城轨供电接触网的介绍
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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(TR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
一、名词解释
1、接触网
接触网是电气化铁路交通所特有的沿路轨假设的为电力机车或电动车组提供牵引电能的特殊供电线路,是电气化轨道交通牵引供电系统的重要组成部分。
广义上讲,接触网包括由接触轨构成的牵引供电结构和由架空接触线构成的牵引供电结构两大类。狭义上讲,接触网主要指架空接触网。
2、结构高度
链型悬挂在支柱定位点处,承力索与接触线间的垂直距离。
3、悬挂弹性
接触网悬挂弹性,是指接触悬挂在受电弓抬升力的作用下所具有的升高性能,即悬挂某一点在受电弓压力下,单位垂直力使接触线升高的程度。衡量弹性的标准
,一是弹性的大小 二是弹性的均匀程度。弹性小且比较均匀是接触网适应高速行车所追求的目标。
4、当量跨距
假如设定一个综合代表跨距,而这个跨距中的导线张力随温度变化的规律与该锚段内的实际变化规律完全相同,则这个假设的代表跨距就称为该锚段的当量跨距。
5、临界跨距
所谓临界跨距是指在该跨距内,接触线最大张力既出现在最低温度时,又出现在覆冰时的一个跨距。
6、临界负载
所谓临界负载,就是假设覆冰时的合成负载。在临界负载状态下,承力索的张力达到最大许可值,并等于承力索在最低温度时的张力。 7、土壤安息角
土壤安息角(自然倾斜角):土壤自然堆积,经沉落稳定后的表面与地平面所形成的夹角,就是土壤的安息角(自然倾斜角)。
8、安装曲线
安装曲线是指欲使架设后的线索张力和弛度符合技术要求,必须预先计算和提供的工程安装用的悬挂线索张力和弛度随温度变化的曲线。
9、波动速度
波动传播速度是指在两端加有张力的线索,在静止条件下对其施加 P= Pδ(t)(δ(t)为冲激函数)的作用力后,线索振动横波(振动方向和传播方向垂直的波)沿线索的传播速度。
10、受电弓归算质量
受电弓的归算质量是指将整个受电弓的活动部分(如滑板、托架、框架等)的实际质量利用动能相等原理归算到受电弓工作高度(弓线接触点),使整个受电弓具有与滑板相同加速度的质量,该质量所产生的动能与整个受电弓所产生的实际动能相等。
城市轨道交通供电系统
城市轨道交通供电系统由变电所、接触网(接触轨)和回流网三部分构成。 变电所通过接触网(接触轨),由车辆受电器向电动客车馈送电能,回流网是牵 引电流返回变电所的导体。
供电系统的供电制式主要指电流制式、 电压等级和馈电方式。目前,城市轨 道交通的直流牵引电压等级有 DC 600 V DC 750 V和DC 1 500 V等多种。我国国 家标准《城市轨道交通直流牵引供电系统》( GB/T 10411—2005)规定了 DC750 V和DC 1 500 V两种电压制式。
供电系统的馈电方式分为架空接触网和接触轨两种。 其中,电压制式和馈电 方式是密不可分的。一般架空接触网馈电方式电压等级采用 DC1500V接触轨馈 电方式电压等级主要采用DC750V但有向DC1500发展的趋势。
城市轨道交通作为城市电网的用户, 直接从城市电网取得电能;城市电网也 把城市轨道交通看成一个重要用户。 城市轨道交通供电系统由电源系统(城市电 网、主变电所)、牵引供电系统、动力照明供电系统和电力监控系统组成。 其中, 牵引供电系统包括牵引变电所和牵引网两大部分, 动力照明供电系统包括降压变 电所与动力照明配电系统。
一、电源系统
我国电力生产由国家经营管理,因此无论是干线电气化铁路还是工矿电力牵 引用电和城市轨道交通电力牵引用电均由国家统一电网供给
OK5》-]…KEHG) 城i:h电网
高压供电系统
i何流线 < 根据生产电能的发电厂所利用的能源不同,其可以分为火力发电厂(用煤、 油为燃料)、水力发电厂、 原子能发电厂及风力、 地热、太阳能和潮汐发电厂等。 发电厂可能与其用户相距甚远, 必须将输电电压升高, 以减少线路的电压损失和 能量损耗, 因此在发电厂的输出端接入升压变压器以提高输电电压。 目前我国用 得最普遍的输电电压等级为 110~220 kV。
通常高压输电线到了各城市或工业区以后通过区域变电所 (站)将电能转配 或降低一个等级向附近各用电中心送电。 城市轨道交通牵引用电既可从区域变电 所高压线路得电, 也可以从下一级电压的城市地方电网得电, 这取决于系统和城 市地方电网具体情况及牵引用电容量大小。
城市轨道交通接触网打火拉弧原因及影响分析
城市轨道交通接触网打火拉弧是指接触网上的电弧突然拉长,发出明亮的闪光和巨大的声响,这种现象一般由于接触网内部故障而引起。接触网是城市轨道交通系统中的重要组成部分,负责为列车提供电力供应,因此接触网的安全运行对于城市轨道交通的稳定运行具有重要意义。
接触网打火拉弧的原因主要有以下几个方面:
1. 设备老化和损坏:城市轨道交通系统中的接触网设备经过长时间的使用,由于其曝露在空气中,受到光照、风雨等自然环境的侵蚀,容易出现老化、腐蚀和机械磨损等问题,从而导致设备的性能下降,增加发生打火拉弧的风险。
2. 异物进入:城市轨道交通接触网通常会设有防护措施,但在施工、维修等过程中,仍然存在异物进入的可能性。当杂物进入接触网时,会造成接触网与导线之间的短路,形成电弧,使接触网起火拉弧。
3. 外力破坏:城市轨道交通接触网设备容易受到外界物体的冲击和撞击,例如风吹树枝折断、车辆撞击等,这些外力破坏也会导致接触网发生故障,引发打火拉弧的风险。
1. 安全隐患:接触网打火拉弧会产生巨大的电流和热量,可能引发火灾,威胁到行人、乘客和工作人员的生命安全。
2. 运行故障:接触网打火拉弧会导致列车停运或限速,影响列车的正常运行和调度。
3. 经济损失:接触网打火拉弧引发的停运、维修和恢复工作需要耗费大量的时间和资源,给城市轨道交通系统和相关单位带来经济损失。
为了防止接触网打火拉弧的发生,可以采取以下措施:
1. 定期检修和维护:对城市轨道交通接触网设备进行定期检查和维护,及时发现和修复设备的故障和损坏。
2. 安全防护措施:加强接触网周围的安全防护措施,防止外界物体进入接触网,避免因此引发打火拉弧。
3. 技术改进:研发和采用更先进的接触网设备和技术,提高接触网的可靠性和安全性。
4. 增加监测手段:加强对接触网设备的监测和检测,及时发现和预防潜在的故障。 城市轨道交通接触网打火拉弧是一种常见的故障现象,对城市轨道交通的运营和安全带来一定的影响。通过加强设备管理和维护,完善安全防护措施,采用先进的技术手段和监测方法,能够有效降低接触网打火拉弧的发生率,提高城市轨道交通的安全运行水平。