交流电气化铁路牵引供电分析

交流电气化铁路牵引供电分析

摘要：铁路和电力同为国家的重要基础设施，电气化铁路的发展与其供电系统密不可分，尤其是在高速铁路中，重视铁路牵引供电技术及应用对于现实生活中具有重要的意义。本文就此阐述交流电气化铁路牵引供电。

关键词：电气化；交流；铁路；牵引供电

1、牵引供电系统概述

1.1牵引供电系统能量来源

我国电气化铁路取电于国家公用电网，外部电源是高速列车所需能量来源，它在牵引变压器作用下实现了将电力系统能量转变成牵引供电能量。一般普通铁气化路，牵引变压器工作电压为110KV，但高速铁路牵引变电所需要外部电源电压为220KV，目的是使高速铁路在供电电能提供上有安全可靠外电网保障。

1.2牵引供电系统核心

对于整个牵引供电系统来说，牵引变电所作用如同人的心脏。牵引变电所把电力系统传送来的电能，根据对电压和电流不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，再分别馈送到铁路轨道上空架设的接触网上，列车通过受电弓取电而产生牵引动力。在一条电气化铁路沿线上有多个牵引变电所，它们之间距离大约为40Km到50Km，并且每个牵引供电所设置二台牵引变压器，采用双电源供电，提高了供电可靠性。牵引变电所中，最主要设备当属牵引变压器，因牵引供电需要，牵引变压器与一般变压器有较大差别，采用接线方式有三相Yd11接线、单相V/V接线、三相-两相斯科特接线等。牵引变压器将电力系统高电压降低至适合列车运行的电压等级，还起着将三相电转换为单相电功能。牵引变电所除了牵引变压器之外，还包括与牵引变压器配套的其它设备，如高压断路器、隔离开关、电压电流互感器、高低压开关柜、全封闭组合电器、电容补偿装置等。

2、电气化铁路电能质量问题

由于牵引供电系统结构特殊性和负荷在时间、空间上分布随机性，造成了电力系统三相严重不平衡。电气化铁路普遍存在着电能质量问题，因而受到电力系统限制。电气化铁路影响电力系统主要电能质量指标有：谐波电流、功率因数、负序电流。高速铁路动车组采用大功率交直交牵引传动系统，性能良好，功率因数大幅提高，接近1。谐波电流含量也下降较大，可等同为在既有交直牵引供电系统基础上增加了高效有源电力滤波器。但高速动车组列车由于牵引电机功率大幅增加，负序电流更为明显。

3、理想牵引供电系统

理想牵引供电系统是电气化铁路在从电力系统取电同时，把其产生的对电力

牵引变电所设计原则及其要求

目录 第1章牵引变电所设计基础 (1) 1.1 概述 (1) 1.2 电气主接线设计的基本要求 (1) 1.3 电气主接线的设计依据 (2) 1.4 主变压器型式、台数及容量的选择 (3) 第2章 F所牵引变电所电气主接线图设计说明 (3) 第3章短路计算 (4) 第4章高压电气设备选择及校验 (5) 4.1 高压电气设备选择的原则 (5) 4.2 高压电气设备的选择方法及校验 (7) 4.2.1 高压断路器和隔离开关的选择 (11) 4.2.2 高压熔断器的选择和校验 (13) 4.2.3 电流互感器的选择和校验 (14) 4.2.4 电压互感器 (14) 4.2.5 支柱绝缘子及穿墙套管的选择和校验 (15) 4.2.6 母线的选择和校验 (16) 4.2.7 限流电抗器选择 (16) 4.2.8 避雷器的选择 (17) 后记 (19) 参考资料 (20) 附图 (21)

第1章牵引变电所设计原则及要求 1.1概述 变电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。变电所的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分，它表明变电所内的变压器、各电压等级的线路、无功补偿设备以最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。一个变电所的电气主接线包括高压侧、中压侧、低压侧以及变压器的接线。因各侧所接的系统情况不同，进出线回路数不同，其接线方式也不同。电气主结线的基本结线形式有但母线结线，双母线结线，桥形结线和简单分支结线。牵引负荷侧电气结线特点主要有：1.每路馈线设有备用断路器的单母线结线；2.具有公共备用断路器的结线；3.但母线分段带旁路母线结线。 1.2 电气主接线基本要求 电气主接线应满足可靠性、经济性和灵活性三项基本要求： 1、灵活性 主接线的灵活性主要表现在正常运行或故障情况下都能迅速改变接线方式，具体情况如下： ①满足调度正常操作灵活的要求，调度员根据系统正常运行的需要，能方便、 灵活地切除或投入线路、变压器或无功补偿装置，使电力系统处于最经济、最安全的运行状态。 ②满足输电线路、变压器、开关设备停电检修或设备更换方便灵活的要求。 设备停电检修引起的操作，包括本站内的设备检修和系统相关的厂、站设备检修引起的站内的操作是否方便灵活。 ③满足接线过渡的灵活性。一般变电站都是分期建设的，从初期接线到最终 接线的形成，中间要经过多次扩建。主接线设计要考虑接线过渡过程中停电范围最少，停电时间最短，一次、二次设备接线的改动最少，设备的搬迁最少或不进行设备搬迁。 ④满足处理事故的灵活性。变电所内部或系统发生故障后，能迅速地隔离故 障部分，尽快恢复供电操作的方便和灵活性，保障电网的安全稳定。

电气化铁道主要供电方式

接触网的供电方式 我国电气化铁路均采用单边供电方式，即牵引变电所向接触网供电时，每一个供电臂的接触网只从一端的牵引变电所获得电能（从两边获得电能则为双边供电，可提高接触网末端网压，但由于其故障范围大、继电保护装置复杂等原因尚未有采用）。复线区段可通过分区亭将上下行接触网联接，实现“并联供电”，可适当提高末端网压。当牵引变电所发生故障时，相邻变电所通过分区亭实现“越区供电”，此时供电范围扩大，网压降低，通常应减少列车对数或牵引定数，以维持运行。 1、直接供电方式 如前所述，电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制，单相交流负荷在接触网周围空间产生交变电磁场，从而对附近通信设施和无线电装置产生一定的电磁干扰。我国早期电气化铁路（如宝成线、阳安线）建设时，处于山区，地方通信技术不发达，铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电缆，接触网产生的电磁干扰影响极小，不用采取特殊防护措施，因此上述单边供电方式亦称为直接供电方式（简称TR供电方式）。随着电气化铁路向平原和大城市发展，电磁干扰矛盾日显突出，于是在接触网供电方式上采取不同的防护措施，便产生不同的供电方式。目前有所谓的BT、AT和DN供电方式。从以下的介绍中可以看出这些供电方式有一个共同特点，即在接触网支柱田野侧，与接触悬挂同等高度处都挂有一条附加导线。电力牵引时，附加导线中通过

的电流与接触网中通过的牵引电流，理论上讲（或理想中）大小相等、方向相反，从而两者产生的电磁干扰相互抵消。但实际上是做不到的，所以不同的供电方式有不同的防护效果。

2、吸流变压器（BT）供电方式 这种供电方式，在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器（变比为1:1），其原边串入接触网，次边串入回流线（简称NF线，架在接触网支柱田野侧，与接触悬挂等高），每两台吸流变压器之间有一根吸上线，将回流线与钢轨连接，其作用是将钢轨中的回流“吸上”去，经回流线返回牵引变电所，起到防干扰效果。 由于大地回流及所谓的“半段效应”，BT供电方式的防护效果并不理想，加之“吸——回”装置造成接触网结构复杂，机车受流条件恶化，近年来已很少采用。 BT供电方式原理结线图 H—回流线；T—接触网；R—钢轨； SS—牵引变电所；BT—吸流 变压器。 牵引网阻抗与机车至牵引变电所的长度不是简单的线性关系。随着机车取流位置的不同，牵引网内的电流分布可有很大不同，例如图中当机车位于供电臂内第一台BT前方时，牵引负荷未通过吸流变压

铁路牵引变电所施工工法.

铁路牵引变电所施工工法 中铁二十局电气化工程有限公司 1.前言 铁路电力牵引变电所是将国家超高压电网110KV的电压转变为适应于铁路牵引机车使用的25KV（±10%）的转换设备，该设备为铁路运输提供了可靠的、安全的、环保的能源动力。铁路牵引变电所的施工是铁路站后四电工程中重要的一环，它的建成为铁路最后的开始运营起到了至关总要的一步。铁路牵引变电所施工工法是一种新型的、先进的施工工艺方法，尤其是该工法采用平行作业的施工方法，缩短了施工时间，合理地安排了施工工序，极大地提高了施工效率，确保了施工安全，应用于大西高铁工程、集通铁路工程、黄韩侯铁路工程等，并于2015年12月通过中铁二十局集团工程有限公司科技成果鉴定，经专家评审为国内领先水平，对类似工程施工具有积极的借鉴和推广作用。 2.工法特点 2.1采取平行作业，极大地提高了施工效率 室内外展开平行作业，室内设备安装和室外设备安装同时展开，合理地利用地理地形、人力资源、施工器具，最大限度地多方位开展施工工序，不仅使各种资源得到了充分的利用和发挥，而且缩短了施工时间，极大地提高了施工效率。 2.2施工标准化、工艺程序化 基础施工、构架安装、主变压器安装、避雷器安装、母线施工、电缆施工等等施工工艺，已在多条铁路线上牵引变电所施工中应用，形成了很成熟

的施工工艺，具有施工工艺程序化、施工技术标准化，具有施工工艺简单、节约材料、提高效率等特点。 2.3应用广泛具有推广价值 我国现有电气化铁路已经超过2万公里，在新建的高铁、国家铁路、地方铁路中，机车牵引的制式以电力牵引为主，在对既有的铁路改造过程中也是将内燃机车牵引改为电力供电牵引，所以说铁路牵引变电所施工是未来铁路机车动力的主打制式，该技术具有应用广泛，极具推广价值等特点。 3.使用范围 本工法适用于高铁变电所、铁路专用线、客货共线、地铁、城市轻轨等铁路牵引变电所工程项目的施工。 4.工艺原理 牵引变电所的功能是将三相的110KV(或220KV)高压交流电变换为两个单相的27.5KV的交流电，然后向铁路上、下行两个方向的接触网(额定电压为25KV)供电，牵引变电所每一侧的接触网都被称做供电臂。该两臂的接触网电压相位是不同的，一般是用分相绝缘器隔离开来。相邻变电所间的接触网电压一般是同相的标准电压，期间除也用分相绝缘器隔离外，还设置了分区亭，通过分区亭断路器或隔离开关的操作，实行双边(或单边)供电。 牵引变电所内的变压器，根据用途不同，分为主变压器(牵引变压器)、动力变压器、自耦变压器(AT)、所用变压器几种；根据接线方式不同，又有单相变压器、三相变压器、三相-二相变压器等。尽管变压器的类型、容量、电压等级千差万别，但其基本原理都是一样的，其作用都是变换电压，传输电能，以供给不同的电负荷。适合电力机车使用的27.5KV的单相电。由于牵引负荷

电气化铁路知识

一、接触网 接触网的组成 接触网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。 接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件。接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，其功用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。 支持装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。根据接触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同。支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串，棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。 定位装置包括定位管和定位器，其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱。 支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。我国接触网中采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱，基础是对钢支柱而言的，即钢支柱固定在下面的钢筋混凝土制成的基础上，由基础承受支柱传给的全部负荷，并保证支柱的稳定性。预应力钢筋混凝土支柱与基础制成一个整体，下端直接埋入地下。 接触网的电压等级 接触网的电压等级：工频单相交流制：25KV 接触悬挂的类型 接触网的分类大多以接触悬挂的类型来区分。我们所讲的接触悬挂的分类是对接触网的每个锚段而言的。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。 简单接触悬挂（以下简称简单悬挂）系由一根接触线直接固定在支柱支持装置上的悬挂形式。国内外对简单悬挂做了不少研究和改进。我国现采用的带补偿装置的弹性简单悬挂系在接触线下锚处装设了张力补偿装置，以调节张力和弛度的变化。在悬挂点上加装8～16m长的弹性吊索，通过弹性吊索悬挂接触线，这就减少了悬挂点处产生的硬点，改善了取流条件。另外跨距适当缩小，增大接触线的张力去改善弛度对取流的影响。 链形悬挂的接触线是通过吊弦悬挂在承力索上。承力索悬挂于支柱的支持装置上，使接触线在不增加支柱的情况下增加了悬挂点，利用调整吊弦长度，使接触线在整个跨距内对轨面的距离保持一致。链形悬挂减小了接触线在跨距中间的

电气化铁道与城轨交通(地铁、轻轨)供电方式比较分析

山东职业学院 毕业论文 题目：电气化铁道与城轨交通（地铁、 轻轨）供电方式比较分析原所在系：电气工程系 原专业班级：电气自动化技术 转入后班级：电气化铁道技术 姓名：xx 指导老师：xxxx 完成日期：2012 3 29

山东职业学院毕业论文评审表 指导教师：论文成绩： 指导教师评语： 指导教师签名： 年月日复审人：论文复审成绩： 复审人评语： 复审人签名： 年月日

山东职业学院毕业论文答辩情况记录 答 辩 题 目 对学生回答问题的评语 正确 基本 正确 经提示 回答 不 正确 未 回答 答辩委员会（或小组）评语： 答辩成绩： 答辩负责人签名： 年 月 日 系毕业论文领导小组审核意见： 组长签名： 年 月 日 注：毕业论文总成绩中，指导成绩占40%，复审成绩占20%，答辩成绩占40%

目录 第1章概述 (1) 第2章牵引供电系统 (2) 2.1 铁路牵引供电系统的供电方式 (2) 2.1.1 直接供电方式 (2) 2.1.2 吸流变压器（BT）供电方式 (2) 2.1.3 自耦变压器（AT）供电方式 (3) 2.1.4 直供+回流（DN）供电方式 (3) 2.2 城市电网对地铁的供电方式 (4) 2.2.1 集中供电方式 (4) 2.2.2 分散供电方式 (5) 2.2.3 混合供电方式 (5) 第3章牵引网的供电 (6) 3.1 铁路牵引网的供电方式 (6) 3.1.1 单边供电 (6) 3.1.2 上下行并联供电 (6) 3.1.3 双边供电 (7) 3.2 城轨牵引网的供电方式 (7) 3.2.1 第三轨 (7) 3.2.2 第四轨 (7) 3.2.3 架空电缆 (8) 总结 (9) 致谢 (10) 参考文献 (11)

电气化铁道供电系统

电气化铁道供电系统与设计课程设计报告 班级： 学号： 姓名 指导教师： 评语：

1. 题目 某牵引变电所丙采用直接供电方式向复线区段供电，牵引变压器类型为110/27.5kV，三相V-v接线，两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如表1所示。 表1 已知参数 供电臂供电臂 长度km 端子平均电流 A 有效电流A 短路电流A 穿越电流A 左臂21.9 β238 318 917 206 右臂24.7 α184 266 1052 217 2. 题目分析及解决方案框架确定 在设计过程中，先按给定的计算条件求出牵引变压器供应牵引负荷所必须的最小容量，然后按列车紧密运行时供电臂的有效电流与充分利用牵引变压器过负荷能力，求出所需要的容量，称为校核容量。这是为确保牵引变压器安全运行所必须的容量。最后计算容量和校核容量，再考虑其他因素（如备用方式等），然后按实际系列产品的规格选定牵引的台数和容量，称为安装容量或设计容量。然后再变压器型号的基础之上，选取室外110kV侧母线，室外27.5kV侧母线以及室外10kV侧母线的型号。三相V,v结线牵引变压器是近年新研制的产品，它是将两台容量相等或不相等的单相变压器器身安装于同一油箱内组成的。三相V-v结线牵引变电所中装设两台V，v 结线牵引变压器，一台运行，一台固定备用。三相V-v结线牵引变电所不但保持了单相V-v结线牵引变电所的牵引变压器容量得到充分利用，可供应牵引变电所自用电和地区三相负载，主接线较简单，设备较少，投资较省，对电力系统的负须影响比单线小，对接触网的供电可实现双边供电等优点，最可取的是，解决了单相V-v结线牵引变电所不便于采用固定备用及其自动投入的问题。考虑到V-v接线中装有两台变压器的特点，在确定110kV侧主接线时我们采用桥形接线。按照向复线区段供电的要求，其牵引侧母线的馈线数目较多，为了保障操作的灵活性和供电的可靠性，我们选用馈线断路器100%备用接线，这种接线也便于故障断路器的检修。按照选取的变压器的容量以及110kV侧的和牵引侧的主接线，可以做出设计牵引变电所的电气主接线。

关于牵引变电所无功补偿研究

关于牵引变电所无功补偿研究 梁俊 （华东交通大学电气与电子学院电气（城轨）2009-1） 摘要：为克服现有牵引变电所固功率因数低，谐波含量大和通过牵引变电所向电力系统注入波动的负序电流，改善电能质量，要进行进行无功补偿。并联电容补偿的缺陷经济有效的方式是采用并联补偿，而对于电力部门采用的发送正计的计量方式，固定无功补偿已经满足不了要求，需采用动态补偿方案，而动态补偿方案的确定需根据牵引负荷的特点来最终确定。 关键字：牵引变电所；无功补偿；固定补偿；动态补偿；功率因数 电力牵引负荷波动范围很大，一般机车电流很难保持30 s平稳不变，有时还会在更短的时间发生更突然的变化，使得日平均负荷与最大负荷相差很大。同时，现在国内外普遍采用交—直型机车，产生整流型牵引负荷，这使牵引负荷具有功率因数低和谐波含有大（主要是奇次）的特点。因此，功率因数低，谐波含量大和通过牵引变电所向电力系统注入波动的负序电流即为电力牵引自身具有的三大技术课题，这不仅使牵引供电系统自身的技术指标变坏，还使电力系统的电能质量受到损害。 改善电能质量的有效措施之一就是进行无功补偿。所谓的无功补偿方案, 就是补偿基波下的牵引负荷的无功功率，以提高功率因数，滤除指定谐波。为提高电力系统的容量利用率和供电质量，各国对各级电网及各类电力用户功率因数有着明确的规定，并采用经济手段进行管理。我国将大宗工业用户经济功率因数定为0．90，高于0．90奖励，低于0．90惩罚。 我国幅员广大、地质情况多样，各地区发展程度不一，许多欠发达地区普遍具有电网容量小，公用电网负荷中铁路占比重过大的问题。现有的无功补偿方案一般是设置固定电容进行并联补偿，实际运营后发现，在铁路轻载和空载的条件下，过补偿问题严重。补偿后造成无负荷时电压抬升，变电所月平均功率因数反而降低，罚款增加等问题。因此研究一种能提高电能质量，又不用大量追加一次性投资的补偿方案是非常必要的。 1 补偿方案 近几年，结合国外的先进技术，我国电气化铁道变电所无功补偿与谐波综合治理提出了多种无功补偿方案，无论哪种方案，都是力求基波下补偿牵引负荷的感性无功功率，提高功率因数，降低负序，并构成有效的滤波通路，滤除（或抵消）指定谐波。主要方案有： （1）安装固定电容器和电抗器组成单调谐滤波器。在设计时，滤除指定的谐波，并兼顾提高功率因数，降低负序。这种方案的优点是结构简单，投资少，但很难适应牵引负荷变化剧烈的特点，对于过补、欠补问题无法解决，在电力部门使用“返送正计”的无功计量方式情况下，功率因数很难满足要求。 （2）分组投切电容器。可采用晶闸管进行投切电(TSC)晶闸管投切电容器的单相电路图如图1 所示,其 图1 晶闸管投切电容器电路图

电气化铁道供电比赛试题及答案

电力牵引供变电技术比赛试卷 一、判断题（每小题2分，共30分） 1．我国电气化铁道牵引变电所由国家区域电网供电。（√）2．超高压电网电压为220kv—500kv。（×）3．采用电力牵引的铁路称为电气化铁路。（√）4．我国电气化铁道牵引变电所供电电压的等级为110kv—220kv。（√）5．电力系的电压波动值：就是电压偏离额定值或平均值的电压差。（√）6．电力牵引的交流制就是牵引网供电电流为直流的电力牵引电流制（×）7．由于铁路电力牵引属于二级负荷，所以牵引变电所须由两路高压输电线供电。（×）8．单相结线牵引变电所的优点之一是：牵引变压器的容量利用率（额定输出容量与额定容量之比值）可达100%。（√）9．单相结线牵引变电所的优点之一是：对电力系统的负序影响最小。（×）10．我国电气化铁路采用工频单相25 kV交流制。（√）11．对于三相YN，dll结线牵引变压器当两供电臂负荷电流大小相等时，重负荷绕组的电流大约是轻负荷绕组的电流的3倍。（√）12．三相YN，d11结线牵引变电所的缺点之一是：不能供应牵引变电所自用电和地区三相电力。 （×） 13．斯科特结线牵引变电所的优点之一是：当M座和T座两供电臂负荷电流大小相等、功率因数也相等时，斯科特结线变压器原边三相电流对称，不存在负序电流。（√）14．单边供电:接触网供电分区由两个牵引变电所从两边供应电能。（×）15．最简单的牵引网是由馈电线、接触网、轨道和大地、回流线构成的供电网的总称。（√） 二．填空题（每小题2分） 1．通常把发电、输电、变电、配电、用电装置的完整工作系统称为电力系统。 2.牵引变电系统由牵引变电所、接触网、馈电线、回流线、轨道、分区所、开闭所、 自耦变压器站、分段绝缘器和分相绝缘器等组成。 供电方式一般在重载铁路、高速铁路等负荷大的电气化铁路上采用。 4.分相绝缘器的作用是：串在接触网上，把两相不同的供电区分开，并使机车平滑过渡； 主要用在牵引变电所出口处和分区所处。

电气化铁路原理

电气化铁路原理 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(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

电气化铁路牵引变电所的主接线与变压器设计

电气化铁路牵引变电所的主接线与变压器设计 牵引变电所是电气化铁路牵引供电系统的心脏，它的主要任务是将电力系统输送来的三相高压电变化成适合电力机车使用的电能。而电气主接线反映牵引变电所设施的主要电气设备以及这些设备的规格、型号、技术参数以及在电气上是如何连接的，高压侧有几回进线、几台牵引变压器，有几回接触网馈电线。通过电气主接线可以了解牵引变电所等设施的规模大小、设备情况。 标签：牵引变电所；铁路；牵引变压器 1 牵引变电所主结线的选择 牵引变电气主接线是变电所设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定与电力系统整体及变电所本身运行的可靠性，灵活性和经济性是密切相关的，而且对电气设备的选择，配电装置布置，继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此必须合理的确定主接线。 电气主结线应满足的基本要求 ①首先保证电力牵引负荷，运输用动力，信号负荷安全，可靠供电的需要和电能质量。 ②具有必要的运行灵活性，使检修维护安全方便。 ③应有较好的经济性，力求减小投资和运行费用。 ④应力求接线简捷明了，并有发展和扩建的余地。 1.1 高压侧电气主结线的基本形式 1.1.1 单母线接线 如图1-1所示，单母线接线的的特点是整个的配电装置只有一组母线，每个电源线和引出线都经过开关电器接到同一组母线上。同一回路中串接的隔离开关和断路器，在运行操作时，必须严格遵守以下操作顺序：对馈线送电时必须先和1QS和2QS在投入1QF；如欲停止对其供电必须先断开1QF然后断开1QS和2QS。 单母线结线的特点是：（1）结线简单、设备少、配电装置费用低、经济性好并能满足一定的可靠性。（2）每回路断路器切断负荷电流和故障电流。检修任一回路及其断路器时，仅该回路停电，其他回路不受影响。（3）检修母线和与母线相连的隔离开关时，将造成全部停电。母线发生故障时，将是全部电源断开，待修复后才能恢复供电。

电气化铁道主要供电方式

电气化铁道主要供电方 式 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

接触网的供电方式 我国电气化铁路均采用单边供电方式，即牵引变电所向接触网供电时，每一个供电臂的接触网只从一端的牵引变电所获得电能（从两边获得电能则为双边供电，可提高接触网末端网压，但由于其故障范围大、继电保护装置复杂等原因尚未有采用）。复线区段可通过分区亭将上下行接触网联接，实现“并联供电”，可适当提高末端网压。当牵引变电所发生故障时，相邻变电所通过分区亭实现“越区供电”，此时供电范围扩大，网压降低，通常应减少列车对数或牵引定数，以维持运行。 1、直接供电方式 如前所述，电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制，单相交流负荷在接触网周围空间产生交变电磁场，从而对附近通信设施和无线电装置产生一定的电磁干扰。我国早期电气化铁路（如宝成线、阳安线）建设时，处于山区，地方通信技术不发达，铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电缆，接触网产生的电磁干扰影响极小，不用采取特殊防护措施，因此上述单边供电方式亦称为直接供电方式（简称TR供电方式）。随着电气化铁路向平原和大城市发展，电磁干扰

矛盾日显突出，于是在接触网供电方式上采取不同的防护措施，便产生不同的供电方式。目前有所谓的BT、AT和DN供电方式。从以下的介绍中可以看出这些供电方式有一个共同特点，即在接触网支柱田野侧，与接触悬挂同等高度处都挂有一条附加导线。电力牵引时，附加导线中通过的电流与接触网中通过的牵引电流，理论上讲（或理想中）大小相等、方向相反，从而两者产生的电磁干扰相互抵消。但实际上是做不到的，所以不同的供电方式有不同的防护效果。 2、吸流变压器（BT）供电方式 这种供电方式，在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器（变比为1:1），其原边串入接触网，次边串入回流线（简称NF 线，架在接触网支柱田野侧，与接触悬挂等高），每两台吸流变压器之间有一根吸上线，将回流线与钢轨连接，其作用是将钢轨中的回流“吸上”去，经回流线返回牵引变电所，起到防干扰效果。 由于大地回流及所谓的“半段效应”，BT供电方式的防护效果并不理想，加之“吸——回”装置造成接触网结构复杂，机车受流条件恶化，近年来已很少采用。

地铁和电气化铁路的牵引供电系统对比分析

地铁和电气化铁路的牵引供电系统有很大区别下面就通过对电气化铁道与城轨交通供电方式比较分析来进一步说明两者供电方式的异同。以帮助人们进一步了解。 1铁路牵引供电系统的供电方式 1.1 直接供电方式 电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制，单相交流负荷在接触网周围空间产生交变电磁场，从而对附近通信设施和无线电装置产生一定的电磁干扰。我国早期电气化铁路（如宝成线、阳安线）建设时，处于山区，地方通信技术不发达，铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电缆，接触网产生的电磁干扰影响极小，不用采取特殊防护措施，因此上述单边供电方式亦称为直接供电方式（简称TR供电方式）。随着电气化铁路向平原和大城市发展，电磁干扰矛盾日显突出，于是在接触网供电方式上采取不同的防护措施，便产生不同的供电方式。目前有所谓的BT、AT和DN供电方式。从以下的介绍中可以看出这些供电方式有一个共同特点，即在接触网支柱田野侧，与接触悬挂同等高度处都挂有一条附加导线。电力牵引时，附加导线中通过的电流与接触网中通过的牵引电流，理论上讲（或理想中）大小相等、方向相反，从而两者产生的电磁干扰相互抵消。但实际上是做不到的，所以不同的供电方式有不同的防护效果。如图所示； 直接供电方式 1.2 吸流变压器（BT）供电方式 这种供电方式，在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器（变比为1:1），其原边串入接触网，次边串入回流线（简称NF线，架在接触网支柱田野侧，与接触悬挂等高），每两台吸流变压器之间有一根吸上线，将回流线与钢轨连接，其作用是将钢轨中的回流“吸上”去，经回流线返回牵引变电所，起到防干扰效果。由于大地回流及所谓的“半段效应”，BT供电方式的防护效果并不理想，加之“吸——回”装置造成接触网结构复杂，机车受流条件恶化，近年来已很少采用。如图所示 吸流变压器（BT）供电方式

高速铁路牵引变电所电气主接线的设计课程设计

高速铁路牵引变电所电气主接线的设计 摘要：牵引变电所是电气化铁路牵引供电系统的心脏，它的主要任务是将电力系统输送来的三相高压电变化成适合电力机车使用的电能。而电气主接线反映牵引变电所设施的主要电气设备以及这些设备的规格、型号、技术参数以及在电气上是如何连接的，高压侧有几回进线、几台牵引变压器，有几回接触网馈电线。通过电气主接线可以了解牵引变电所等设施的规模大小、设备情况。 1.2 电气化铁路的国内外现状 变电所是对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。在电能是社会生产和生活质量中最为重要的能源和动力的今天，变电所的作用是很重要的当前我国进行的输变电建设和城乡电网的建设与改造，对未来电力工业发展有着重要的作用。因此，产品技术要先进，产品质量要过硬，应达到30～40年后也能适用的水平；而且产品必须要国产化。现阶段我过主要是使用常规变电所。常规变电所即采用传统模式进行设计、建造和管理的变电所，一般为有人值班或驻所值班，有稳定的值班队伍。继电保护为电磁型，电器就地控制，不具备四遥、远方操作功能，需要一支训练有素的运行与检修队伍和一整套相应的管理机构、制度进行管理，以满足安全运行的要求。这种模式有许多不足之处。我国的近期目标是既要充分利用原有设备，又要能够适应微机远动自动化系统；既要实现无人值班，又要满足安全经济运行的要求。 国外的变电所研究已经远远超过我国，他们在变电站的运行管理模式上, 已经能做到无人值守。 1.3 牵引变电所 1.3.1 电力牵引的电流制 电力牵引按牵引网供电电流的种类可分为三种电流制，即直流制、低频单相交流制和工频单相交流制。 (1) 直流制 即牵引网供电电流为直流的电力牵引电流制。电力系统将三相交流电送到牵引变电所一次侧，经过牵引变电所降压并整流变成直流电，再通过牵引网供给电力机车使用。直流制发展最早，目前有些国家的电气化铁路仍在应用。我国仅工矿、城市电车和地下铁道采用。牵引网电压有1200V，1500V，3000V和600V，750V等，后两种分别用于城市电车、地下铁道。直流制存在

最新电气化铁路牵引供电系统试卷1

电气化铁路供电系统 试卷1一、单项选择题（在 每小题的四个备选答案中，选出一个正确的答案，并将其代码填入题干后的括号内。每小题1分，共20分） 1．我国电气化铁道牵引变电所由国家（ ）电网供电。 （ ） A 超高压电网 B 区域电网 C 地方电网 D 高压电网 2．牵引网包括 （ ） A 馈电线、轨道和大地、回流线 B 馈电线、接触网、轨道和大地、回流线 C 馈电线、接触网、回流线 D 馈电线、接触网、电力机车、大地 3．通常把（ ）装置的完整工作系统称为电力系统。 （ ） A 发电、输电、变电、配电、用电 B 发电、输电、配电、用电 C 发电、输电、配电、 用电 D 发电、输电、用电 4．低频交流制牵引网供电电流频率有：（ ） （ ） A 50Hz 或25Hz B 30Hz 或50Hz C 2 163 Hz 或25Hz D 20Hz 或25Hz 5．单相结线牵引变电所牵引变压器的容量利用率（额定输出容量与额定容量之比值）可达( )。 （ ） A 100% B 75.6% C 50% D 25% 6．牵引变压器采用阻抗匹配平衡变压器时，阻抗匹配系数等于1时， 且副边两负荷臂电流I I αβ=&&，原边三相电流（ ） （ ） A 平衡 B 无负序电流 C 对称 D 有零序电流 7．交流牵引网对沿线通信线的静电影响由（ ）所引起。 （ ） A 牵引网电流的交变磁场的电磁感应 B 牵引网电场的静电感应 C 牵引网电场的高频感应 D 牵引电流的高次谐波 8．牵引网导线的有效电阻0r r ξ=（0r 是直流电阻；ξ是有效系数）。对于

工频和牵引网中应用的截面不太大的铝、铜等非磁性导线，有效系数ξ（ ）。 （ ） A ξ≈1 B ξ≈2 C ξ≈3 D ξ≈4 9．以下不属于减少电分相的方法有（ ）。 （ ） A 采用单相变压器 B 区段内几个变电所采用同相供电 C 复线区段内采用变电所范围内同行同相，上、下行异相 D 采用直供+回流线供电方式 10．对于简单悬挂的单线牵引网，1z 、2z 和12z 分别表示接触网—地回路， 轨道—地回路的自阻抗及两回路的互阻抗，牵引网的等值单位阻抗z （ ）。 （ ） A 2 12 21 z z z - B 12212z z z z - C 12221 z z z z - D 212 12 z z z - 11．单链形悬挂的单线牵引网比简单悬挂相比多了一条（ ）。 （ ） A 承力索 B 接触网 C 回流线 D 加强导线 12．根据国家标准《铁道干线电力牵引交流电压标准》的规定，铁道干线 电力牵引变电所牵引侧母线上的额定电压为（ ）kV 。 ( ) A 27.5 B 25 C 20 D 19 13．牵引网的电压损失等于牵引变电所牵引侧母线电压与电力机车受电弓 上电压的 ( ) A 平方差 B 算数差 C 向量差 D 平均值 14．牵引网当量阻抗Z 为 ( ) A sin cos R X ??+ B cos sin R X ??+ C sin R X ?+ D cos R X ?+ 15．对于三相结线变压器，应以（ ）向轻负荷臂供电为宜。 （ ） A 任一相 B 引前相 C 滞后相 D 以上答案都不对 16．牵引供电系统的电能损失包括（ ）。 （ ） A 电力系统电能损失，牵引网电能损失 B 电力系统电能损失，牵引变电所电能损失 C 牵引网电能损失，牵引变电所电能损失 D 牵引变电所电能损失，馈线电能损失 17．按经济截面选择接触悬挂，如果增大导线截面引起的一次投资增量，

AT供电方式在电气化铁路中的应用

AT供电方式在电气化铁路中的应用 【摘要】电气化铁道在国民经济飞速增长中发挥着越来越重要的作用，其AT供电方式已经成为高速、准高速及重载线路建设的主要方向。AT供电方式供电电压比直供方式高一倍，电压损失降为1/4，防干扰效果好，扩大了牵引变电所间隔，自耦变压器并联于接触网上，不需增设分段点。 【关键词】自耦变压器；供电方式；特点；原理 我国电气化铁道采用单相工频25Kv交流制，由于单相大电流在线路周围空间产生较强电磁场，是临近通信广播设备等产生杂音干扰和感应电压。为减少电气化铁道对沿线通信设备的干扰，保障其设备、人身安全及正常工作，在牵引供电系统中采取了许多干扰措施，形成了不同的供电方式。目前我国的牵引供电方式主要有四种：直接供电方式、BT供电方式、直供加回流线供电方式、AT供电方式。AT供电方式又称自耦变压器供电方式。日本铁路为防止通讯干扰，在实行交流电气化的前期，在牵引网中普遍应用了吸流变压器一回流线电路。为了克服高速、大功率机车在这种电路中通过吸流变压器分段时，在受电弓上产生强烈电弧的缺点，后来发展了一种新的牵引网供电方式—AT供电方式。随着对外开放和引进国外先进技术，电气化铁道在国民经济飞速增长中发挥着越来越重要的作用，我国逐渐在新建电气化铁道上采用了AT供电方式。 在AT牵引变电所中，牵引变压器将110Kv三相电降压至55Kv，然后经自耦变压器两端分别接到接触网和正馈线上，自耦变压器中心抽头与钢轨相连。则钢轨与接触网间的电压正好是自耦变压器两端电压的一半25Kv，与正常接触网电压相同。 在AT供电方式区段，与接触网同杆架设在田野侧的还有一条保护线，它相当于架空地线，在自耦变压器处保护线接接触悬挂接地部分或双重绝缘子中部同钢轨连接。保护线电位一般在500V以下，正常情况下无电流通过。当绝缘子发生闪络时，短路电流可通过保护线作为回路，减少了对铁路信号轨道电路的干扰。同时对接触网其屏蔽作用，也减少了对架空通信线路的干扰，另外起避雷线的作用，雷电可以通过接在保护线上的放电器入地。 横向连接线将钢轨与保护线并联，其目的是在钢轨对地泄漏电阻和机车取流较大时，降低钢轨电位。 1 AT供电方式（自耦变压器）特点 1）2×27.5Kv系统，供电电压比直供方式高一倍，电压损失降为1/4，牵引网单位阻抗约为直供方式的1/4（实际略高），电能损失小，显示了良好的供电特性； 2）牵引变电所的间距大，易选址，减少了外部电源的工程数量和投资；

哈大电气化铁路牵引供电系统情况介绍

哈大电气化铁路牵引供电系统情况介绍 哈大铁路为中国铁路网中一条重要干线，贯穿哈尔滨、长春、沈阳、大连四大枢纽，始 建于1898年，为双线铁路，线路全长946.5公里。在东北乃至全国铁路运输中具有十分重 要的地位。国家计委于1990年12月31日批准对哈大铁路进行电气化技术改造。2001年8月18日开通沈阳至哈尔滨段，11月30日开通沈阳至大连段，既全线开通运行。 哈大电气化铁路是我国首次系统引进具有国际先进水平的德国技术、设备和管理模式，其牵引供电系统适应200km/h高速铁路。牵引供电系统新建牵引变电所17座，架设接触网3314条公里，RTU135个，隔离开关900余台，远动控制系统设置1个主控中心和4个分控中心，设置抢修基地4个，引进接触网动态检测车1辆。开通之初成立了哈尔滨、 长春、沈阳、大连4个供电中心，随着铁路改革的深入，维修体制也几经变化，现全线由 沈哈两局的沈阳、长春、哈尔滨供电段担负运营管理工作。 哈大电气化工程系统引进规模大，设备技术水平新，建设速度快，自全线开通至今，系统设备性能稳定，总体质量优良，达到了项目引进的预期目的。现全面介绍如下： 一、哈大牵引供电系统特点 （一）供电方式 1、全线采用220/27.5kv单相变压器供电，牵引变压器利用率高，变电所接线简洁， 接触网电分相数目少，适应高速、繁忙区段。两路进线电源，设有跨桥连接，两台主变压器 互为备用。 2、采用带回流线上下行全并联直接供电方式。上下行正线的接触网在车站通过一个带 短路报警互感器的柱上开关进行并联。为了改善接触网的电传输特性，沿正线贯通架设加强线和回流线，每隔1500米加强线和回流线进行一次电连接，可每隔300米上下行的回流线并联一次，以明显降低接触网阻抗值和电压降，从而加大变电所的间距，减少牵引变电所的数量，节省了工程投资，降低了运营成本。

哈大电气化铁路牵引供电系统情况介绍

哈大电气化铁路牵引供电系统情况介绍

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哈大电气化铁路牵引供电系统情况介绍哈大铁路为中国铁路网中一条重要干线，贯穿哈尔滨、长春、沈阳、大连四大枢纽，始建于1898年，为双线铁路，线路全长946.5公里。在东北乃至全国铁路运输中具有十分重要的地位。国家计委于1990年12月31日批准对哈大铁路进行电气化技术改造。2001年8月18日开通沈阳至哈尔滨段，11月30日开通沈阳至大连段，既全线开通运行。 哈大电气化铁路是我国首次系统引进具有国际先进水平的德国技术、设备和管理模式，其牵引供电系统适应200km/h高速铁路。牵引供电系统新建牵引变电所17座，架设接触网3314条公里，RTU135个，隔离开关900余台，远动控制系统设置1个主控中心和4个分控中心，设置抢修基地4个，引进接触网动态检测车1辆。开通之初成立了哈尔滨、长春、沈阳、大连4个供电中心，随着铁路改革的深入，维修体制也几经变化，现全线由沈哈两局的沈阳、长春、哈尔滨供电段担负运营管理工作。 哈大电气化工程系统引进规模大，设备技术水平新，建设速度快，自全线开通至今，系统设备性能稳定，总体质量优良，达到了项目引进的预期目的。现全面介绍如下： 一、哈大牵引供电系统特点 （一）供电方式 1、全线采用220/27.5kv单相变压器供电，牵引变压器利用率高，变电所接线简洁，接触网电分相数目少，适应高速、繁忙区段。两路进线电源，设有跨桥连接，两台主变压器互为备用。 2、采用带回流线上下行全并联直接供电方式。上下行正线的接触网在车站通过一个带短路报警互感器的柱上开关进行并联。为了改善接触网的电传输特性，沿正线贯通架设加强线和回流线，每隔1500米加强线和回流线进行一次电连接，可每隔300米上下行的回流线并联一次，以明显降低接触网阻抗值和电压降，从而加大变电所的间距，减少牵引变电所的数量，节省了工程投资，降低了运营成本。

牵引变电所

牵引供电课程设计报告书 题目中间牵引变电所的电气主接线设计 院/系 电气工程系 (部) 班级 学号 姓名 指导教师 完成时间2013年12月20日

摘要 牵引变电所是电气化铁路的重要组成部分，它直接影响整个电气化铁路的安全与经济运行，是联系供电系统和电气化铁路的桥梁，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是变电所的主要环节，直接关系着整个变电所的电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，并且是牵引变电所电气部分投资大小的决定性因素。 基于上述原因，本文对牵引变电所的结构和接线方式进行了详细的分析和选择。通过负荷计算选取了主变压器的型号和容量，同时对主变压器的接线方式进行了研究。通过研究和比较确定了本次设计所采用的主接线方式，并运用AutoCAD软件绘制出了主接线图。短路电流计算是本次设计的关键部分通过计算结果对断路器、隔离开关、电压互感器、母线和避雷器这些电气设备进行了选型及校验。从而，完成了本次课程设计。通过对各种计算结果的校验本文设计得出的结果是合理的、可行的。 关键词：牵引变电所变压器主接线

目录 第1章课程设计目的和任务要求 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2任务要求及依据 (1) 1.2.1任务要求 (1) 1.2.2依据 (1) 1.3提出解决方案 (2) 第2章方案的比较及选择 (2) 2.1牵引变压器接线形式的比较 (2) 2.2 牵引变压器的选择 (2) 第3章牵引变电所变压器的选择 (3) 3.1牵引变电所的备用方式及选择 (3) 3.2牵引变压器容量的计算 (4) 3.2.1计算容量 (4) 3.2.2校核容量 (4) 3.2.3安装容量和台数 (4) 第4章主接线的设计 (5) 4.1牵引变电所高压侧主接线的选择 (5) 4.2倒闸操作 (5) 4.3牵引变电所馈线侧主接线设计 (6) 第5章牵引变电所的短路计算 (6) 5.1短路点的选取 (6) 5.2短路计算 (6) 第6章高压设备的选取 (9) 6.1110kV侧进线选择 (9) 6.2 27.5KV侧母线的选择 (10) 6.3断路器选取 (10) 6.4隔离开关选取 (11) 6.5电压互感器的选取 (11) 6.6电流互感器的选取 (11) 第7章继电保护 (12) 第8章并联无功补偿 (13)

电气化铁路供电及连接装置

《电气化铁路供电及接触网》复习题及答案 电气学院郎兵 1、干线铁路有哪几种供电制式，我国干线电气化铁路采用何种供电制式？ 答：（1）直流制（DC3kV，DC1500V）；（2）低频单相交流制（15kV，16.67Hz）； （3）工频单相交流制（50/60Hz，25kV）。我国干线电气化铁路采用25kV工频（50Hz）单相交流制 2、交直交传动的动车组同交直传动的电力机车相比电气负荷有何特点？ 答：（1）负荷功率大； （2）功率因数高； （3）谐波含量低； （4）能全功率范围再生制动； 3、牵引供电系统如何构成? 电气化铁道属于电力系统的哪级负荷？如何保证对其可靠供电？我国电气化铁路牵引变电所向牵引网采用何种供电方式？ 答：牵引供电系统主要包括：牵引变电所、牵引网、一次供电网络。 电气化铁道属于电力系统的一级负荷。保证对电气化铁道可靠供电的措施是：（1）牵引变电所采用两回独立进线；（2）牵引变电所采用2台主变压器，一主一备运行；（3）分区所可以实现越区供电。 我国电气化铁路牵引变电所向牵引网采用单边方式。 4、牵引变电所高压侧通常采用哪种主接线？其运行方式如何？ 答：T型主接线。运行方式：两路电源进线一条供电运行，另外一条备用。 5、何为平衡变压器，斯科特牵引变压器是平衡牵引变压器吗？斯科特牵引变压器的特点是什么？ 答：把对称三相电压变换成对称二相电压的变压器称作平衡变压器。斯科特变压器是平衡变压器。其特点是：当两个供电分区的负荷电流相等，功率因数也相等时，斯科特变压器的原边三相电流对称，且变压器容量全部利用。 6、交流牵引网有哪几种供电方式？ 答：（1）直接供电方式；（2）带回流线的直接供电方式；（3）吸流变压器供电方式；（4）自耦变压器供电方式；（5）同轴电缆供电方式。 7、高铁牵引网采用何种供电方式？它有何好处？