高速铁路概论-第三讲-高铁牵引供电和车辆
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第一节高速铁路牵引供电系统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。
高速铁路牵引供电方式1.直接供电方式电方式是指牵引变电所通过接触网直接向动车组供电,回流经钢轨及大地直接返回牵引变电所。
这种供电方式的电路构成简单、设备少,施工及运营维修都较方便,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,因此一般不采用。
2.BT供电方式BT供电方式就是在牵引供电系统中加装吸流变压器(3~4 km安装一台)和回流线。
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,因此大大减轻了接触网对邻近通信线路的干扰。
采用BT供电方式的电路是由牵引变电所、接触悬挂、回流线、轨道及吸上线等组成。
牵引变电所作为电源向接触网供电;动车组列车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、方向相反,故能抵消接触网产生的电磁场,从而起到防干扰作用。
理论上的理想情况是这样的,但实际上由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流,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电磁感应的影响。
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,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会产生很大的电弧,极易烧损机车受电弓和接触线。
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,故已很少采用。
3.AT供电方式随着铁路电气化技术的发展及动车组的投入运行,传统的供电方式已不能适应铁路发展的需要,各国开始采用AT供电方式。
第三章高速铁路牵引动力与供电系统
主要内容
3.1 概述
二、牵引供电系统的组成
牵引供电系统内部构成示意图(以客专为例)
三、牵引供电系统的管理与安全
3.2 高速铁路的牵引动力
高速铁路牵引动力的要求
一、牵引动力的形式及其配置
(三)牵引动力集中配置于分散配置的比较
二、传动方式与传动装置
三相交流牵引电动机的优点
3.3高速铁路牵引供电系统
一、概述
二、牵引变电所
●变电所自动化系统:变电所自动化是指集监控与中央信
牵引变电所的作用
(二)一次供电方式
散射供电(辐射线供电)
牵引变电所向牵引网的供电
(三)牵引变电所的运行与检修
检修周期
三、接触网
牵引网供电方式
直接供电方式(TR)
BT(吸流变压器)供电方式
带回流线的直接供电方式(TRNF)
AT(自耦变压器)供电方式
世界一些国家高铁采用的牵引供电方式。
可编辑修改精选全文完整版高速铁路牵引供电系统1.牵引变电所牵引变电所是电气化铁路的心脏,其作用是将110 kV(220 kV)三相交流电变换成27.5 kV(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10 kV动力负荷。
所以,牵引变电所具有3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。
2.分区亭在电气化铁路上,为了提高运行的可靠性,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,分区亭的主要功能如下:(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;当单独工作时,断路器打开。
(2)当同一供电臂上的上、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,由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,缩小事故范围和实行必要时的越区供电。
3.开闭所当远离牵引变电所的枢纽站、电力机务段等大宗负荷需要多条馈电线向这些接触网分组供电时,一般采用建立开闭所的办法来解决。
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。
开闭所一般有两条进线,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、供电的灵活运行,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。
开闭所的作用是增加馈线数目,将主线接触网与分支接触网分开,缩小事故范围,提高供电可靠性,保证枢纽站、站场装卸作业和接触网分组检修的灵活性和安全性;降低牵引变电所的复杂程度,还可实现上、下行扭接,保证在事故情况下供电,正常情况下扭接有利于改善牵引网电压水平,降低电能损失。
高速铁路牵引供电系统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。