电所的功能是把区域电网的高压电加以降压和整流，使之成为直流1500伏、750伏或城市交通用600伏电压,再送到接触网，为直流电力机车或电动车辆供电。
交流牵引变电所根据牵引变压器绕组接线不同，又分为三相、单相和三相-两相牵引变电所。
①三相牵引变电所：变压器原边绕组通常为星形连接，副边绕组为三角形连接。
三角形的一个连接点接铁路行车轨道，另两个连接点分别接牵引变电所左右两侧的供电分区接触网。
由于两侧相位差60°,需要分段。
牵引变电所讲解
单边供电各变电所相互独立，接触网供电分区由牵引变电所
从一边供应电能。每个接触网供电分区通常称为一个供电臂，相
邻两个牵引变电所之间的供电臂相互绝缘，机车只从相关的某个
牵引变电所取电。对于两个异相牵引端口的牵引变电所，通常在 开关
牵引变电所出口两馈线相连的接触网上和分区的接触网上设分相
绝缘器。当某一牵引变电所因故障失电时，可将两端分区亭的开
三相电源 GK
GK
三相电源 GKDL源自DLGK电力机车接触网 钢轨 正馈线(架空回流线)
四、牵引变电所高压进线接线方式
牵引变电所进线电源接线方式分为桥式接线和双T接线，其中桥式接线又分为内桥接线 和外桥接线。双T接线是目前采用比较普遍的一种接线方式，它比内桥和外桥接线形式都简 单，双T接线要求两回进线同时采用，一般都能作主供回路，并能作为互为备用。各种接线 如下图所示：
处所称做AT所。
三、电气化铁路牵引供电方式
㈠、牵引变电所对接触网的供电方式
牵引变电所对接触网的供电方式可分为单边供电和双边供电，接触网单线区段普遍采用单
边供电，复线区段可以采用单边供电也可以采用双边供电，但由于复线的双边供电分区亭设备
复杂，对接触网短路故障的保护十分困难，故目前我国只采用复线单边供电。
2、带回流线的直接供电方式(直供加回流)
带回流线的直接供电方式是在接触网支架上架设一条与钢轨并联的回流线，如下图示， 电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线电流方向相反，架空 回流线与接触网距离较近，利用接触网与回流线之间的互感作用，因此相当于对邻近通信 线路增加了屏蔽效果,另外，钢轨电位大为降低，对通信线的干扰得到较好抑制。
使牵引电流在邻近的通信线路中的电磁感应影响大大的
简述牵引变电所的主要功能和类型
简述牵引变电所的主要功能和类型近年来，随着城市化的进程不断推进，电力需求也在快速增长。
牵引变电所作为电能传输的重要节点，扮演着至关重要的角色。
本文将简要介绍牵引变电所的主要功能和类型，以加深对其作用的理解。
牵引变电所的主要功能之一是将高压输电线路上的电能转换为适合牵引系统使用的低压电能。
这样，电能可以在电网和牵引系统之间进行平稳的转换，从而为牵引系统提供可靠的供电。
一般来说，牵引变电所负责将电网中的交流电能转换为适合城市轨道交通系统使用的直流电能，以满足牵引系统对电能的需求。
牵引变电所还承担着对电能进行分配和传输的功能。
牵引系统通常由多个区段组成，需要分段供电。
牵引变电所通过将电能分配到不同的区段，确保每个区段都能得到足够的供电，并保持系统的平衡和稳定运行。
牵引变电所还通过电缆、接地装置和绝缘设施等，将电能从变电所传输到相应的牵引线路。
牵引变电所还具备对电能质量进行控制的功能。
牵引系统对电能质量的要求很高，尤其是对电压稳定性和波动的要求。
牵引变电所通过监测和调控系统内的电压，并采取相应的措施，确保电能的质量符合牵引系统的需求。
这不仅可以保证城市轨道交通的安全运行，还可以提高系统的效率和稳定性。
根据不同的应用场景和需求，牵引变电所可以分为不同的类型。
常见的牵引变电所类型包括地面变电所和室内变电所。
地面变电所一般建在地面上，通过室外设备进行电能转换和传输。
室内变电所则建在室内，通过密闭的设备和隔离装置实现电能转换和传输。
根据电能的转换方式，牵引变电所还可以分为硅控整流式和强制换流式两种类型。
总结起来，牵引变电所在城市轨道交通系统中扮演着至关重要的角色。
其主要功能包括电能转换、分配和传输，以及对电能质量进行控制。
不同类型的牵引变电所则根据不同的场景和需求进行选择。
通过深入理解牵引变电所的功能和类型，我们可以更好地推动城市轨道交通系统的发展，提高其能源利用效率和运行质量。
牵引变电所是城市轨道交通系统中至关重要的组成部分，其在电能转换、分配和传输方面发挥着重要作用，同时也对电能质量进行监控和控制。
牵引变电所复习
牵引变电所复习1. 简介牵引变电所是指专门为城市轨道交通、高铁、城际铁路等铁路牵引供电的设施。
在此类型的变电所中，电能通过接触网供应给牵引车辆，以确保铁路交通的正常运行。
本文将对牵引变电所的相关知识进行复习。
2. 牵引变电所的组成局部牵引变电所由以下几局部组成：变电设备是牵引变电所最重要的组成局部，它将输入交流电源的电能通过变压器、隔离开关、断路器等设备进行处理，以满足牵引车辆的需求。
在牵引变电所中，通常使用高压交流作为输入电源。
2.2 接触网接触网是将电能供应给牵引车辆的装置，主要由电缆、牵引线、各种支撑和固定装置组成。
它起到了接收、传输和供应电能的作用。
转换设备将高压交流电转换为牵引车辆需要的直流电，以确保电能能够准确、稳定地供应到牵引车辆上。
2.4 控制与保护设备控制与保护设备用于对牵引变电所的各个设备进行监控、控制和保护，以确保设备的平安运行。
这些设备包括自动控制系统、保护装置、测量与监控设备等。
3. 牵引变电所的工作原理牵引变电所的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1.输入交流电源。
牵引变电所通常使用高压交流电作为输入电源，通过变电设备进行处理。
2.变换电压。
通过变压器将高压交流电转换为适合牵引车辆的工作电压。
3.供电给接触网。
将变换后的电能通过接触网传输给牵引车辆。
4.转换为直流电。
在车辆上，通过转换设备将交流电转换为直流电，以满足牵引车辆的需求。
5.控制与保护。
使用控制与保护设备对牵引变电所的各个设备进行监控、控制和保护，确保设备的平安运行。
4. 牵引变电所的运行维护为确保牵引变电所的正常运行，需要进行定期的运行维护工作。
以下是一些常见的维护任务：4.1 设备巡检定期对牵引变电所的各个设备进行巡检，检查设备的运行状态、温度、绝缘等情况，及时发现并处理设备故障。
4.2 清洁工作定期清洁和维护接触网、牵引线路等设备，以确保设备外表的清洁和良好导电性。
4.3 检修与维护定期对变压器、隔离开关、断路器等设备进行检修和维护，去除设备外表的杂物，检查设备的接线、连接器等情况。
牵引所基本知识
一、一次设备简介1、变压器原理：变压器是一种按电磁感应原理工作的电器设备。
一个单相变压器的两个线圈绕在一个铁芯上，副边开路原边施加交流电压U1，则原线圈中流过电流I1，在铁芯中产生磁通。
磁通穿过副线圈在铁芯中闭合，在副边感应一个电动势E2。
当变压器副边接上负载后，在电动势E2的作用下将有电流I2通过，这样负载两端会有一个电压降U2，U2约等于E2，U1约等于E1，所以U1/U2=E1/E2=n1/n2=K式中U1、U2为原副线圈的端电压，n1、n2为原副线圈的匝数，K为变压器的变比。
由上式可以看出，由于变压器原副线圈匝数不同，因而起到了变换电压的作用。
作用：将电压从高压变为低压，把发电厂输送的110〔或220〕kv高压变为适合电力机车运行的27.5kv电压。
变压器接线方式：V/X接线；牵引侧电压为2×27.5KV，其绕组两端接至接触导线和正馈线，中性点与钢轨相连接。
2、SF6断路器原理：SF6气体具有优良的灭弧和绝缘性能。
作用：正常情况下可以切断与闭合高压电路的空载电流和负载电流，而当系统发生故障时，它和保护装置、自动装置相配合，迅速地切除故障电流，以减少停电X围，防止事故扩大，保证系统安全运行。
3、隔离开关用途：①隔离电源；隔离开关触头，导电杆均暴露在外，状态一目了然。
在分闸状态下，隔离开关断口明显可见。
将需要接线调的设备与带电设备隔离，确保检修工作的安全。
②接通和切断小电流电路：电压互感器和避雷器电路；励磁电流不超过2A的空载变压器电路；电容电流不超过5A的空载线路；母线和直接接在母线上的电气设备的电容电流；变压器中性点接地线。
4、电压互感器原理：电磁感应原理(同变压器原理)将一次回路的高电压变为二次回路的低电压，用于测量和保护在工程实际中电压互感器的二次标称电压为100V或100/√3V，即无论一次电压等级是多少，二次标称电压均为100V或100/√3V。
在变电所内，1YH二次侧1YMa、1YMb、1YMc之间电压为100V；1YMa、1YMb、1YMc与1YMn之间电压为100/√3V。
牵引变电所简介PPT课件
（二） 牵引变压器接线方式简要说明：
牵引变电所中的受电设备、牵引变压器和馈电设备等 的配置，连接方式形成牵引变电所的主接线，并以主接线 图表示。牵引变电所的类型直接决定变电所牵引侧的馈线 形式，而牵引变压器的接线方式对牵引侧的接线形式都有 直接影响。
我国现有牵引变电所采用的主接线，根据牵引变电所 的类型和牵引变压器的接线方式，可分为四种，
曼海姆～斯图加特、汉诺 威～维尔茨堡、汉诺威～柏 林、法兰克福～科隆、纽伦 堡～英格尔斯塔特等所有高 速线路全长880km，均采用直 接供电方式，运营速度为 250～330km/h。
2.1国外供电方式
韩国
西班牙
意大利
汉城～釜山全长 412km ， 采 用 AT 供 电方式，运营速度 为300km/h。
（1）内桥接线：如下图所示。内桥接线中带有隔离 开关构成的外跨条，作为检修桥断路器时旁路用。该接 线的特点是线路中有一回故障时，不影响供电，但变压 器故障时，造成线路中断。考虑到变压器故障率比进线 线路少，因此这种接线可加强牵引负荷供电的可靠性而 对电力系统不会带来多大影响，目前采用较多。由于解 列变压器时也会造成线路中断，所以如经常需要操作主 变压器时，则不宜采用内桥接线。必须注意，采用该接 线时应与电力系统研究好断路器检修时的运行方式。
21.2
300
Eurostar
法国
816
1020×12 12200
15.0
300
AVE
西班牙
421
1100×8
8800
20.9
300
意大利
635
1100×8
8800
13.5
300
TGV-Korea
法韩
774
高速铁路牵引变电所
1.牵引变电所继电保护
（1）继电保护装置的主要作用 其主要作用是： ①当被保护元件发生故障时，能自动、迅速而有选择地借助断路器 将故障元件从电力系统中切除，以保证系统中的其他元件正常运行， 并使故障元件免予继续遭受破坏。 ②当被保护元件出现不正常运行状态时，保护装置能发出信号，以 便值班人员采取有效措施，或由其他自动装置进行自动调整，以消除 不正常运行状态。
自耦变压器供电方式（autotransformer feeding 3 system）
4
吸流变压器供电方式（booster transformer feeding system）
同轴电力电缆供电方式（coaxial cable feeding
5 system）
在高速电气化铁路中一般采用直接供电方式、带回流线的直接供电方式 和自耦变压器供电方式。
原理
自耦变压器供电方式可以有效地减轻牵引供电系统对邻近通信线路的干扰， 同时具有较好的技术经济指标（如阻抗很小、电压损失和电能损失小、供电能力 强），因此在电气化铁路中被广泛采用。
牵引变电所
1.5 牵引变电所继电保护及综合自动化系统
1.牵引变电所继电保护
牵引供电线路是由许多电气设备组成的庞大而复杂的网络。由于其 经常受到自然现象（如雷电、冰雪、风雨等）的影响，值班人员的误操 作等造成设备短路、接地，使牵引供电设备出现故障和不正常运行状 态，因此为了不影响电力系统的正常运行，需要将故障设备或故障区段 切除，防止事故扩大。由于高压设备电压高、电流大、人工操作有一定 难度，不安全，因此需要利用继电保护装置来完成此项任务。
（1）主接线。主接线是指牵引变电所内一次主设备(高压、强电流 设备)的连接方式，也是变电所接受电能、变压和分配电能的通路。电气 主接线反映了牵引变电所的基本结构和功能，在运行中表明了电能的输 送和分配关系、一次设备的运行方式。
（1）继电保护装置的主要作用 其主要作用是： ①当被保护元件发生故障时，能自动、迅速而有选择地借助断路器 将故障元件从电力系统中切除，以保证系统中的其他元件正常运行， 并使故障元件免予继续遭受破坏。 ②当被保护元件出现不正常运行状态时，保护装置能发出信号，以 便值班人员采取有效措施，或由其他自动装置进行自动调整，以消除 不正常运行状态。
自耦变压器供电方式（autotransformer feeding 3 system）
4
吸流变压器供电方式（booster transformer feeding system）
同轴电力电缆供电方式（coaxial cable feeding
5 system）
在高速电气化铁路中一般采用直接供电方式、带回流线的直接供电方式 和自耦变压器供电方式。
原理
自耦变压器供电方式可以有效地减轻牵引供电系统对邻近通信线路的干扰， 同时具有较好的技术经济指标（如阻抗很小、电压损失和电能损失小、供电能力 强），因此在电气化铁路中被广泛采用。
牵引变电所
1.5 牵引变电所继电保护及综合自动化系统
1.牵引变电所继电保护
牵引供电线路是由许多电气设备组成的庞大而复杂的网络。由于其 经常受到自然现象（如雷电、冰雪、风雨等）的影响，值班人员的误操 作等造成设备短路、接地，使牵引供电设备出现故障和不正常运行状 态，因此为了不影响电力系统的正常运行，需要将故障设备或故障区段 切除，防止事故扩大。由于高压设备电压高、电流大、人工操作有一定 难度，不安全，因此需要利用继电保护装置来完成此项任务。
（1）主接线。主接线是指牵引变电所内一次主设备(高压、强电流 设备)的连接方式，也是变电所接受电能、变压和分配电能的通路。电气 主接线反映了牵引变电所的基本结构和功能，在运行中表明了电能的输 送和分配关系、一次设备的运行方式。
牵引变电所简介
带负馈线的直接供电方式
接触网
牵引变电所
电力机车
钢轨
直接供电方式（带负馈线）
NF
2、BT供电方式
BT供电方式是在牵引网中架设有吸流变压器—回流线装置的一种供电方式，目前在我国电气化铁路中应用较广。吸流变压器的变比为1：1，它的一次绕组串接在接触网（1）中，二次绕组串接在专为牵引电流流回变电所而设的回流线（NF）中，故称之为吸流变压器—回流线供电方式，如下图所示。在两个吸流变压器中间用吸上线将钢轨与回流线连接起来，构成电力机车负荷电流由钢轨流向回流线的回路。两个吸流变压器之间的距离称为BT段，一般BT段长2—4Km。
（二） 牵引变压器接线方式简要说明：
下面列表简要说明变压器各种接线方式的比较
（三）牵引变电所分类及典型接线 牵引变电所，按照电压等级分，有110KV、220KV和330KV三种，下面列出四种变电所典型接线： （1） V/V变 （2）平衡变（上海局） （3）全三相（霸州所） （4）AT所
（2）外桥接线：如下图所示。该接线的特点是变压器故障不影响线路，变压器的投入和切除方便，线路穿越功率只经过桥断路器，但线路故障时影响一台变压器的供电。这种接线往往用于电力系统中比较重要的系统联络线上。
3、双T接线：双T进线是目前采用较普遍的一种接线方式，它在变电所要求有两回进线时采用。一般情况下，其中一回引自电源点的专用间隔，另一路进线可从电力系统的各供电线路上T接。双T接线比上述两种接线型式都简单，双回进线在供电要求不高的场合，采用一回主供，另一回备用。若两回进线均能作为主供回路，并能作为互为备用，可取消外跨条，在供电要求高的场合，应优先采用两回进线均能作为主供的方案。
牵引变电所中的受电设备、牵引变压器和馈电设备等的配置，连接方式形成牵引变电所的主接线，并以主接线图表示。牵引变电所的类型直接决定变电所牵引侧的馈线形式，而牵引变压器的接线方式对牵引侧的接线形式都有直接影响。 我国现有牵引变电所采用的主接线，根据牵引变电所的类型和牵引变压器的接线方式，可分为四种， （1）三相YN/D11接线（Y/△接线） （2）单相V/V接线 （3）单相并联接线 （4）三相/两相斯科特接线
接触网
牵引变电所
电力机车
钢轨
直接供电方式（带负馈线）
NF
2、BT供电方式
BT供电方式是在牵引网中架设有吸流变压器—回流线装置的一种供电方式，目前在我国电气化铁路中应用较广。吸流变压器的变比为1：1，它的一次绕组串接在接触网（1）中，二次绕组串接在专为牵引电流流回变电所而设的回流线（NF）中，故称之为吸流变压器—回流线供电方式，如下图所示。在两个吸流变压器中间用吸上线将钢轨与回流线连接起来，构成电力机车负荷电流由钢轨流向回流线的回路。两个吸流变压器之间的距离称为BT段，一般BT段长2—4Km。
（二） 牵引变压器接线方式简要说明：
下面列表简要说明变压器各种接线方式的比较
（三）牵引变电所分类及典型接线 牵引变电所，按照电压等级分，有110KV、220KV和330KV三种，下面列出四种变电所典型接线： （1） V/V变 （2）平衡变（上海局） （3）全三相（霸州所） （4）AT所
（2）外桥接线：如下图所示。该接线的特点是变压器故障不影响线路，变压器的投入和切除方便，线路穿越功率只经过桥断路器，但线路故障时影响一台变压器的供电。这种接线往往用于电力系统中比较重要的系统联络线上。
3、双T接线：双T进线是目前采用较普遍的一种接线方式，它在变电所要求有两回进线时采用。一般情况下，其中一回引自电源点的专用间隔，另一路进线可从电力系统的各供电线路上T接。双T接线比上述两种接线型式都简单，双回进线在供电要求不高的场合，采用一回主供，另一回备用。若两回进线均能作为主供回路，并能作为互为备用，可取消外跨条，在供电要求高的场合，应优先采用两回进线均能作为主供的方案。
牵引变电所中的受电设备、牵引变压器和馈电设备等的配置，连接方式形成牵引变电所的主接线，并以主接线图表示。牵引变电所的类型直接决定变电所牵引侧的馈线形式，而牵引变压器的接线方式对牵引侧的接线形式都有直接影响。 我国现有牵引变电所采用的主接线，根据牵引变电所的类型和牵引变压器的接线方式，可分为四种， （1）三相YN/D11接线（Y/△接线） （2）单相V/V接线 （3）单相并联接线 （4）三相/两相斯科特接线
牵引变电所
牵引变电所电力牵引的专用变电所。
牵引变电所把区域电力系统送来的电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统，为地铁电动车辆或电车供电。
目录编辑本段牵引变电所的主要电力设备是单机容量为10000千伏安以上的降压变压器,称主变压器或牵引变压器。
工矿和城市交通大多采用直流电力牵引，故直流牵引变电所里除降压变压器外，还有把交流电变成直流电的半导体整流器。
此外，各类牵引变电所中还有用来接通和开断电力电路的主断路器、为了检修和安全用的隔离开关，以及为了自动、远动控制和保护用的自动控制系统和断电保护系统。
编辑本段分类牵引变压所分为直流和交流两类。
直流牵引变电所的功能是把区域电网的高压电加以降压和整流，使之成为直流1500伏、750伏或城市交通用600伏电压,再送到接触网，为直流电力机车或电动车辆供电。
交流牵引变电所根据牵引变压器绕组接线不同，又分为三相、单相和三相-两相牵引变电所。
①三相牵引变电所：变压器原边绕组通常为星形连接，副边绕组为三角形连接。
三角形的一个连接点接铁路行车轨道，另两个连接点分别接牵引变电所左右两侧的供电分区接触网。
由于两侧相位差60°,需要分段。
这种牵引变电所的优点是变压器副边保持三相，可供变电所本身和地方的三相用电；缺点是变压器的容量未能充分利用。
②单相牵引变电所：采用1～2台单相变压器。
用一台单相变压器时，副边绕组的一端接轨道，另一端同时供给左右两侧的供电分区接触网。
为了检修方便，两供电分区采用相关分段加以隔离。
若用两台单相变压器时，其原边绕组分别接到高压三相母线中两对不同的母线上，使三相负载平衡；两个副边绕组按V形接线,公共点接轨道,其余两端分别向两侧的分区供电,并用相关分段。
单相变电所的优点是变压器容量利用较充分。
但地区负荷需专用变压器；简单的单相接线，还影响三相系统的平衡。
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（2）牵引变电所的主接线由电源侧、主变压器、牵 引侧三部分组成。
电源侧主接线 牵引变电所属用户变电所，没有穿越功率，属于 终端型变电所，电源侧主接线较简单，多采用线 路变压器组接线方式，两回进线间没有跨条，每 回进线与一台变压器组成一组，这种接线方式适 用于主变压器固定备用方式，要求两回电源均为 主供回路，随时可以切换。
牵引变电所是电气化铁路系统供电系统的心脏， 无论一般线路还是高速线路都要求它具有高度的 可靠性，除后者在变压器容量的选择上要考虑高 速运行条件之外，其他方面区别不大。 接触网是牵引供电系统的主动脉，其功能是通过 与受电弓在运行中的良好接触将电能传给电力机 车。
良好接触的概念包括的内容有：弓网振动小、相互冲击小、 离线次数和时间少、导线和滑板磨耗小。为取得弓网间的 “良好接触”，各国专家花费了大量的时间和精力研究接 触网和受电弓的结构和主要参数，有的国家以针对不用的 运行速度确定了不同的受电弓类型。
Scott结线牵引变压器由两 台单相变压器连接而成。 一台单相变压器的原边绕 组两端引出，分别接到三 相电力系统的两相，称为β 座变压器；另一台单相变 压器的原边绕组一端引出， 接到三相电力系统的另一 相，另一端接到β座变压器 原边绕组的中点O，称为α 座变压器。这种结线形式 把对称三相电压变换成对 称两相电压，用其一相供 应一边供电臂，另一相供 应另一边供电臂 。
其主接线图见下图
主接线特点 电源线进线为220 kV（或11kV）电压输电线，高 压侧采用线路—变压器接线形式，设有两组线路一 变压器组，正常运行时一组工作、一组备用。当工 作主变压器或电源进线故障时，由备用线路-变压 器组借助于备用电源自投装置，自动转换取代原工 作线路一主变压器组运行。按需要，高压侧也可在 两组主变压器的断路器前面，连接带两组隔离开关 的横向跨条（三相），以增加运行的灵活性。
2。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。
我国电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制，额定电压 25kV。牵引动力为电能，牵引供电设备将国家电力系统 输送的电能变换为适合电力机车使用的形式，电力机车则 完成牵引任务，因此牵引供电设备和电力机车是电气化铁 路的两大主要装备，铁路其他装备和基础设施应与之相适 应。
牵引侧2 ×25 kV两相电压Uα，Uβ间相位移为π/2，且Uβ=Uα•e-jπ/2 ， 由相应于斯科特（scott）接线主变压器高边绕组T和低边绕组M的次 边取得，其引出线分别为TT，FT和TM，FM 连接至相应的两组带双 极隔开关分段的单母线系统（见图）,正常运行时两组隔离开关均合 闸，仅在某段母线检修时将其断开。每段母线部设有电压互感器 （PT）,以便某段母线检修或故障而停电时，不至中断对测量表计和 继电保护电压回路的供电.从Uα，Uβ相的两段牵引母线各馈出两回路 馈线T，F（正馈线）和T，N，F，分别向复线牵引网左、右两次侧供 电区上、下行线路供电。在两回路馈线断路器之间，设有备用断路器 RQ，通过相关隔离开关的转换操作，可使RQ代替任一馈线断路器工 作。此外，每相母线还连接有并联无功补偿装置PC。因斯科特 （scott）接线主变压器次边绕组不能连获得与地电连接（通过火花间 隙）的中性点N，故在每路馈线T，F的断路器后面设置一台自耦变压 器（AT）、其容量与线路牵引网所设AT容量相同.使列车在邻近牵引 变电所的AT段（约10 km）内运行时，仍能产生吸流效应。若主变压 器次边绕组具有可以接地运行的中性点或变压器内部带有自耦变压器 及输出端子,则可不另设AT。
开闭所多设于枢纽站、编组场、电力机务段和折返 段等处。在供电分区范围较大的复线AT牵引网中， 有时为了进一步缩小接触网事故停电范围和降低牵 引网电压损失和电能损失，也可在分区所与牵引变 电所之间增设开闭所，也称辅助分区所。
AT牵引网辅助分区所（SSP）的典型结构见图。图中， T为接触网；F为正馈线，PW为与钢轨并联的保护线 （protection wire）；B为断路器；SD为保安接地器； LA为避雷器；OT为控制回路电源；PT为电压互感器； AT为自耦变压器。保护线的作用是当接触网或正馈线 绝缘子发生闪络接地时，可与保护线形成金属性短路， 便于断电保护动作。
牵引变电所
电气化铁路基本组成结构的介绍
目 录
电气化铁路中有五种供电方式
牵引变电所主变压器 牵引变电所 开闭所 分区亭 AT所 电力机车的种类
电气化铁路的五种供电方式
1．直接供电方式 2．带吸流变压器的供电方式 3．带回流线的直接供电方式 4．自耦变压器供电 5．同轴电力电缆供电。
牵引变压器根据接线方式不同，又有单相变压器、 三相变压器、三相-二相变压器等
（1）主变压器（牵引变压器） 适合电力机车使用的27.5KV的单相电。由于牵引 负荷具有极度不稳定、短路故障多、谐波含量大等 特点，运行环境比一般电力负荷恶劣的多， 因此 要求牵引变压器过负荷和抗短路冲击的能力要强， 这也是牵引变压器区别于一般电力变压器的特点。
带三相一两相平衡主变压器的牵引变电所，为使 其交流自用电系统获得三相电源，普遍采反变换的 斯科特接线（两阳一三相式）自用电变压器，连接 在主变压器次边，见主接线图
应用与展望 ＡＴ供电方式牵引变电所由于馈线供电电玉提高至2×25kV （牵引网电压仍为25 Kv），与25kV馈线电压相比，变电所 间距离成倍扩大，主变压器容量相应增大（单机最大容量为 63MV•A以上），采用三相一两相平衡接线主变压器有利于 改善变电所的主要运行技术指标（电压水平和负序电流等）， 提高供电质量。但牵引变电所主接线相对较复杂，使其一次 投资费用增大。它适用于高速、重载和繁忙干线电气化铁路， 特如在欧洲等一些国家的高速铁路牵引变电所应用较广泛。
牵引侧主接线 电力系统的三相高压电源经过牵引变压器变压后， 要用27。5kV或者55kV的单相电源向接触网供电， 所以负荷以牵引负荷为主，因此称为牵引侧主接线。 高速电气化铁路多为双线，在牵引变电所内一般设 有四回馈电线，上下行方向各两回。上行方向两回 线设一台备用断路器；下行方向两回线设一台备用 断路器。 复线铁路一般为四回馈电线，每两回同相馈电线设 一组备用断路器。
2. 斯科特变压器（三相变两相平衡变压器）的原理 斯科特（Scott）变压器，是一种特种变压器。它能将 供电电源的三相电变成两相电（两个相位差90°的单 相），提供两相电源，保证供电的三相电源平衡
该变压器原边有两个绕组，接成倒T形，它的底部绕组（称 为底绕组）接入高压系统的两相间电压（如A，C相间）， 另一绕组（称为高绕组）则连接于底绕组中心点和高压三个 电压中的另一相（如B相），底绕组和高绕组的匝数比为1： √3/2；次边匝数相同的两个单相绕组，在空间结构上分别与 倒T形原边绕组相对应、构成互成π∕2相位差的两相次边电压 Uα，Uβ，分别向两侧不同的接触网分段供电。当两馈电分 段电流为Iα，Iβ时，通过电流变比和相位转换，可得原边三 相电流IA＝IB＝IC且相位是对称的，使原边三相负荷实现了 平衡，是其优点。
开闭所
所谓开闭所，是指不进行电压变换而用开关设备实 现电路开闭的配电所，一般有两条进线，然后多路 馈出向枢纽站场接触网各分段供电。 进线和出线均 经过断路器，以实现接触网各分段停、供电灵活运 行的目的。又由于断路器对接触网短路故障进行保 护，从而可以缩小事故停电范围。
开闭所的主要设备是断路器。电源进线一般设两回， 复线时可由上、下行牵引网各引一回，出线则按需 要设置。当出线数量较多时，也可将开闭所母线实 行分段。单线时如就近无法获得第二电源，也可只 引一回电源。
AT供电方式牵引变电所主接线 AT供电方式牵引变电所主接线向带有自耦变压器 （AT）供电方式牵引网供电的交流牵引变电所电 气主接线。这种牵引变电所多数采用特殊结构的 三相一两相平衡变压器为主变压器，以减小单相 不对称牵引负荷对电力系统负序电流的影响，实 现降压和变相功能，并以2 ×25 kV电压馈线向 AT牵引网供电。
(2)动力变压器 动力变压器一般是给本所以外的非牵引负荷供电， 电压等级一般为27.5/10KV，容量从几百至几千 KVA不等。
（3）自耦变压器 自耦变压器(AT)是AT供电的专用变压器，自身阻 抗很小，一般沿牵引网每10～20km设一台，用以 降低线路阻抗，提高网压水平及减少通信干扰。 （4）所有变压器 所用变压器(又称自用电变压器)是给本所的二次设 备、检修设备以及日常生活、照明负荷供电的设 备，电压一般为27.5/0.4KV或27.5/0.23KV，容量 从几十至几百KVA不等。
带回流线的直接供电方式是在接触网支架上架设一 条与钢轨并联的回流线，如下图示，利用接触网与 回流线之间的互感作用，使钢轨中的电流尽可能地 由回流线流回牵引变电所，因而能部分抵消接触网 对邻近通信线路的干扰。
自耦变压器供电方式
自耦变压器供电方式（简称AT供电方式），是每 隔10km左右在接触网与正馈线之间并联接入一台 自耦变压器，其中性点与钢轨相连。自耦变压器 将牵引网的供电电压提高一倍，而供给电力机车 的电压仍为25kV，如下图所示。
我国第一条电气化铁路始建于宝成线宝鸡~凤州段， 全长91km ，于1961年8月正式通车，至今已40 余年，截止2002年底全国电气化铁路营业里程已 达18336km
牵引变电所主变压器
1.牵引变电所内的变压器分类: 根据用途不同，分为主变压器(牵引变压器)、动力 变压器、自耦变压器(AT)、所用变压器几种。
这种供电方式最简单，投资最省，牵引网阻抗小，能耗也较低。供电 距离单线一般为30公里左右，双线一般为25公里左右。 电气化铁路是单相负荷，机车由接触网取得电流，经钢轨流回牵引变 电所。由于钢轨与大地是不绝缘的，一部分回流由钢轨流入大地，因 此对沿线通信线路产生感应影响。这是直接供电方式的缺点。