电气化铁路供电系统资料.ppt

电气化铁路供电系统 将电能从电力系统传送到电力机车的电力设备，总称为电气化铁道的供电系统。牵引供电系统主要包括牵引变电所和接触网两部分。 一，电气化铁道牵引供电系统设置 供电系统示意图 图3-53 电力牵引系统的组成 发电厂(1)发出的电流，经升压变压器(2)提高电压后，由高压输电线(3)送到铁路沿线的牵引变电所(4)。在牵引变电所里把电流变换成所要求的电流或电压后，经馈流线(5)转送到邻近区间和站场线路的接触网(6)上供电力机车使用。 （1）定义 牵引变电所是设置于电气化铁路沿线，安装有受电、变电、配电设备的建筑物。 1 牵引变电所 （2）任务 牵引变电所的任务是将电力系统高压输电线输送来的110千伏（或220千伏）的三相交流电，变压为27.5千伏的单相交流电，向其邻近区间和所在站场线路的接触网送电，保证可靠而又不间断地向接触网供电。 （3）设备 在牵引变电所里，主要设有主变压器、电压互感器、电流互感器、高压断路器、各种高压隔离开关以及避雷器等电气设备。 （4）牵引变电所的供电安全 a）电网向牵引变电所供电：我国电气化铁路为国家一级电力负荷。因此，每个牵引变电所都采用两路输电线供电，且两路输电线有各自的杆塔、走线，以保证在一路输电线发生故障时，牵引变电所供电不致于长时间中断。牵引变电所内还装有各种控制、测量、监视仪表和继电保护装置等。 b)牵引变电所向接触网供电：目前。供电方式有两种，即单边供电和双边供电。在单边供电方式下，接触网在相邻两个牵引变电所之间的中央部位是断开的，将两个牵引变电所之间的接触网分成为两个供电分区，电力机车只从一个牵引变电所取用电能。单边供电的操作和保护都比较简单，故障范围也比较小，所以我国电气化铁路接触网普遍采用单边供电方式。 通常，将接触网、钢轨、回流线构成的线路称为牵引网。接触网和钢轨是牵引网的主体。 2 牵引网 接触网（图3-54）是架设在电气化铁路上空，向电力机车供电的一种特殊形式的输电线路，其质量和工作状态直接影响电气化铁路的运输能力。 接触网根据其接触悬挂类型，可以分为简单接触悬挂和链形接触悬挂两类。 图3-54 接触网 链形接触悬挂是将接触导线通过吊弦挂在承力索上。 简单接触悬挂是将接触导线直接固定在支持装置上的悬挂类型。 图3-56 简单接触悬挂 图3-55 链形接触悬挂 二牵引供电系统原理概述 图1、牵引供电系统示意图 ●牵引供电系统的主要组成部分： 电源进线、牵引变压器、高压开关设备、导线、绝缘子、电压互感器、电流互感器、避雷器、馈出线等。 ●牵引供电系统主要指标 供电电压：27.5kV，2×27.5kV 供电频率：50Hz 变电所间距：40~50km（直供方式） 80~100km（AT方式） 相数：单相 主要的牵引供电方式： 直供方式、BT供电方式、AT供电方式等。 AT供电方式的优点：供电距离长、通信干扰小、供电功率大等。 目前常速电气化铁路的供电方式多为直供+回流线的方式，高速和重载电气化铁路多采用AT供电方式 对牵引供电系统的基本要求： 可靠性：一级负荷、电源为双电源、电源接入电压等级高（110kV、220kV、330kV）、两座主变压器、馈出断路器备用。可靠性薄弱环节：接触网系统（无备用、在运动中列车作用下容易发生故障）。弥补措施：必要时实施越区供电（越区供电时，由于供电能力不足，列车无法按正常运行图运行）。 供电能力：满足在不同牵引工况下电能的输送。关键点：牵引供电臂末端电压水平。 运行方式的灵活性：在确保供电的前提下，为设备的检修、运行方式的调整等提供灵活的操作方式。改变运行方式的动作迅速。 完备的确保一次系统运行可靠性的措施。 目前牵引供电系统面临的主要问题： 谐波问题 负序电流问题 功率因数问题 机车过分相问题 接地问题 继电保护问题 弓网关系问题 绝缘配合问题 电磁兼容问题 谐波问题 无论是整流型机车，还是交-直-交机车，都会向供电系统注入谐波电流，前者注入的是低频的谐波电流（以3、5、7次谐波为主），后者注入的是高频的谐波电流（以15到21次谐波为主）。 谐波电流注入供电系统带来的危害：1、对通信设备（系统）、控制设备（系统）的可靠性带来不利因素； 2、降低用电设备的运行效率。 谐波问题 整改措施：在牵引变电所增加滤波器（单调谐滤波器、高通滤波器），存在增加投资的问题。 限制：谐波电流问题一直是铁路部门和电力部门之间争论的焦点问题。 负序电流问题 牵引供电系统的负荷为单相