电气化铁路供电系统的设计及实现
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黑龙江交通职业技术学院毕业设计(论文)题目电气化铁路scott接线变压器牵引供电方式设计专业班级姓名学号2017年月日摘要随着我国铁路跨越式发展战略的逐步实施,我国铁路已逐步向高速客运专线的方向发展,电气化铁道接触网作为整个电力供电系统的重要组成部分,其牵引负荷的供电要求相以前的常规铁路已发生较大变化,对接触网系统的供电质量要求也越来越高。
牵引供电系统的供电质量好与坏?弓网是否有良好的受流质量?这与高速铁路供电系统方式有着密不可分关系,因为供电方式的不同将直接影响接触网的电压、电流等参数,最终影响受流质量。
目前,铁道部加快了重载高速电气化铁路的建设。
重载高速电气化铁路的重要特点是牵引负荷较以往电气化铁路有很大幅度的提高,如大秦线2亿t扩能改造工程,单列车牵引质量由1万t增加到2万t,牵引功率也由原来的12800kW增加至25600kW;高速客运专线速度为350km/h时,列车牵引功率可达到22000~25000kW,是普通速度客运机车功率的4~5倍。
如此大的负荷对供电系统的功率传输能力提出了新的要求。
因此,对高速铁路接触网供电方式研究是十分关键的。
关键词:变压器,斯科特,供电目录第1章绪论 (1)1.1 选题目的和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 牵引变压器 (2)1.4 本文主要内容 (2)第2章斯科特变压器 (4)2.1 AT供电方式 (4)2.2 斯科特变压器特点 (4)2.3 斯科特变压器供电方式 (6)2.4 高压侧主接线 (7)2.5 馈线侧主接线设计 (8)第3章斯科特计算 (10)3.1 变压器计算容量 (10)3.2 变压器校核容量 (10)3.3 短路计算 (11)3.3.1 短路点的选取 (11)3.3 备用方式选择 (11)3.4 绘制电气主接线图 (12)第4章我国采用斯科特变压器的线路 (14)4.1 哈大铁路客运专线 (14)4.2 京沪高速铁路 (14)4.3 京沈客运专线 (15)第5章结论 (16)参考文献 (17)第1章绪论1.1 选题目的和意义我国自1961年8月15日建成开通宝鸡至凤州91km第一段山区电气化铁路、实现电气化铁路零的突破以来,到2005年末,电气化开通营业里程已突破2万km。
电气化铁道供电系统与设计课程设计报告班级:学号:姓名:指导教师:年月日一、题目某牵引变电所位于大型编组站内, 向两条复线电气化铁路干线的两个方向供电区段供电, 已知列车正常情况的计算容量为27000 kV A(三相变压器), 并以10kV电压给车站电力照明机务段等地区负荷供电, 容量计算为2700 kV A, 各电压侧馈出数目及负荷情况如下: 25kV回路(1路备): 两方向年货运量与供电距离分别为, , 。
10kV共4回路(2路备)。
二、供电电源由系统区域变电所以双回路110kV输送线供电。
本变电所位于电气化铁路的首端, 送电线距离30km, 主变压器为SCOTT接线。
三、题目分析及解决方案框架确定2.1.选题背景、负荷分析和原始数据在保证电气化铁道供电安全可靠的同时, 也要求供电设备最经济的利用, 因此选择合适容量的变压器是很有现实意义的。
本文在这方面对已有的计算公式进行了分析, 并提出了一个较为准确的变电所有效电流公式, 说明在某些情况下机组的选择必须进一步考虑实际的运行情况。
牵引变电所是电气化铁路牵引供电系统的核心部分, 它的主要任务是将电力系统输送来的三相高压电变化成适合电力机车使用的电能。
而电气主接线反映牵引变电所设施的主要电气设备以及这些设备的规格、型号、技术参数以及连接方式。
通过电气主接线可以了解牵引变电所设施的规模大小、设备情况。
由上述资料可知, 本牵引变电所担负着重要的牵引负荷供电任务(一级负荷), 馈线数目多、影响范围广, 应保证安全可靠的供电。
10KV地区负荷主要为编组站自动化驼峰、信号自动闭塞、照明及其它自动装置等, 应有足够的可靠性。
2.2.牵引变压器台数和容量的选择牵引变压器是牵引供电系统的重要设备, 其容量大小关系到能否完成国家交给的运输任务的问题。
从安全运行和经济方面来看, 容量过小会使牵引变压器长期过载, 将造成其寿命缩短, 甚至烧毁;反之, 容量过大将使牵引变压器长期不能满载运行, 从而造成其容量浪费, 损耗增加, 使运营成本增大。
电气化铁路牵引供电系统设计随着科技的不断进步和社会的不断发展,交通运输也在不断地优化和完善。
其中,铁路交通作为安全、快捷、环保的一种交通方式越来越受到人们的重视。
电气化铁路的建设是铁路交通发展的重要组成部分。
电气化铁路牵引供电系统是电气化铁路运行的重要设施,其设计直接关系到铁路交通的安全和稳定性。
本文将从设计的基础需求、技术要求以及具体实现等方面分析电气化铁路牵引供电系统的设计。
一、基础需求电气化铁路牵引供电系统的设计需要满足以下基础需求:1.安全性:电气化铁路是一种高速运行的交通方式,因此对安全性要求极高。
供电系统需要具备一定的安全措施,如过载、电压等保护装置,确保列车在运行过程中不会因供电系统故障而发生问题。
2.稳定性:电气化铁路供电系统需要保持电压、电流等参数稳定,确保供电质量良好。
同时,还需要考虑到运行过程中温度、湿度等因素的影响,对供电系统进行综合考虑和设计,确保供电系统长期稳定运行。
3.高效性:电气化铁路是一种高效的交通方式,需要牵引供电系统具备一定的效率。
既要保证足够的供电能力,又要降低能耗,提高供电系统的效率。
4.兼容性:供电系统需要兼容不同类型的列车,以及各种不同的运行情况。
同时还需要兼容不同的铁路线路等。
二、技术要求电气化铁路牵引供电系统需要满足以下技术要求:1.电压等级:供电系统需要提供足够的电压和电流,同时还需要与不同的列车进行匹配。
供电系统的电压等级需要根据实际情况进行选择,以确保其能够满足实际需求。
2.配电系统:供电系统需要具备相应的配电系统,以保证能够有序地为列车供电。
同时还需要考虑到配电过程中的损耗等问题,尽可能降低能耗,提高效率。
3.牵引变流器:牵引变流器是电气化铁路配电系统的核心部分,需要具备稳定的输出电压和电流。
同时还需要具备过流、过压等保护机制,以保证列车在运行过程中的安全。
4.供电系统保护:供电系统需要具备过载、短路等保护机制,及时发现和排除故障,以保证供电系统的安全、稳定运行。
电气化铁路供电系统的设计与实现一、导言电气化铁路是现代交通运输的必需品,概念简单来说就是用电力作为牵引能源的铁路交通系统。
电气化铁路的供电系统是电气化铁路的重要组成部分,供电系统的设计与实现是电气化铁路建设的重要环节,本文将就此展开讨论。
二、供电系统的基本概念供电系统是支持电气化铁路正常运行的关键基础设施之一,它主要由供电站、电气化变电站、牵引变压器、接触网、集电装置、地线以及设备和通信控制系统等部分组成。
其中,供电站是供应电力给电气化铁路的核心部分,电气化变电站负责将高压输电线路的电压转换为低压直流电,牵引变压器用于将低压直流电转换为适合交流电驱动的电能,接触网则是供电系统的主要能量输出装置,集电装置用于对接触网所输出的电能进行集电,地线则是用于保证安全的配套设施。
三、供电系统的设计原则为了保证电气化铁路运行的安全性和运行效率,供电系统的设计必须符合一定的原则。
首先,供电系统必须满足稳定、可靠、高效、安全的电力供应要求。
其次,供电系统的设计需要考虑供电站覆盖面积、变电站的布局、接触网构造等因素,要在满足技术要求和经济需求的前提下进行合理布局和安排。
此外,供电系统的设计还需要考虑在地形条件不同的地方下如何解决供电站、变电站、接触网和车站等相互关联的问题。
四、供电系统的实现方法在实现供电系统的过程中,需要考虑到系统的可靠性、稳定性和灵活性等因素。
供电系统具体的实现方法根据不同的技术要求和经济条件进行选择。
一般情况下,供电系统的实现技术主要有以下几种:1. 直供直流电力系统(DC)该方法主要是通过直流电传输来实现电气化铁路的供电,其特点是输电损耗较小,系统结构简单,稳定性和可靠性高。
但由于操作难度较大,需要专业技术人员进行操作,因此使用范围相对较窄。
2. 交流电力系统(AC)该方法主要是通过交流电传输来实现电气化铁路的供电,其特点是输电噪音小,相对稳定,且操纵容易。
但对于电气化铁路的大规模使用来说,支持的电压和频率等参数需要与国家标准保持一致,造成的成本相对较高。
电气化铁路供电系统设计作者:石昭监来源:《城市建设理论研究》2013年第02期摘要:铁路和电力同为国家的重要基础设施,电气化铁路的发展与其供电系统密不可分。
电气化铁路是电网的重要用电负荷,同时对电力系统运行也带来一些新的问题。
本文首先分析了电气化铁路供电系统的构成,并对电力牵引的特点和优越性进行了说明,其次分析了电气化铁路供电系统设计中存在的问题,最后重点论述了电气化铁路供电系统的设计要点。
关键词:电气化铁路;供电系统;设计;牵引供电;供电方式Abstract: the railways and power as a national important foundation facilities, is closely related to development of electrified railway and power supply system. The electrified railway is the important power grid electricity load, but also brings some new problems to power system operation. This paper first analyzes the structure of electrified railway traction power supply system of electric traction, and the characteristics and advantages are described, followed by analysis of the design of electrified railway traction power supply system in question, finally discusses the key points in the design of power supply system of electric railway.Keywords: electric railway; power supply system; design; traction power supply; power supply 中图分类号: U22 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)一、电气化铁路供电系统的构成电气化铁道供电系统由一次供电系统和牵引供电系统组成。
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;。
电气化铁路供电系统的设计及实现
近年来,随着科技的不断进步,人们的出行方式也在不断地改变。
现如今,高铁、城际列车等电气化铁路交通工具越来越受到人们的青睐。
电气化铁路供电系统是实现电气化铁路运行的核心部分之一,也是现代化铁路系统的必备组件。
一、电气化铁路供电系统的基本原理
电气化铁路供电系统主要由供电设备、供电附属设备和电缆等三部分组成。
供电设备主要是负责将高压交流电转化为铁路交流电,使电力能够传送到供电车辆上。
为保证供电设备的正常运行,必须要安装高压开关、变电所、配电室等相关设备。
供电附属设备主要是用于传送电能,包括主变电所、轨道分区、接触网等。
这些设备的作用是将供电设备得到的电能传送到铁路上。
电缆是铁路上至关重要的组件,有着传输力电、信号、数据等不同的作用和需求。
铁路电缆一般分为三个部分:信号电缆、轨道电缆和供电电缆。
其中,信号电缆主要负责人工行车和自动化设备的操作,一般采用屏蔽电缆来保证其安全性;轨道电缆主要用于铁路安全设备的运行,如道岔、防护门等;供电电缆则是将轨道上的电能传输给列车和站房,一般采用铜芯电缆或铝合金芯电缆。
二、电气化铁路供电系统的设计和实现
1. 设计
电气化铁路供电系统的设计十分复杂,需要考虑很多因素,包括环境因素、铁路线路和列车的要求等。
设计时需要遵循以下几点:
(1)环境要素的考虑。
铁路供电系统的设计要考虑到铁路线路所处的环境,比如气候、地形、土壤等因素。
(2)列车匹配。
要根据列车的运营要求,选择不同的供电方式和电缆材料,
确保供电系统正常运行。
(3)安全性的保障。
在设计过程中,需要关注铁路设备的安全性,保证稳定
的供电过程。
同时,要考虑到供电方式的环保性,在设计过程中尽可能减少供电对环境的污染。
2. 实现
实现电气化铁路供电系统需要遵循以下几个步骤:
(1)铁路线路的规划。
在规划阶段,需要考虑到地形、气候、土壤等因素,
为购置供电设备和设计供电附属设备做好准备。
(2)供电设备的购置。
供电设备的购置需要考虑性能、质量、价格等多个因素,保证供电设备的质量和性能。
(3)供电附属设备的安装。
在安装过程中,需要考虑供电设备的类型、用途
等因素,根据实际情况进行地面和轨下设备的安装和维护。
(4)电缆安装。
电缆的安装需要考虑到电缆的类型、长度、使用环境等因素,选用符合国际标准的电缆和维护设备。
三、电气化铁路供电系统存在的问题
尽管电气化铁路供电系统的设计和实现已经非常成熟,但仍存在一些问题,如:(1)供电设备的老化。
随着时间的推移,供电设备的老化逐渐加重,可能导
致供电中断,对铁路通行产生影响。
(2)供电附属设备的协调问题。
供电附属设备的协调是实现铁路供电系统和
列车运行的关键环节。
如果这些设备的协调不够紧密,则可能导致铁路供电系统不能正常运作。
(3)由于铁路上人工行车交叉造成列车运行速度降低,为了提高行车效率,近年来高速列车自动驾驶技术的研究和应用也在不断推进。
总之,在电气化铁路系统的建设和维护中,需要持续不断地进行各种创新和升级,以适应不断变化的需求,更好地服务于人民生产和生活。