高速铁路牵引供电系统课件.ppt

随着电网发展，系统短路容量呈日益加大的趋势，则系统的短路阻抗减小，对牵引供电系统的影响：①使得系统电压损失降低，从而牵引变压器出口电压水平提高，牵引网电压水平提高。②负序电压、谐波电压畸变对系统的影响相对减小；系统结构发生变化，使得负序电流和谐波电流在系统中的渗透发生改变。③牵引变压器进线短路容量增大。牵引变电所高、低压侧的各种电气设备、开关电器等将承受更大的短路电流。系统短路容量不可能无限制变大，目前部分地区已经因为短路容量太大导致开关选择的困难。一、牵引供电系统与电力系统的关系一、牵引供电系统与电力系统的关系主要有两种方案：（一）源头控制。在干扰负荷主电路上改进，如改交直型机车为交直交机车或动车组，可以从根本上解决诸如功率因数、谐波等问题。（二）综合补偿技术。综合作用：提高功率因数、滤除谐波、减少负序电流。另一方面，作为用户，牵引供电系统本身要采取措施减小对电力系统电能质量的影响。牵引变电所换相连接在减小负荷不对称造成的负序电流方面，欧洲各国大都采用单相变压器，为减小单相牵引负荷在电力系统中的电流不平衡，各变电所采取按相序轮换方式接入系统，使全区达到平衡的措施。法国为改善不平衡状态，最初采用Scott平衡变压器，但没能解决电压不平衡对电力系统的影响。后来，随着电网的发展，全部以单相变压器代替，并且使用轮换相序接入电力系统，使不同变电所产生的负序电流部分抵消，削弱了电铁产生的负序电流。一、牵引供电系统与电力系统的关系单相牵引变电所换相连接方案1：由3台单相变构成相别循环电分相上承受电压为一、牵引供电系统与电力系统的关系方案2：由6台单相变构成相别循环电分相上承受电压为一、牵引供电系统与电力系统的关系Vv接线变压器换相连接（1）按对称要求规定供电分区电压顺序为、、、等。两相邻变电所间分区所的供电分区的电压相同。（2）所有变电所变压器副边以同名端接地。一、牵引供电系统与电力系统的关系一、牵引供电系统与电力系统的关系采用平衡变压器与法国不同，日本采用Scott接线或变形WB接线的平衡变压器，变压器一次侧不换相接入电源。当两个供电臂上的负荷完全相同时，一次侧就不会产生负序电流，利用这种特殊接线方式的变压器来消除电气化铁路负荷不对称对电力系统所造成的影响。一、牵引供电系统与电力系统的关系日本RPC平衡变次边电流两供电臂负载电流1、直接供电方式（TR）二、牵引供电系统供电方式结构简单，投资最少，维护费用低。直接供电方式的钢轨电位高；对弱电系统的电磁干扰较大。改进供电方式目标：①降低钢轨电位；②减小对弱电系统的电磁干扰。③具有更强的供电能力（更小的牵引网电压损失和电能损失），供电距离更长，变电所数量更少，减小分相数量。25kV2、BT(吸流变压器)供电方式二、牵引供电系统供电方式接触网中串接吸流变压器，间隔约1.5km-4km。吸流变压器变比：1：1；回流线与接触网同杆架设牵引变电所回流线接触网钢轨吸流变压器吸流变压器IIIIIBT供电方式实现目标：①长回路中钢轨电位降为0；②长回路磁场完全平衡，电磁干扰降至最低。III25kV2、BT(吸流变压器)供电方式二、牵引供电系统供电方式接触网串入吸流变压器牵引网阻抗增大供电臂电压损失增大供电臂末端电压水平降低为了保证机车电压水平，缩短供电臂的距离牵引变电所回流线接触网钢轨吸流变压器吸流变压器IIIII25kVIII2、BT(吸流变压器)供电方式二、牵引供电系统供电方式供电臂距离缩短BT串入处接触导线分段外部电源投资增大分相数量增多变电所的数量增多影响高速列车运行的安全性及列车速度BT供电方式没有实现的目标：③具有更强的供电能力（更小的牵引网电压损失和电能损失），供电距离更长，减小分相数量。BT供电方式不适合高速列车的运行。牵引变电所回流线接触网钢轨吸流变压器吸流变压器IIIII25kVIII3、带回流线的直接供电方式(TRNF)二、牵引供电系统供电方式回流线与接触网同杆架设，两组导线之间有互感，钢轨电流部分由回流线回流。带回流线的直接供电方式实现目标：相对直接供电方式，①钢轨电位一定程度上有所降低；②电磁干扰一定程度上有所减小。IIII25kV3、带回流线的直接供电方式(TRNF)二、牵引供电系统供电方式回流线与钢轨并联牵引网阻抗减小供电臂电压损失减小供电臂末端电压水平提高供电臂的距离增长约30%IIII2