5 PPT.高速铁路的牵引供电系统

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牵引供电系统简介PPT课件

• 牵引变电所
拓扑结构三相不对称；变压器接线特殊。
.
牵引供电系统主要技术问题
• 电压水平 • 无功功率 • 负序电流 • 谐波 • 通信干扰
电气化铁道的供电要求 • 安全可靠供电 • 保证供电质量 • 降低投资和运营费用 • 提高电磁兼容水平
.
.
目前多采用分散式供电
内桥接线
外桥接线
双T接线 .
单母线分段
1.3 牵引变电所向牵引网的供电
• 单线
电分相
SS1
SP
SS2
单边供电
SS1
SS2
双边供电
.
复线
SS1
SP
单边分开供电
SS1
SP
单边并联供电
SS1
SP
单边全并联供电
.
SS1
SS2
双边纽结供电Βιβλιοθήκη 1.4 牵引网向电力机车的供电
.
（3）带负馈线的直接供电方式
F T
Us
I
R
• 防干扰效果不如BT供电方式； • 牵引网阻抗界于直接供电方式和BT供电方式之间； • 目前应用比较广泛。
.
（4）自耦变压器供电方式（AT方式）
自耦变压器 Auto-transformer
T
Us
R
F
• 防干扰效果与BT方式相当 • 牵引网阻抗小，输送容量大，供电臂长（可达40～50km） • 结构复杂，投资大，维护费用高
• 变电所两侧的牵引网区段被称作供电臂。 • 变电所的主要设备
牵引变压器（有多种接线方式）断路器（SF6、真空、少油、油断路器），隔离开关避雷器、避雷针电压互感器、电流互感器二次设备（控制、保护、测量、计量、监视和电源设备）无功补偿装置、调压装置

高速铁路牵引供电系统—高速铁路受电弓

• 2、高速接触网的特性
• （1）具有很高的安全性 • （2）具有良好的受流性能 • （3）应采用状态维修，减少维修带来的干扰 • （4）具有较高的可靠性和较长的使用寿命
高速铁路的受流技术及其评价
高速铁路接触网—受电弓受流系统的新特点
• 3、高速受电弓的特性
• （1）小的静态抬升力差 • （2）较小的归算质量 • （3）良好的跟随特性 • （4）大的横向刚度 • （5）良好的气动力外型和气流调整装置 • （6）与接触导线摩擦性能相匹配的滑板材料及钛合金材料 • （7）具有紧急降弓控制系统
综合接地的必要性
• 钢轨铺设于地面上，与地不良绝缘，存在对地漏泄电阻。对于普速电气化铁路，钢轨对地漏泄电阻较低，列车牵引电流也不大，正常运行时，钢轨电位不高，将钢轨作为地线用于某些沿线设备接地，一般不会引发设备和人身安全问题。必要时才增设小型地网。
综合接地的必要性
• 高速铁路（与既有线不同）的一些特征： • （1）列车牵引电流大 • （2）牵引网短路电流大 • （3）钢轨对地漏泄电阻高
• 评价弓网受流质量从以下七方面考虑：
• 1、弓网间动态接触压力 • 2、接触导线最大垂直振幅 • 3、接触导线的抬升量 • 4、离线 • 5、硬点 • 6、接触网的静态弹性差异系数 • 7、接触导线弯曲应力
高速铁路的受流技术及其评价
接触网-受电弓系统的受流质量评价
• 接触网—受电弓系统的受流质量与接触网和受电弓的匹配性能有很大关系。
高速铁路牵引供电系统
高速铁路受电弓
高速铁路受电弓
高速列车电力牵引受流的主要特点
• 1、接触网（与受电弓）的波动特性。 • 2、高速列车在高速运行时所受的空气阻力较常
速列车大得多，空气动态力也是影响高速受流的一个重要因素。 • 3、受电弓从接触网大功率受流问题。

《高速铁路概论》课件——3-1高速铁路牵引供电系统概述

二、牵引供电系统组成
牵引供电系统的任务是保证质量良好地并不间断地向列车供电，主要包括牵引变电所和牵引网两部分。
牵引变电所是电气化铁路供电系统的心脏，主要功能是变压和变相。
电气化铁路的电流制经历了由低压直流、三相交流、单相低频交流到单相工频交流的演变过程。
今后的发展方向主要是采用25kV的单相工频交流制。
高速铁路牵引供电系统概述
高速铁路牵引供电系统概述
教学目标
了解电气化铁路电流制的发展掌握高速铁路牵引供电系统的供电过程树立遵守《铁路安全管理条例》的意识
复兴号动车组运行需要几节5号电池？
一、牵引供电过程
《铁路安全管理条例》规定，禁止在铁路电力线路导线两侧各 500米的范围内升放风筝、气球等低空飘浮物体。
高速铁路牵引供电系Байду номын сангаас概述
课堂小结
电气化铁路电流制的发展高速铁路牵引供电系统的供电过程遵守《铁路安全管理条例》的意识

牵引供电系统PPT课件

*
Ib •
1• 1•
I ab I a I b
3
3
•
I bc
1
•
Ia
2
•
Ib
3
3
(A )
(B )
1 I A k ' Ica
如设变
(C )
*
Ia
(a)
（3）接触网:是一种悬挂在轨道上方，沿轨道敷设的、和铁路轨道保持一定距离的输电网。通过电动车组受电弓和接触网的滑动接触，牵引电能就由接触网进入电动车组，从而驱动牵引电动机使列车运行。
（4）轨道:在非电牵引情形下只作为列车的导轨。在电力牵引时，轨道除仍具有导轨功能外，还需要完成导通回流的任务。因此，电力牵引的轨道，需要具有良好的导电性能。
•
I A I AB
1
•
I ab
•
U ab
KT
•
•
•
I B ( I AB I BC )
1
•
•
( I ab I bc )
KT
•
•
I C I BC
1
•
I bc
KT
Ib
I
2 ab
I
2 bc
2
I
ab I
bc co s ,
•
•
I AB
IB •
I BC
•
IC
•
I bc
•
U bc
(2) 额定利用率当Iab=Ibc=Ie时，额定输出容量：
同单相V/V结线一样，第一个高压绕组的尾端X1与
第二个绕组的首端A2构成原边的V接，顶点为C。
•
副边绕组的四个端子a1,x1,a2,x2全部引出在

《高速铁路同相供电》课件

强调同相供电技术的未来发展潜力
随着科技的不断发展，同相供电技术将不断优化和完善，进一步提高其在高速铁路中的应用效果
。
同相供电技术的未来发展将更加注重智能化、自动化和绿色化，以适应未来交通出行的多样化需
求。
同相供电技术的推广和应用将促进相关产业链的发展，为经济增
长和社会发展带来更多机遇。
对未来同相供电技术研究的建议与展望
加大对同相供电技术的研发投入，鼓励企业、高校和研究机构积极参与相关研究和创新。
加强国际合作与交流，借鉴国际先进经验和技术成果，推动同相供电技术的全球发展。
关注同相供电技术的可持续发展，确保其在高速铁路等领域的广泛应用不会对环境造成不良影响。
感谢观看
THANKS
高速度、高可靠性的需求。
实施目标
实现高速铁路同相供电，提高供电质量和可靠性，满足高速列车运行需求。
实施步骤
设计同相供电系统，进行设备选型和配置，建设同相供电线路，进行调试和试运行。
同相供电技术在高速铁路中的效益分析
提高供电质量
同相供电技术能够减少电压波动和闪变，提高供电质量，保证列车安
优势
同相供电技术能够提高供电质量和可靠性，降低设备故障率，提高列车运行效率和乘客舒适度。
挑战
同相供电技术需要投入大量资金和技术支持，同时需要解决相位调整、谐波抑制等技术难题。此外，在应用过程中还需要考虑与现有供电系统的兼容性和协调问题。
02
高速铁路供电系统介绍
高速铁路供电系统的组成
01
02Biblioteka 同相供电技术的应用场景高速铁路
同相供电技术广泛应用于高速铁路的牵引供电系统，通过将多个牵引变电所的相位调整一致，提高供电质量和列车运行稳定性。

高速铁路PPT课件(全)

高速铁路通论
• 1、绪论 • 2、高速铁路线路 • 3、高速铁路站场 • 4、高速动车组 • 5、高速铁路的牵引和供电技术 • 6、高铁列车运行控制系统 • 7、高速铁路调度指挥技术
2
西南交通大学峨眉校区交通运输系
高速铁路：1996年国际铁路联盟(UIC)的定义是：最高速度至少达到250km／h的专用线或最高速度达200km/h 的既有线。国际上根据铁路线路允许运行的最高时速作以下划分：
欧洲之星, Eurostar
德国ICE（Inter City Express）
ICE1高速列车
ICE2高速列车 ICE3高速列车
ICE-V高速列车
日本高速新干线铁路网
0系列高速列车
100系列高速列车
200系列高速列车
300系列高速列车
400 系列高速列车
500 系列高速列车
赔全部票款。
中国高速铁路的发展历程
❖ 1994年我国第一条时速200km/h的准高速铁路----广州至深圳铁路建成并投入运营，标志着我国铁路进入高速化时代。
❖ 2003年我国第一条客运专线------秦皇岛至沈阳客运专线建成并投入运营，为探索适合中国国情的高速铁路的技术标准、施工方法、运营管理及维护等积累了经验。
1.1兴建高速铁路是客运市场发展的必然趋势
• 1825-1950,铁路运输处于垄断地位 • 50年代后受到了公路航空的挑战 • 根据“旅行时间”最短的法则，在主要优势为短途运输
的公路和主要优势为长途运输的航空之间，仍然为铁路留有广宽的发展空间。
三种不同速度的高速列车的优势距离比较
• 210 km/h时， 300～500km • 250 km/h时， 250～600km • 300km/h时， 200～800km

铁路供电系统介绍 ppt课件

PPT课件
10
220KV 1#进线 CA B
M M
M
220KV 2#进线 CA B
M
M
接JD
至JD
T1 F1
M
M M
至JD M M
至JD
M
T2 F2
M
M
M
M
M
M
M M
M M
M T1 F1
T1 F1
M
PPT课件
M
T2 F2 T2 F2
11
(2)分区所
为了增加供电的灵活性，在两个牵引变电所的供电区中间常增设分区所。断路器1QF、2QF正常工作时闭合，实现上、下行牵引网并联运行。隔离开关1QS、2QS在正常运行时断开，当相邻牵引变电所发生故障而不能继续供电时，可以闭合1QS、2QS由非故障牵引变电
路器跳闸或发出信号的一种自动装置。功能：
1.自动、迅速、有选择性地将故障元件从供电系统中切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；
2.反应电力设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。此时一般不要求迅速动作，而是根据对供电系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免暂短的运行波动造成不必要的动作和干扰引起的误动。
PPT课件
6
PPT课件
7
（二）牵引供电系统简介
1 2
3
4 5
7
9
6
2 8
G1 2
3 10
牵引供电系统示意图
1—区域变电所或发电厂；2—高压输电线；3—牵引变电所； 4—馈电线；5—接触网；6—钢轨；7—回流线； 8—分区所；9—电力机车；10—开闭所
PPT课件

模块2.牵引供电系统《高速铁路牵引供电》教学课件

2.1.4 高速铁路牵引供电系统
3. 高速铁路变电所、分区所主接线及接触网标称电压
1 牵引变电所电源侧主接线电源侧主接线应结合外部电源条件确定，两路电压均可靠时，采用线路变压器组接线。采用分支接线，在两回线间设置由隔离开关分段的跨条，实现电源进线与变压器交叉供电。 2 牵引变电所馈线侧接线采用户外单体布置时，实现上、下行断路器互为备用的联络开关设置在所内线路侧；采用GIS柜布置时，联络开关设置在所外上网开关的线路侧。
额定电压（kV）输送功率（MV·A ）输送距离（km）
110
10～50
50～150
220
100～150
100～300ຫໍສະໝຸດ 5001 000～1 500
150～850
世界各国采用工频、单相、交流接触网额定电压为25 kV的高速电气化铁路，毫无例外地均采用高压供电。
日本山阳等新干线，牵引变电所的进线电压采用27.5 kV。电源的变动和不平衡承受能力都有所提高，更能保证机车稳定、高速运行，也更加经济。法国大部分牵引变电所的进线电压为225 kV，只有一个变电所为63 kV。德国牵引网电压采用15 kV，牵引变电所进线电压采用110 kV。另外，它使用 Hz频率给铁路专门供电，有其特殊性。
带回流线的直接供电方式，机车部分电流通过钢轨和大地流回牵引变电所（约70%），其余通过回流线流回牵引变电所（约30%）。
2.2.3 BT供电方式
BT（Booster Transformer）供电方式又称吸流变压器供电方式，其主要目的是提高牵引网防干扰能力，目前已经基本不采用，如图所示。
BT供电方式存在着一种现象：当机车处在BT间隔内时会失去吸流防护效果。同等条件下， BT供电方式变电所的间距要小很多，且每隔3～4 km在接触网内存在断口，机车通过断口时可能会产生电火花，缩短接触网的使用寿命。

模块3.高速铁路电力供电系统《高速铁路牵引供电》教学课件

② 设备类型及布置。箱式变电站采用中压预装箱式变电站，SF6负荷开关，其操作电源采用交流并配置UPS装置作为备用电源。沿线区间供电的箱式变电站采用基本统一模式。通信、信号双电源专用箱变与通信基站、信号中继站机房相邻设置，其他箱变独立设置。箱式变电站设高压环网开关间隔和变压器、低压开关、RTU间隔。
3.1.1 电力系统概述
1. 发电厂
发电厂就是将煤、水力、原子能等一次能源转换为电能——二次能源的工厂，分为火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂等，除此之外，还有风力、地热和太阳能发电等。
2. 电力网
电力网担负着将发电厂和电能用户连接起来组成系统的任务。右图是电力系统组成示意图，虚线框内是电力系统的电力网部分。
《高速铁路牵引供电》
第三章
高速铁路电力供电系统
目录
目录
3.1 电力供电系统 3.2 高速铁路电力SCADA系统
第一节
电力供电系统
1. 电力系统概述 2. 高速铁路电力系统
3.1.1 电力系统概述
电力系统是由发电厂、变电站、输电线、配电系统和负荷组成的有机整体，是现代社会最重要、最庞杂的系统之一。通常把包括动力、发电、变电、输电、配电及用电的全部系统称为动力系统。将电力系统中输送、变换和分配电能的整个环节称为电力网。它们的关系如图所示（以水力发电为例）。
3.1.2 高速铁路电力系统
1. 高速铁路电力系统构成
2）电力变（配）电所 (3）
10/0.4 kV箱式变电站
① 接线型式。10/0.4 kV箱式变电站10 kV侧进出线回路设高压负荷开关，环网接线，变压器回路采用带熔断器负荷开关保护。箱式变电站内负荷开关均采用电动操作机构纳入 SCADA系统，实现自动隔离故障电力线路、故障定位、非故障段自动恢复供电等功能。区间 10 kV电力贯通线路上设置箱式电抗器，补偿贯通线路电容电流。

高速铁路的牵引供电系统

12
四、接触网
接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。接触悬挂的种类较多，一般根据其结构的不同分成简单接触悬挂和链形接触悬挂两大类。
6
牵引供电系统
将电能从电力系统传送到电力机车的电力设备总称为牵引供电系统。 P153
7
一、牵引供电方式
1.直接供电方式：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
2.BT供电方式
在牵引供电系统中加装吸流变压器和回流线。
优点：电路简单、设备少，施工方便
缺点：空中产生强大磁场，对邻近的广播、信号造成较大干扰
优点：增加回流线减少了干扰
缺点：阻抗较大，造成很大的能力浪费。
目前已很少使用
3.AT供电方式
在牵引供电系统中并联自耦变压器
优点：有效减弱接触网的电磁干扰；又能适应高速、大功率的电力机车运行
AT供电方式与BT 供电方式相比较
16.7Hz,
2.工频单相交流制: 50Hz，60Hz---单相，主要用于大运量、重载的铁路运输，额定电压为27.5kV，被广泛采用
3.三相交流制: 淘汰
4
现代电力牵引都以公用电网配电，实质上是取用经变换的单相电。在我国，矿山电力牵引、城市轨道交通都采用直流制，北京地铁750V直流供电电压，上海地铁1500V直流电压；干线电气化铁路都采用工频（50Hz），额定电压为27.5kV或 2×27.5kV的单相交流制。

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接触网悬挂形式：简单接触悬挂、弹力接触悬挂和链形接触网悬挂。
简单接触悬挂：无连续承力索，结构简单，接触线驰度大，支柱间距离必须小，才能保证接触网的高度。
弹力接触悬挂：将接触线通过三角形的跨接线与支持装悬挂一根或两根承力索，承力索通过吊悬挂接触线。
承力索接触线
电力系统与输电线为电气化铁道提供高压电源，其电压为110kV或220kV 。电气化铁
道的牵引负荷是一级负荷，故要求电源有足够的容量和较高的可靠度。（一级负荷是对供电连续性要求最高的负荷。）牵引变电所（电气化铁路供电系统心脏）
将电力系统供应的电能转变为适于电力牵引及其供电方式的电能，其核心元件是牵引变压器，并设有备用。
截至2014年底，铁路营业里程达11.2万公里，居世界第二，并昂首跨入高速时代，高速铁路里程达到1.5万公里，居世界第一，全路复线率、电气化率分别达到46%、54%。
◎电气化铁道的电流制
直流制: 主要用于城市轨道交通额定电压有1500V和750V
交流制:
1.低频单相交流制: 少量国家---单相
牵引网
由馈（电）线、接触网、轨（地）、回流线等组成，是牵引供电网（回路），完成对电力机车的送电任务。
◎牵引网
馈线: 接在牵引变电所牵引母线和接触网之间的导线，即将电能由牵引变电所引向电气化铁路；
接触网: 是一种悬挂在轨道上方，沿轨道敷设的、和铁路轨顶保持一定距离的输电网。通过电动车组的受电弓和接触网的滑动接触，牵引电能就由接触网进入电动车组，从而驱动牵引电动机使列车运行。P162
功能：接受三相电能；降压分配电能；减相以单相馈出给牵引网。 p156
2.分区所：在牵引变电所中间设置处所，常用分相绝缘器断开，并设置开关。作用：1）单线牵引网，两相邻供电臂可单独或实现越区供电；2）双线牵引网，上、下行接触网并联，提高末端电压；3）缩小事故范围
3.开闭所主要是在较大的枢纽站、电力机务段设置。
@对外界的电磁干扰
牵引供电系统
将电能从电力系统传送到电力机车的电力设备总称为牵引供电系统。 P153
一、牵引供电方式
1.直接供电方式：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
2.BT供电方式
在牵引供电系统中加装吸流变压器和回流线。
优点：电路简单、设备少，施工方便
不进行电压转换，增加馈线数目，实现分线供电管理
作用：方便线路牵引电的开关；缩小事故范围。
三、牵引供电系统的组成
发电厂
配电系统
发电G 机
升压变压器 TM
输电线路 L
降压变压器 TM
110kV
牵引变电所
馈回线流线
接触网 27.5kV
钢轨
用户
电专用高压输电线路气
化铁道供电 (牵引)供电系统系统
干线电气化铁路都采用工频（50Hz），额定电压为27.5kV或 2×27.5kV的单相交流制。
◎电气化铁路的优越性与存在的问题
1.优越性：重载、快速、大容(运)量；节约能源、经济效益好；无污染
2.存在的问题： @ 对电力系统的负序、谐波等电能质量影响（若A、B、C三相的相位差依次滞后120°，就是正序谐波，若A、B、C三相的相位差依次超前120°，就是负序谐波。若A、B、C三相的相位相同，就是零序分量。）
1.AT供电电压高
2.电磁干扰小
3.适应大功率列车
4.变电所间距加大，减少了变电所数量
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
9
二、牵引变电系统
包括牵引变电所、分区所、开闭所 P156
1.牵引变电所：将 110KV（220KV）三相交流变换成 27.5（或55）KV交流电供给电力牵引网和电力机车
缺点：空中产生强大磁场，对邻近的广播、信号造成较大干扰
优点：增加回流线减少了干扰
缺点：阻抗较大，造成很大的能力浪费。
目前已很少使用
3.AT供电方式
在牵引供电系统中并联自耦变压器
优点：有效减弱接触网的电磁干扰；又能适应高速、大功率的电力机车运行
AT供电方式与BT 供电方式相比较
项目五高速铁路的牵引供电系统
主要内容
认识牵引供电系统
◎电气化铁道发展概况
1961年8月15日，我国第一条电气化铁路—宝成铁路宝鸡至凤州段建成通车。初期主要局限在隧道多、坡度大的山区铁路。
1980年底，全国共建成电气化铁路1676km，其发展十分缓慢。改革开放后，电气化铁路开始从山区向平原，由低标准的边远地区铁路向主要长干线、重载、高速发展。
16.7Hz, 25Hz
2.工频单相交流制: 50Hz，60Hz---单相，主要用于大运量、重载的铁路运输，额定电压为27.5kV，被广泛采用
3.三相交流制: 淘汰
现代电力牵引都以公用电网配电，实质上是取用经变换的单相电。
在我国，矿山电力牵引、城市轨道交通都采用直流制，北京地铁750V直流供电电压，上海地铁1500V直流电压；
轨道: 在无牵引供电的情形下只作为列车的导轨。在电力牵引时，轨道除仍具有导轨功能外，还需要完成电流的回流任务。因此，电力牵引的轨道，需要具有良好的导电性能。
回流线: 是连接轨道和牵引变电所的导线。通过回流线把轨道中的回路电流导入牵引变电所的主变压器。
四、接触网
接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。接触悬挂的种类较多，一般根据其结构的不同分成简单接触悬挂和链形接触悬挂两大类。
辅助承力索
五、受电弓
受电弓：电力机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车顶上。通过与接触网导线的摩擦将电能转移给机车。P167 （看书构造）受电弓可分单臂弓和双臂弓两种，均由滑板、上框架、下臂杆 (双臂弓用下框架)、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。
受电弓