动车组概论4(牵引供电1).ppt

第四章 动车组牵引供电 第一节 牵引供电 第二节 动车组供电 第三节 接触网 第一节 牵引供电 一、牵引功电系统的电流制 二、工频单相交流牵引系统 一、牵引功电系统的电流制 1.直流制 供电电压较低（城市电车为650～800V），电流比较大，线路损耗也大 送电距离较短，一般不超过20～30km 2.低频单相交流制 频率为16 2/3Hz ，电压为11～15kV 与直流制相比，送电导线截面减小，送电距离可提高到50～70km 3.三相交流制 采用三相对称负荷，不会影响电力系统的三相对称性 机车供电线路复杂，特别是三相异步电动机调速比较困难 4.工频单相交流制 目前已占到电气化铁道的40％以上。我国电气化铁道也此种电流制 工频单相交流制存在的主要问题： (1)单相牵引负荷将会在电力系统中形成负序电流，当电力系统容量较小时，负序电流的影响尤为突出 (2)电力牵引负荷是感性负荷，功率因数低，特别是采用相控整流后，牵引电流变为非正弦波，出现较大的谐波电流，将使功率因数更低 (3)牵引网中的单相工频电流将对沿线通讯线路造成较大的电磁干扰 二、工频单相交流牵引供电系统 SS为牵引变电所，它是电气化铁路供电系统的心脏。 ATP为自耦变压器所，它设置在自耦变压器供电方式区段。 SSP1和SSP2为开闭所，是指不进行电压变换而用开关设备实现电路开闭的配电所。一般有两条进线、多路馈出向枢纽站场接触网各分段供电。进线和出线均经过断路器，以实现接触网各分段停、供电的灵活运行。 SP为分区所，设于两个牵引变电所的中间，可使相邻的接触网供电区段实现并联或单独工作。如果分区所两侧的某一区段接触网发生短路故障，可由牵引变电所SS馈电线断路器及分区所SP断路器自动跳闸，将故障段接触网切除，从而保证非故障段的接触网照常工作。 第二节 动车组供电 一、供电方式 二、牵引变电所 一、供电方式 电气化铁路有五种供电方式，即： 直接供电 吸流变压器供电 带回流线的直接供电 自耦变压器供电 同轴电力电缆供电 直接供电方式 直接供电方式是指在牵引网中不加特殊防护措施的一种供电方式，它以一根馈线接在接触网上，另一根馈线接在钢轨上,如图所示： 吸流变压器供电方式 吸流变压器的供电方式（简称BT供电方式）是在牵引网中架设有吸流变压器－回流线装置的一种供电方式。目前，在我国电气化铁路上采用较为广泛，如图所示： 降低了对邻近通信线路的干扰 吸流变压器增大了牵引网的阻抗，比直接供电方式约大50％ 能耗也较大，供电距离也较短，单线一般为25公里左右， 双线一般为20公里左右 投资也比直接供电方式大 3.带回流线的直接供电方式 带回流线的直接供电方式是在接触网支柱上架设一条与钢轨并联的回流线，如图所示： 4．自耦变压器供电方式（简称AT供电方式） 自耦变压器供电方式是每隔10km左右在接触网与正馈线之间并联接入一台自耦变压器，其中性点与钢轨相连。 由于自耦变压器的作用，经钢轨流回的电流，经自耦变压器绕组和正馈线流回变电所。 当自耦变压器的一个绕组流过动车组电流时，其另一个绕组感应出电流供给动车组。当动车组负荷电流为I时，由接触网和正馈线供给的电流为0.5I，另外的负荷电流由自耦变压器感应电流供给。 牵引网阻抗很小，电压损失小，电能损耗低，供电能力大，供电距离长，可达40～50km。 牵引负荷电流在接触网和正馈线中的方向相反，因而对邻近的通信线路干扰很小。 5．同轴电力电缆供电 同轴电力电缆供电（简称CC供电方式），是一种新型的供电方式。同轴电力电缆沿铁路埋设，其内部芯线作为馈电线与接触网连接，外部导体作为回流与钢轨相接。每隔5～10km作一个分段，如图所示: 同轴电缆互感系数大，阻抗很小，牵引电流和回流几乎全部经由同轴电力电缆中流过 电缆芯线与外部导体电流相等，方向相反，二者形成的磁场相互抵消，对邻近的通信线路几乎无干扰 阻抗小，供电距离长 同轴电力电缆造价高，投资大，仅在一些特别困难区段采用 二、牵引变电所 1. 牵引变电所的作用 (1)将电力系统的电能变换成适合动车组使用的 电能 通过牵引变电所的变压器将电力系统的高压（一般为110kV或220kV）降为27.5kV或 2×27.5kV，以单相电馈送给接触网 将交流电整流成直流电 将工频变换成16 2/3Hz (2)降低电气化铁路对电力系统的影响 负序问题：牵引变电所通过采用换相接线方式或不同接线型式的变压器，减轻对三相电力系统的影响 高次谐波问题：采取有源滤波法和无源滤波法等消除高次谐波影响 功率因数：装设无功补偿装置，可有效提高功率因数 2．变电所继电保护 通常，一个变电所有十多台断路器，每台断路器都要有专门的保护装置来控制