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电气化铁路牵引供电系统简介


供电系统的结构与原理
1)电气化铁道供电系统
供电系统的结构与原理
2)牵引变电所
单相联结牵引变电所
供电系统的结构与原理
• 优点:牵引变压器的容量利用率可达100%,主接线 简单,设备少,占地面积小,投资省等。
• 缺点:不能供应地区和牵引变电所三相负荷用电,对 电力系统的负序影响最大,对接触网的供电不能实现 两边供电。
供电系统的结构与原理
单相V,v联结牵引变电所
供电系统的结构与原理
• 优点:牵引变压器的容量利用率可达100%,正常运 行时,牵引侧保持三相,所以可以供应牵引变电所自 用电和地区三相负载,主接线较简单,设备较少,投 资较省,对电力系统负序影响比单相联结小,对接触 网可实现两边供电。
• 缺点:一台牵引变压器故障时,另一台必须跨相供电 ,地区三相电力供应要中断。
2)我国电气化铁路的发展概况
上世纪50年代确定了电气化铁路采用工频单相25kV交流制; 电气化铁路通车里程截至2009年底达到3.2万公里,位居世界第二, 电气化率约40%; 牵引供电系统设施也在不断发展过程中; 自主设计制造的电力机车时速可以达到350kM/h甚至以上;
绪论
3)电气化铁路的优越性与存在的问题
供电系统的结构与原理
双线区段 同相一边并联供电
供电系统的结构与原理
• 两相邻牵引变电所之间毗连的供电臂上、下行接触网 电压皆属同相,分界点设置分区所,通过分区所的断 路器将上、下行接触网联通。目前普遍采用。
• 电力机车通过上、下行接触网从一个牵引所取用电流 ,可以显著减少牵引网中的电压损失和电能损失,改 善供电臂的电压水平,减少运营成本。缺点是倒闸操 作和继电保护复杂。
• 优点是倒闸操作和继电保护比较简单,独立性强;
供电系统的结构与原理
两边供电
• 供电臂分界点设置分区所,才能实现两边供电,分区所的作 用在于缩小接触网故障或检修的停电范围。
• 电流是两边流向电力机车,可以减少牵引网中的电压损失和 电能损失,改善供电臂的电压水平,减少运营成本。缺点是 倒闸操作和继电保护复杂,牵引网中会出现穿越电流导致附 加电能损失。
• 对于输电线、变压器和电抗器等静止元件,不存在旋 转磁场问题,因此负序电抗等于其正序电抗。但对于 同步发电机就不一样了。
牵引负荷对电力系统的影响和对策
不同联结形式的牵引变压器负荷引起的不对称影响 综合分析
供电系统的结构与原理
3)牵引网 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。
牵引变电所向接触网的供电方式
单线区段 一边供电
供电系统的结构与原理
供电系统的结构与原理
• 接触网供电分区由牵引变电所从一边供应电能。由于 我国的电气化铁路接触网普遍采用一边供电方式,越 区供电方式也不经常使用,所以在相邻两牵引变电所 之间的供电分区分界点,目前不设置分区所,只设分 相绝缘器和一台隔离开关;
供电系统的结构与原理
同相一边分开供电 • 不同点在于供电臂的上、下行接触网不连接。 • 电力机车通过行驶的本线路的接触网从一个牵引所取用电流
。缺点是不能减少牵引网中的电压损失和电能损失,而且在 运行中,上、下行接触网之间容易出现较大的电压差,易烧 毁接触网的分段绝缘器。优点是倒闸操作和继电保护较简单 。
供电系统的结构与原理
三相V,v联结牵引变电所 • 这种牵引变电所装设两台三相V,V联结牵引变电所,一台运
行,一台固定备用。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。
• 保持了单相V,v联结的主要优点,而且完全克服了它的缺点 。并且解决了单相V,v联结牵引变电所不便于采用固定设备 及其自动投入的问题。两台的容量可以选择不一致,两侧的 二次侧电压可以不一致,有利于实现分相有载或无载调压。
拉得多,跑得快,运输能力大; 节约能源消耗,综合利用能源; 经济效益好; 对环境无污染,劳动条件好,有利于实现环保运输; 有利于铁路沿线实现电气化,促进工农业发展; 对给电气化铁路牵引负荷供电的电力系统造成负序电流和高次谐波含 量增大、功率因数降低等不良影响; 对沿电气化铁路架设的通信线路有干扰; 基建投资比蒸汽牵引和内燃牵引投资大; 接触网检修需要枢纽供电 • 分区所的主接线由4台工作断路器接成四边形构成。 • 优缺点同两边供电。
牵引负荷对电力系统的影响和对策
1)负序电流 • 由于单相工频交流电气化铁道牵引负荷的特点,当三
相电力系统向它供电时,它将在电力系统中引起负序 电流。
• 通过对称分量法分析得知,单相负荷接入电力系统时 ,将在系统中引起正序电流和负序电流,但不会引起 零序电流。
电气化铁路 牵引供电系统简介
一、绪论 二、供电系统的结构与原理 三、牵引负荷对电力系统的影响和对策 四、牵引网对通信线路的影响和对策 五、可以减轻对通信线路影响的供电方式 六、地中电流 七、供电系统设计和运行的若干问题
绪论
1)电气化铁路的组成
电力牵引指由外电源供给动力车电能的牵引方式,采用电力牵引的铁 路称为电气化铁路。电气化铁路除了一般的铁路线路、车站、通讯、信号 等设施外,还包括特殊的牵引供电系统、电力机车以及相应的运行、维修 和管理单位供电段、电力机务段、电力调度及其主管部门等;
供电系统的结构与原理
三相Yn,d11联结牵引变电所
供电系统的结构与原理
• 由一系列相量图分析得知,Ica,Ibc电流相等,等于 供电臂负荷电流的/3,而Iab等于供电臂负荷电流的 1/3,可见牵引变压器容量利用率不高,大约在0.84 左右;
• 但它低压侧保持三相,有利于供应牵引变电所自用电 和地区三相电力,并且在我国采用的时间长,有较多 的经验,制造相对简单,价格相对便宜;
• 相量图中,正序电流超前30度,负序电流落后30度。
牵引负荷对电力系统的影响和对策
• 正序有功功率等于单相负荷的有功功率,负序有功功 率为零。单相负荷的正序视在功率等于负序实在功率 ,都等于单相负荷的视在功率。单相负荷电流在三相 系统电路中产生的电能损失,等于正序电流电能损失 与负序电流电能损失之和,并且正序电流电能损失与 负序电流电能损失相等。
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