电气化铁道供电原理

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以上地高压电力系统向牵引变电所供电.目前牵引供电系统地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、浙赣都是采用地直供加回流线方式.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地供电方式.这种供电方式地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地强大磁场得不到平衡,对邻近地广播、通信干扰较大,所以一般不采用.我国现在多采用加回流线地直接供电方式.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>和回流线地供电方式.这种供电方式由于在接触网同高度地外侧增设了一条回流线,回流线上地电流与接触网上地电流方向相反,这样大大减轻了接触网对邻近通信线路地干扰.BT供电地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；吸流变压器地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地特殊变压器.它使流过原、副边线圈地电流相等,即接触网上地电流和回流线上地电流相等.因此可以说是吸流变压器把经钢轨、大地回路返回变电所地电流吸引到回流线上,经回流线返回牵引变电所.这样,回流线上地电流与接触网上地电流大小基本相等,方向却相反,故能抵消接触网产生地电磁场,从而起到防干扰作用.以上是从理论上分析地理想情况,但实际上由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流,所以经回流线地电流总小于接触网上地电流,因此不能完全抵消接触网对通信线路地电磁感应影响.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,则该段回流线上地电流会小于接触网上地电流,这种情况称为“半段效应”.此外,吸流变压器地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地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供电方式地牵引网阻抗较大,造成较大地电压和电能损失,故已很小采用.三、AT供电方式随着铁路电气化技术地发展,高速、大功率电力机车地投入运行,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地供电方式.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地感应影响,又能适应高速、大功率电力机车运行地一种比较先进地供电方式.AT供电方式地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地电压为25kV.而接触悬挂与轨道之间地电压仍为25kV,正馈线与轨道之间地电压也是25kV.自耦变压器是并联在接触悬挂和正馈线之间地,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>地自耦变压器将整个供电区段分成若干个小地区段,叫做AT区段.从而形成了一个多网孔地复杂供电网络.接触悬挂是去路,正馈线是回路.接触悬挂上地电流与正馈线上地电流大小相等,方向相反,因此其电磁感应影响可互相抵消,故对邻近地通信线有很好地防护作用.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地绝缘水平即可将牵引网地电压提高一倍.BT供电方式牵引变电所地输出电压为27.5kV,而AT供电方式牵引变电所地输出电压为55kV,线路电流为负载电流地一半,所以线路上地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,接触悬挂上地电流与正馈线上地电流大小相等,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供电地自耦变压器是并联在接触悬挂和正馈线间地,不象BT供电地吸流变压器,串联在接触悬挂和回流线之间,因此没有因励磁电流地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供电方式地供电电压高、线路电流小、阻抗小(仅为BT供电方式地1/4左右>、输出功率大,使接触网有较好地电压水平,能适应高速大功率电力机车运行地要求.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,对机车地高速运行和接触网和接触网地运营维修极为不利.4、AT供电牵引变电所间距大、数量少.由于AT供电方式地输送电压高、线路电流小、电压损失和电能损失都小,输送功率大,所以牵引变电所地距离加大为80～120km,而BT供电方式牵引变电所地间距为30～60km,因此牵引变电所地距离大大减少,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>,是一种新型地供电方式,它地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.由于同轴电力电缆地阻抗比接触网和钢轨地阻抗小得多,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,二者形成地磁场相互抵消,对邻近地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地外侧增设了一条回流线,回流线上地电流与接触网上地电流方向相反,这样大大减轻了接触网对邻近通信线路地干扰.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所和沿线架设地正馈线,不仅减少了投资,还便于接触网维修.所以自大秦线以后地电气化铁道,基本都采用这种方式.我段所管辖地京沪、沪昆都采用这种供电方式.直供加回流线供电方式地原理如下图所示.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地两个变电所中央是断开地,将两个牵引变电所之间地接触网分成两独立地供电分区,又叫供电臂.每个供电臂只从一端地牵引变电所获得电能地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地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,位于两变电所之间地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地,因供电距离过长,难以保证末端地电压质量,所以只是一种临时应急措施,并且在实行越区供电时,应校核供电末端地电压水平是否符合要求.在复线区段同一供电臂上、下行接触网接地是同相电,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,提高接触网地电压水平.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地两供电臂上地电压是不同相位地.为了减少对电力系统地不平衡影响,各牵引变电所要采用换连接,不同相位地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。

电气化铁道自耦变压器(AT)供电方式简介前言在电气化铁路中，电能的传输和变换至关重要。

自耦变压器(AT)的供电方式是铁路电气化中一个重要的技术应用，接下来我们将简单介绍该供电方式的相关内容。

自耦变压器(AT)供电方式的基本原理在电气化铁路供电系统中，自耦变压器(AT)的电路原理是由交流电源频率的高压电流通过自耦变压器(AT)降压后，再通过断路器、刀闸等开关进行控制和保护，最后通过铁路电网向电气化铁路传输能量。

自耦变压器(AT)供电方式的特点1.供电范围广：自耦变压器(AT)的供电范围广，可以为电气化铁路的各类设备提供稳定而高效的电能。

2.储能能力强：自耦变压器(AT)具有较强的储能能力，可根据铁路电气化设备的需求进行适配。

3.维修简便：自耦变压器(AT)的内部结构较为简单，维护和维修较为便捷。

4.安全稳定：自耦变压器(AT)供电方式可通过断路器等开关进行保护和控制，能够保证电气化铁路运行的安全稳定。

自耦变压器(AT)供电方式的应用领域自耦变压器(AT)供电方式主要应用于电气化铁路设备的供电和能量传输方面，如轨道电缆和牵引变流器等。

自耦变压器(AT)供电方式的优势相比传统的供电方式，自耦变压器(AT)供电方式具有以下几个方面的优势：1.成本更低：相比于传统的供电方式，自耦变压器(AT)供电方式的成本更低，能够为铁路建设的节约带来一定的经济效益。

2.设备效率更高：自耦变压器(AT)供电方式采用了高效的能量传输方式，能够为电气化铁路设备的使用效率带来提升。

3.更为稳定可靠：自耦变压器(AT)供电方式通过断路器等开关控制，能够为电气化铁路的安全稳定运行提供保障。

总结在电气化铁路中，自耦变压器(AT)供电方式是一种应用广泛且具有良好效果的能量传输技术。

通过了解自耦变压器(AT)供电方式的基本原理、特点、应用领域以及优势，我们可以更好地掌握这一技术，为电气化铁路的建设和运行提供更加稳定可靠的保障。

电气化铁道主要供电方式
电气化铁道的主要供电方式通常有以下几种：
1.架空线供电（Overhead Line Electrification）：这是最常见的
供电方式，也称为接触网供电。

在架空线供电系统中，铁道上方架设一条称为接触网的电线，电动列车通过集电装置与接触网接触，从而获取所需的电能。

接触网将高压直流（DC）或交流（AC）电源通过变电站供应到铁道上，以满足列车运行的电力需求。

2.第三轨供电（Third Rail Electrification）：在第三轨供电系统
中，铁道旁边或中间安装一条额外的供电轨道，称为第三轨。

电动列车通过集电装置与第三轨接触，从而获得所需的电能。

第三轨通常使用直流供电，但也有一些使用交流供电的系统。

3.混合供电方式：某些铁路系统采用混合供电方式，同时使
用架空线和第三轨供电。

这种方式通常用于铁路线路的不同区段或分支线路，以适应不同的运行要求和设备技术。

不同地区和铁路系统可能采用不同的主要供电方式，其中选用的供电方式取决于多个因素，包括成本、技术要求、环境影响以及安全性等考虑。

另外，电气化铁道的供电方式也在不断发展和创新，例如可再生能源和蓄电池技术的引入，以提高能源效率和减少环境影响。

铁道供电原理
铁道供电是指为铁路交通提供电力的一种方式。

铁道供电原理主要有以下几个方面：
1. 直流供电：铁路供电系统通常采用直流供电的方式，直流供电可以减少电能损耗和电力线路的电压降低。

直流供电系统通常包括电源变电所、接触网、牵引变电所、牵引系统和辅助设备等。

2. 电源变电所：电源变电所是铁路供电系统的起始点，它将交流电转换为直流电，并通过接触网供给给牵引变电所。

3. 接触网：接触网是铁路供电系统的重要组成部分，它由一系列的接触线组成，一端连接到电源变电所，另一端固定在架空的铁道架子上。

列车通过接触线与接触网之间的接触滑行，从而获取所需的电能。

4. 牵引变电所：牵引变电所是供应列车牵引系统所需电能的设施，它将接触网提供的电能通过牵引变压器转换为适合列车牵引设备的电压和电流。

5. 牵引系统：牵引系统由列车上的电力设备和电机组成，它将接触线提供的电能转换为机械能，驱动列车运行。

6. 辅助设备：铁路供电系统还包括为列车和车站提供电力的辅助设备，例如车站照明、信号系统等。

这些设备通常由牵引变电所直接供电。

简述铁路供电系统的供电原理铁路供电系统是铁路运输系统的重要组成部分，它为列车提供所需的电能以保证安全、高效地运行。

铁路供电系统的供电原理是通过输送电能给列车，使其能够运行，并提供驱动力和照明等功能。

在这篇文章中，我们将一步一步回答中括号内的内容，全面介绍铁路供电系统的供电原理。

一、什么是铁路供电系统？铁路供电系统是指为铁路运输系统提供电能的设备和网络，包括电网传输线路、变电站、接触网、牵引变电所和电气化设备等。

铁路供电系统的主要功能是为列车提供所需的电能，以保证其运行、驱动和照明等功能的正常运行。

二、铁路供电系统的整体架构铁路供电系统主要由能源输送部分和牵引和照明设备两大部分组成。

能源输送部分包括电网传输线路和变电站。

电网传输线路是将高压电能从发电厂输送到变电站，然后将其通过变压器转换为适合铁路供电的电压。

变电站则起到转换电能和分配电能的作用，将电能分配给接触网和牵引变电所。

牵引和照明设备部分包括接触网、牵引变电所和电气化设备。

接触网是一套覆盖在铁路车辆上方的电源装置，它的主要作用是通过与列车上的受电弓接触，将电能传输给列车。

牵引变电所是通过接触网将电能传输给列车，并提供所需的驱动力。

电气化设备主要包括信号设备、照明设备和空调设备等，它们通过供电系统提供所需的电能，保证列车的正常运行。

三、供电原理的具体步骤1. 发电厂生产电能铁路供电系统的电能主要来源于发电厂。

发电厂通过燃煤、水力、核能等方式产生高压电能，然后通过输电线路将电能传输到变电站。

2. 电网传输线路输送电能电网传输线路负责将发电厂产生的高压电能传输到变电站。

电网传输线路通常采用高压输电线路，通过高压输电线路将电能输送到变电站。

3. 变电站转换电压变电站是铁路供电系统中的关键设备之一。

它接收到高压的电能后，通过变压器将电能转换为适合铁路供电的电压。

变电站还具有分配电能的功能，将电能分配给接触网和牵引变电所。

4. 接触网传输电能接触网是铁路供电系统中的核心部分，它是一套覆盖在铁路车辆上方的电源装置。

第二章电气化铁道基本原理第一节电气化铁道的概念及优越性一、电气化铁道的概念采用电力牵引的铁道叫电气化铁道。

它改变了蒸汽牵引和内燃牵引的常规牵引模式，给现代铁道运输带来了强大的生命力，是现代轨道运输发展的必由之路。

二、电气化铁路的优越性电气化铁路由电力机车通过接触网从外部电源取得电能牵引列车前进，所以它具有如下优点。

1、牵引功率大，运输能力高由于电力机车本身不带能源，也不需要带能源转换设备，可从外部电源取得所需全部电能，所以在同样机车重量情况下，电力机车容易做到大功率运行实践证明，电气化铁路在地形复杂的长大坡道、隧道群、高原和沙漠区段有着明显优势。

在地理条件较好的繁忙干线也显示了其优越性，在石—太线的石阳段，年运输能力由电化前的2000吨提高到电化后的6000万吨，从而显示了电气化铁路多拉快跑的特点。

2、牵引效率高，综合利用能源电力牵引消耗的是电能，而电能可以集中化现代化生产，大型现代发电设备可使热效率达到60%以上，若采用水力发电水能利用率更高，并且核能发电正在蓬勃发展之中，电力牵引是内燃牵引效率的两倍。

电力牵引可以综合利用能源，尤其在石油、煤炭资源面临枯竭的今天，人们努力开发、利用新能源，如风能、光能、地热能和潮汐能等。

随着科学的发展，会有更广泛更廉价的再生能源被利用，电气化铁路可以利用一切能源发出的电能。

3、环保运输，工作条件好随着人们物质文明和精神文明的提高，人们对环境的要求也越来越高。

人类也受到了掠夺式占有的惩罚，保护环境可持续发展已是人们的共识。

电力机车直接使用电能，免除了燃煤燃油排放的一氧化碳及其他有害气体的污染，给旅客及沿线人民创造了良好的生活、生产环境。

电力牵引利用了集约化发电设备的低能耗、低污染的生产优势。

电力牵引减少了余热及费气排放，给司乘人员及铁路工作人员创造了舒适、清洁的工作环境，特别是在长大隧道及其他通风条件差的区段尤为显著。

4、劳动生产率高，运输成本底由于电力机车可以连续不断地从外部电源取得电能，并且功率大，运行速度高。

交流电气化铁路供电系统一、概述交流电气化铁路供电系统是指铁路运营中采用交流电进行供电的系统。

它是现代铁路运输中的重要组成部分，旨在提供稳定可靠的电力供应，以支持列车的运行和设施的运作。

本文将介绍交流电气化铁路供电系统的基本原理、组成部分、工作原理以及优势等内容。

二、组成部分交流电气化铁路供电系统主要由以下几个组成部分构成：1.电源装置：交流电供电系统的电源装置通常是由变电所提供的。

变电所将来自电网的高压交流电通过变压器进行变压变流，以得到适合铁路运营的电压和频率。

2.牵引变流器：牵引变流器是将来自电源装置的交流电转换为适合牵引系统的交流电的装置。

它具有较大的功率调节能力和较高的效率，能够满足列车加速、制动和恒速运行的需求。

3.架空线：架空线是供电系统的主要部分，它悬挂在铁路线路的两侧，并通过电力塔或电线杆来支撑。

交流电能通过架空线传输到接触网。

4.接触网：接触网是铁路供电系统的接收装置，位于铁路上方的架空线下方。

接触网由一系列的钢丝组成，通过电气连接器与列车车顶的接触装置相连。

当列车通过时，接触装置会与接触网接触，实现电力传输。

5.台区设备：台区设备主要用于电能的监测、保护和控制。

台区设备包括隔离开关、断路器、变压器等，以确保供电系统的安全和可靠运行。

三、工作原理交流电气化铁路供电系统的工作原理可以概括为以下几个步骤：1.电源装置将电网的高压交流电通过变压器进行变压变流，以得到适合铁路运营的电压和频率。

2.变流器将变压变流后的交流电转换为适合牵引系统的交流电，并通过连接器与列车车顶的供电装置相连。

3.架空线悬挂在铁路线路两侧，并通过电力塔或电线杆来支撑。

架空线上的交流电经由接触网传输到列车供电装置。

4.接触网由一系列的钢丝组成，位于架空线下方。

当列车通过时，接触装置与接触网相连，实现电力传输。

5.列车供电装置将接收到的交流电转换为直流电以供给列车内部使用，例如给牵引电机供电。

交流电气化铁路供电系统相比直流电供电系统具有以下一些优势：1.传输损耗低：交流电的传输损耗比直流电要低，这意味着供电系统可以更远距离地传输电能，从而减少了供电设备的数量和成本。