电气化铁路牵引供电系统简介
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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。
阐述电气化铁路牵引供电系统世界上第一条电气化铁路是由西门子和哈尔斯克公司于1879年在德国柏林世界贸易博览会上展出的,虽然很小,但却是电气化铁路的先驱。
世界上第一条运行的高速铁路于1964年诞生于日本。
由于高速铁路不仅综合能效高,而且运输量大、乘车环境舒适,因此受到全球很多国家的重视,高速铁路已经成为了铁路运输的主要方向之一。
继日本之后,法国的TGV高速铁路和德国的ICE高速铁路业相继建成并投入运营。
随着大量电气化机车投入使用,其对电网稳定运行的影响逐渐受到铁道部门和电力部门的关注。
随着人们生活质量的提高,人们对于供电的要求也相应提高。
然而电力机车在运行中产生的谐波和负序对电力系统的稳定性产生了很大的影响。
因此研究电气化铁路牵引负荷产生的谐波和负序对电力系统的影响,并提出相应的解决措施是一项十分有意义的工作。
1电气化铁路和供电方式当前世界上的高速铁路的供电牵引系统主要由两个部分组成,即变电站和接触网。
变电站和接触网需要协调运作才能确保电气化铁路牵引供电系统的变电、配电和送电的工作。
变电站作为牵引供电系统的一个核心部分,主要的工作任务是将国家电网输入的三相高压转化为与电力机车输入端相相吻合的电能。
除此之外,变电站还要将转换之后的电能输入到接触网中,从而电力机车供电模块就可以随意调用。
虽然变电站的职责简单明了,但是其包含了多种电器元件,包括变压器、接地开关、隔离开关、电压互感器、断路器、电流互感器等。
接触网作为连接牵引变电机构和电力机车供电系统的枢纽,能够使经变电站转换之后的电能被电力机车供电模块使用。
因此高速铁路的运行速度受接触网的电力负荷的影响很大,对铁路运行的稳定性有一定的威胁。
为了提高接触网的可靠性,在设计的时候要满足电力机车弓网耦合条件,尽量减少运行中接触网和弓网之间的机械振动和冲击。
接触网是连接变电站和电力机车的枢纽,主要有接触悬挂部分、支持装置部分、定位装置部分以及支柱和基础部分。
其中接触悬挂部分主要由接触线、选调机构组成;支持装置部分是一种连接装置,支撑部分通常会被设计成接触悬挂和支柱的形式,主要有横跨类结构和腕臂支持两类;定位装置部分保证了接触线的稳定和弓网良好的耦合,其一般情况下位于接触线和滑板有效接触的地方,定位的零部件有定位管、定位器、连接件等等;支柱和基础部分主要起承受载荷的作用,载荷一般来自自然界的风、冰以及系统自身的接触悬挂装置、支持装置以及附加导线等等,与此同时还可以对附加导线和接触悬挂部分起到固定的作用。