第6章城市轨道交通系统的构成.ppt

第6章　城市轨道交通系统的构成——供电与牵引 第6章　城市轨道交通系统的构成——供电与牵引 【学习目标】【教学建议】6.1　城市轨道交通供电系统6.2　城市轨道交通牵引系统 【学习目标】 1.能掌握城市轨道交通供电系统的组成。2.能说出直流牵引变电所的核心设备——整流装置的工作原理。3.能掌握电力牵引的制式、电力车辆牵引供电系统的组成。4.了解城市轨道交通常用的电力电子器件。 【教学建议】 1.教学场地：在教室和牵引供电模拟实训室中进行，课后可实地参观。2.设备要求：至少具有接触网或接触轨及操作模拟演示软件1套，仿真受电弓、受电靴等教具1套。3.课时要求：共6课时，其中课堂讲授4课时，模拟操作2课时。 6.1　城市轨道交通供电系统 1.供电系统概述2.供电系统的组成(1)发电厂　发电厂将其他形式的能源转换为电能。1)火电厂。2)水电厂。3)核电厂。 6.1　城市轨道交通供电系统 ZW.tif (2)电力网和电网电压　电力网简称电网，由输电线路、配电线路和变电所组成。(3)变电所　变电所除具有变换电压的作用外，还具有集中电能、分配电能、控制电能以及调整电压的作用。1)枢纽变电所。2)地区变电所。3)用户变电所。(4)一次供电网络　一次供电网络是指直接向牵引变电所供电的地区变电所(或发电厂)及高压输电线路。 6.1　城市轨道交通供电系统 (5)牵引变电所　牵引变电所的作用是降压，并将三相电源转换成两个单相电源，然后通过馈电线分别供电给牵引变电所两侧的接触网。1)桥接线方式。 图6-1　牵引变电所的引入线方式 2)双T接线方式。3)单母线分段方式。 6.1　城市轨道交通供电系统 (6)牵引网　牵引网是由馈电线、接触网、钢轨和回流线组成的双导线供电系统。 ZW.tif 1)单线区段的供电。① 单边供电：即接触网的每个分段由牵引变电所从一边供应电能。每个牵引变电所的两个臂供两个接触网区段，相邻两个变电所之间的两段接触网相互绝缘。但为了在必要时实行越区供电，在接触网分界点设有柱上隔离开关，且照惯例，此两段接触网供同相电()。 6.1　城市轨道交通供电系统 图6-2　单线区段单边供电方式 ② 双边供电：当相邻两牵引变电所之间的两段接触网用分区亭中的断路器连接，并从两变电所同时供电，这种供电方式称单线双边供电。分区亭的作用是缩小接触网故障停电范围和检修时的停电范围。 6.1　城市轨道交通供电系统 2)复线区段的供电。 图6-3　复线区段的供电方式 ① 单边末端并联供电：由于复线区段牵引变电所同一侧的上、下行接触网均供同相电，故可在接触网供电分段的末端用分区亭中的断路器连接起来，形成单边末端并联供电()。 6.1　城市轨道交通供电系统 图6-4　复线单边末端并联供电 ② 单边全并联供电：单边全并联供电是近年来采用的一项新技术。单边全并联供电是在每个车站利用柱上负荷开关将上、下行接触网并联，形成并联网络。并联负荷开关可以自动投切，也可以经设于车站的远动终端RTU由电力调度控制(见图6-5)。 6.1　城市轨道交通供电系统 图6-5　复线单边全并联供电 (7)分区亭　为了增加供电的灵活性，提高运行的可靠性，在两个相邻牵引变电所供电的接触网区段通常加设分区亭。1)可以使相邻两供电区段实行并联供电或分开供电，也可使复线区段的上、下行实行并联或分开供电。2)相邻牵引变电所发生故障而不能继续供电时，可以闭合分区亭内的断路器由非故障牵引变电所实行越区供电。 6.1　城市轨道交通供电系统 (8)开闭所　电气化铁道的枢钮站场(如编组站、客站和机车整备线等)均由接触网供电。3.供电制式(1)直流制　直流制是世界上早期电气化铁道普遍采用的方式。(2)低频单相交流制　为了克服直流制的缺点，在20世纪初，西欧一些国家采用了低频单相交流制，并使该技术得到了较大的发展。(3)三相交流制　在牵引电流制的发展过程中，个别国家(如瑞士、法国等)还采用了3.6kV的三相交流制，电力机车牵引电动机采用三相交流异步电动机。(4)工频单相交流制　工频单相交流制是电气化铁道发展中的一项先进的供电制式，该技术最早出现在匈牙利，电压为16kV。1)工频单相交流制的主要优点如下： 6.1　城市轨道交通供电系统 ① 牵引供电系统结构简单。牵引变电所从电力系统获得电能并经过电压变换后，直接供给牵引网，不需要在变电所设置整流和变频设备，变电所结构大为简化。② 牵引供电电压增高，既可保证大功率机车的供电，提高机车的牵引定数和运行速度，又可使变电所之间的距离延长，导线截面积减少，建设投资和运营费用显著降低。③ 交流电力机车的粘着性能和牵引性能良好。通过机车上变压器的调压，牵引电动机可以在全并联状态下工作，牵引电动机并联运转可以防止轮对空转的恶性