高速铁路的牵引供电方式分析

高速铁路牵引供电系统

第二章高速铁路牵引供电系统 第一节电气化铁路的组成 由于电力机车本身不带原动机，需要靠外部电力系统经过牵引供电装置供给其电能，故电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统组成的。 牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两部分组成，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的三大元件。 一、电力机车 （一）工作原理 电力机车靠其顶部升起的受电弓和接触网接触获取电能。电力机车顶部都有受电弓，由司机控制其升降。受电弓升起时，紧贴接触网线摩擦滑行，将电能引入机车，经机车主断路器到机车主变压器，主变压器降压后，经供电装置供给牵引电动机，牵引电动机通过传动机构使电力机车运行。 （二）组成部分 电力机车由机械部分(包括车体和转向架)、电气部分和空气管路系统构成。 车体是电力机车的骨架，是由钢板和压型梁组焊成的复杂的空间结构，电力机车大部分机械及电气设备都安装在车体内，它也是机车乘务员的工作场所。 转向架是由牵引电机把电能转变成机械能，便电力机车沿轨道走行的机械装置。它的上部支持着车体，它的下部轮对与铁路轨道接触。 电气部分包括机车主电路、辅助电路和控制电路形成的全部电气设备，在机车上占的比重最大，除安装在转向架中的牵引电机之外，其余均安装在车顶、车内、车下和司机室内。 空气管路系统主要执行机车空气制动功能，由空气压缩机、气阀柜、制动机和管路等组成 （三）分类 干线电力牵引中，按照供电电流制分为：直流制电力机车和交流制电力机车和多流制电力机车。交流机车又分为单相低频电力机车(25Hz或16 2/3Hz)和单相工频(50Hz)电力机车。单相工频电力机车，又可分为交--直传动电力机车和交—直—交传动电力机车。 二、牵引变电所 牵引变电所的主要任务是将电力系统输送来的110kV三相交流电变换为（或55）kV单相电，然后以单相供电方式经馈电线送至接触网上，电压变化由牵引变压器完成。电力系统的三相交流电改变为单相，是通过牵引变压器的电气接线

高速铁路牵引供电方式

高速铁路牵引供电方式 1.直接供电方式 电方式是指牵引变电所通过接触网直接向动车组供电，回流经钢轨及大地直接返回牵引变电所。这种供电方式的电路构成简单、设备少，施工及运营维修都较方便，造价也低。但由于接触网在空中产生的强大磁场得不到平衡，对邻近的广播、通信干扰较大，因此一般不采用。 2.BT供电方式 BT供电方式就是在牵引供电系统中加装吸流变压器（3～4 km安装一台）和回流线。这种供电方式由于在接触网同高度的外侧增设了一条回流线，回流线上的电流与接触网上的电流方向相反，因此大大减轻了接触网对邻近通信线路的干扰。采用BT供电方式的电路是由牵引变电所、接触悬挂、回流线、轨道及吸上线等组成。牵引变电所作为电源向接触网供电；动车组列车运行于接触网与轨道之间；吸流变压器的原边串接在接触网中，副边串接在回流线中。吸流变压器是变比为1∶1的特殊变压器。它使流过原、副边线圈的电流相等，即接触网上的电流和回流线上的电流相等。因此，可以说是吸流变压器把经钢轨、大地回路返回变电所的电流吸引到回流线上，经回流线返回牵引变电所。这样，回流线上的电流与接触网上的电流大小基本相等、方向相反，故能抵消接触网产生的电磁场，从而起到防干扰作用。 理论上的理想情况是这样的，但实际上由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流，经回流线的电流总小于接触网上的电流，因此不能完全抵消接触网对通信线路电磁感应的影响。另外，当机车位于吸流变压器附近时，回流还是从轨道中流过一段距离，至吸上线处才流向回流线，该段回流线上的电流会小于接触网上的电流，这种情况称为半段效应。此外，吸流变压器的原边线圈串接在接触网中，所以在每个吸流变压器安装处，接触网必须安装电分段，这样就增加了接触网的维修工作量和事故率。当高速大功率机车通过该电分段时会产生很大的电弧，极易烧损机车受电弓和接触线。BT供电方式的牵引网阻抗较大，造成较大的电压

中国高速铁路牵引供电系统现状及关键性技术研究

中国高速铁路牵引供电系统现状及关键性技术研究 发表时间：2017-11-28T09:11:16.780Z 来源：《电力设备》2017年第21期作者：王红艳 [导读] 摘要：随着科学技术的迅猛发展，铁路在国民经济发展过程中所发挥的作用也日趋增加，极大的推动了经济的发展和进步（呼和浩特铁路局机辆验收室 010050） 摘要：随着科学技术的迅猛发展，铁路在国民经济发展过程中所发挥的作用也日趋增加，极大的推动了经济的发展和进步，但是，公共电网所带来的负序电流、谐波以及无功电流等问题也逐渐的凸显出来，本文针对上述问题，对我国高速铁路牵引供电系统运作现状进行了相应的分析，而后针对其中的关键性技术措施提出了自己的见解和思考。 关键词：中国高速铁路；牵引供电系统；现状；关键性技术；探究 最近几年来，我国高速铁路建设和发展取得了较大的进步，直到2014年9月份，我国高速铁路全部里程已经达到一万余千米，占据了世界高速铁路里程的一半，中国高速铁路的发展体现出井喷式的发展趋势，这也彰显了我国高速铁路建设的技术优势，比如，从高速铁路的牵引供电系统层面进行分析，我国已经具有了属于自己的标准技术体系。我国高速电气化铁路以及客运专线供电管理标准的条件下，对供电设备的可靠性和安全性也提出了新要求，如果仅从现阶段我国电气化铁路电气设备的运作情况来看，要想使高速铁路的运作可以符合供电管理的需求，就应当对高速铁路运作中的牵引供电系统的现状进行分析，而后对其中的关键性因素予以研究和探讨。 一、对于高速铁路牵引供电系统的应用现状分析 高速铁路涵盖着机车、动车以及客运专线等，这些技术都是极为先进、性能优越的大功率交-直-交牵引传动系统。如果仅从电力系统的电能质量指标层面分析，其功率因数会发生相应的改变，甚至可接近1，谐波电流的含量处于大幅度下降的趋势，可等效为既有交-直牵引铁路提供了高效有源电力滤波器(APF)，但是，如果和既有铁路相比较，牵引功率处于大幅度增加的趋势，此时的负序问题也会因此而凸显出来，如若此时可以将牵引供电系统和电力系统两者之间予以联系，采取必要的解决措施，就能够将困扰电力系统的负序问题等妥善处理，这也是最佳的处理办法，中国高速铁路牵引供电系统可以促使电力和铁路两者可以实现高效和谐发展[1]。 高速铁路大功率牵引将会涉及到诸多与之相适应的牵引供电系统，自耦变压器的供电方式大多都是大容量的供电手段，虽说现阶段的通信已经大多实现光缆化，通信干扰问题也并无大碍，此时的AT供电方式在通信干扰防护层面也已接近于BT供电方式，与此同时，也可对BT供电方式之中串联接入引发的断口问题予以规避，更加适用于列车的高速行驶。 AT供电方式有55kV和2*27.5kV模式的区分，笔者基于我国现阶段高速铁路迅猛发展趋势下，对我国的AT供电模式进行了相应的分析，同时也探讨了与之相关的绝缘等级和开关的择选工作等等问题[2]。 二、对于中国高速铁路牵引供电系统关键性技术的研究 （一）对于全并联AT供电系统的分析 全并联AT供电系统被普遍的应用到高速铁路之中，全并联AT网则是复线AT网的实际基础上，下线路在AT位置经由连线所完成的并联连接方式，上下行共用一个自耦变压器，也就是在原来的AT供电方法之中，将全部的AT所在的上下行接触网以及中正馈线等与钢轨实现并联连接，同时也应当在变电所出口的位置，使上下行共同使用同一个馈线供电。 图1所显示的是全并联AT供电系统的电流分布特征，沿着导线的AT可以把经由钢轨的电流平均分为四个主要部分，作用于接触网和上下行的正馈线。 接触网和正馈线的电气体现出了一定的对称性，所以，下行线路和上行线路的电流分布也极其相似，全并联AT供电系统的电流分布可以在一定程度对通信线路中的电磁干扰、电力以及电压损失问题予以削弱，它的供电性能相较于单线AT供电系统以及复线AT供电系统来讲，极大的提高了牵引网实际的传输线路长度，也相应的减少了线路之中的牵引变电所的实际数量，所以，全并联AT供电系统的应用得到了有关人士的重视，将其大范围的应用到我国的高速铁路建设之中[3]。 （二）对于高速铁路牵引变电所中的关键设备分析 高速铁路牵引变电所之中含有诸多的关键设备，其中最为重要的当属牵引变压器设备，现阶段我国高铁所使用的主变压器接线型有中点抽出式Scott接线和单项V/x接线等种类，笔者基于这两类变压接线的工作原理进行了相应的分析和探究，详见下述。 其一，对于单项V/x接线牵引变压器的应用方式分析。单项V/x接线牵引变压器含有两个单相三绕组的变压器种类，均为左右AT牵引网供电，二次侧绕组中性电抽出并接地，致使两个绕组所经过的电压均为±27.5kV，而后会与F母线或是T母线实现连接，最终形成AT供电方式，这样可以将牵引变电所出口位置的AT予以省略[4]。 单项V/x接线牵引变压器的应用体现了诸多的优势，比如，具有容量大，应用简洁以及的接地方式简单等特性，所以，此种牵引变电所在我国高速铁路的建设中的应用范围最广。 其二，对于中点抽出式Scott接线牵引变压器的应用方式分析。中点抽出式Scott接线牵引变压器的二次侧和单项V/x接线牵引变压器的应用方式体现出了一定的相似性，同时都可以从二次侧中性点抽出而后实现接地，与之相连接的F母线和T母线为其提供±27.5kV的电压。值得一提的是，220kV中点抽出式Scott接线牵引变压器是在国际上首次使用的杭甬客专上虞北牵引变电所。 中点抽出式Scott接线牵引变压器可谓是应用极为普遍的平衡变压器种类，可以对牵引供电系统给外部电网所体现出的功率不平衡问题予以一定程度的降低，将此问题妥善的解决[5]。 （三）对于高速铁路供电安全监测系统的应用方式分析 随着我国高速铁路的迅猛发展，牵引供电系统供电设备的运作过程中，不仅要确保运作效率，还是提高运行安全性和可靠性，此时，就需要借助高速铁路安全监测系统的作用，对高速铁路牵引供电系统进行全覆盖、全方位的检测，它的主要功能有弓网运行参数的检测、高速接触网悬挂参数的检测等等，确保高速铁路的设备运行安全。如呼和浩特铁路局目前投入运行的6C综合信息处理平台，实现了供电设备巡视、动态检测等检测监测数据共享及实时查阅，为设备质量问题的整治、复核、销号工作提供了新的技术手段。 结束语 综上所述，当前的社会发展背景下，人们对于交通运输快捷、便利的需求在日渐增加，这一发展形势，无疑给我国的高速铁路建设带来了新契机，高速铁路牵引供电关键技术的研究，涵盖着弓网、外部电源以及车网联系机理，利用现代科技平台，大力应用并及时改进牵引供电关键技术，建立有效的管理制度与机制，实现设备管理工作的规范化、标准化、程序化，必将大大提高铁路设备运行安全的质量与

(完整)中国高铁核心技术

中国高铁核心技术 高速铁路从技术体系上讲大致可以分为这样一个板块：公路工程，牵引供电、运行控制与通信、高速列车、客运服务、综合维修、安全防灾和应急处理、工务工程。1、工务工程。工务工程一般包括轨道结构、路基、桥梁、隧道、房建工程等各个子系统，我国铁路建设在公路工程方面主要依靠技术创新。我们国家的高速铁路一般采用全线高架、无砟轨道、高速道和超长无缝钢轨等技... 高速铁路从技术体系上讲大致可以分为这样一个板块：公路工程，牵引供电、运行控制与通信、高速列车、客运服务、综合维修、安全防灾和应急处理、工务工程。 1、工务工程。工务工程一般包括轨道结构、路基、桥梁、隧道、房建工程等各个子系统，我国铁路建设在公路工程方面主要依靠技术创新。我们国家的高速铁路一般采用全线高架、无砟轨道、高速道和超长无缝钢轨等技术。京津城际采用CRTS-II型板式无渣轨道结构，6.5米轨道板纵向连接，专业化制造，加工机施工安装精度高。运营一年表明，无砟轨道京都高稳定性好，刚组均匀。我们的无缝线路，采用60公斤/米、100米定尺、U71Muk高性能钢轨。现场焊接、弹性扣件、轨温锁定技术。跨区间超长无缝路线。 高速道岔。大号码高速道岔，直向通过速度350km/h，侧向通过速度120-250km/h。 中国高铁技术适应复杂地形。日本国土面积小，铁路所跨越的地区气候和地质条件比较类似。而中国国土面积大，地形复杂，横跨多个不同的气候和地质区域，因此在高铁的实际建设中完全照搬引进日法德的技术显然行不通，技术必须进行创新。因此，作为应对复杂地形方面，贯穿辽阔国土面积的中国高铁，在设计上自然有更多的实际经验，技术上也比日本具有更多的优势。 铁道部总工程师何华武就指出，中国京津、武广、郑西高速铁路非常典型：京津城际是软土路基，武广高铁是岩溶路基，郑西高铁是黄土湿陷性路基，这样的地质条件下建铁路，尤其是建高速铁路，需要处理好地基以及路基的填入技术。而日本、法国、德国都没有这样的地质条件。 “中国的综合能力超过他们。”许克亮表示：“如果说中国的‘线上’（主要指机车）是走‘引进、消化、吸收’之路，那么线下工程（主要指土建）则是由中国人自己创造的一个完整系统的标准。中国高铁经过的地方地质难度较大，要穿越水下60米深的浏阳河，还要从70多米高的地方跨越山谷等，地质的难度，决定了中国高铁的线下功夫。” 2、牵引供电。由电力、接触网、变电、供电、远动等构成。外电110kv/22Okv接入变

高速铁路牵引供电系统组成

高速铁路牵引供电系统 电气化铁路的组成 由于电力机车本身不带原动机，需要靠外部电力系统经过牵引供电装置供给其电能，故电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统组成的。 牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两部分组成，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的三大元件。 一、电力机车 （一）工作原理 电力机车靠其顶部升起的受电弓和接触网接触获取电能。电力机车顶部都有受电弓，由司机控制其升降。受电弓升起时，紧贴接触网线摩擦滑行，将电能引入机车，经机车主断路器到机车主变压器，主变压器降压后，经供电装置供给牵引电动机，牵引电动机通过传动机构使电力机车运行。 （二）组成部分 电力机车由机械部分(包括车体和转向架)、电气部分和空气管路系统构成。 车体是电力机车的骨架，是由钢板和压型梁组焊成的复杂的空间结构，电力机车大部分机械及电气设备都安装在车体内，它也是机车乘务员的工作场所。 转向架是由牵引电机把电能转变成机械能，便电力机车沿轨道走行的机械装置。它的上部支持着车体，它的下部轮对与铁路轨道接触。 电气部分包括机车主电路、辅助电路和控制电路形成的全部电气设备，在机车上占的比重最大，除安装在转向架中的牵引电机之外，其余均安装在车顶、车内、车下和司机室内。 空气管路系统主要执行机车空气制动功能，由空气压缩机、气阀柜、制动机和管路等组成 （三）分类 干线电力牵引中，按照供电电流制分为：直流制电力机车和交流制电力机车和多流制电力机车。交流机车又分为单相低频电力机车(25Hz或16 2/3Hz)和单相工频(50Hz)电力机车。单相工频电力机车，又可分为交--直传动电力机车和交—直—交传动电力 机车。 二、牵引变电所 牵引变电所的主要任务是将电力系统输送来的110kV三相交流电变换为（或55）kV单相电，然后以单相供电方式经馈电线送至接触网上，电压变化由牵引变压器完

最新高铁设计规范电力牵引供电

11 电力牵引供电 11.1 一般规定 11.1.1 牵引供电系统能力应与本线的线路能力、路网中的定位相匹配。 11.1.2 牵引供电系统应保证可靠性、独立性和完整性。在确保高速铁路安全可靠供电和运营方便的前提下，有条件时可对相邻线和枢纽供电。 11.1.3 牵引供电系统正常运行或故障时，应保证人员及设备安全。 11.2 牵引供电 11.2.1 牵引负荷为一级负荷；牵引变电所应采用两回独立进线，并互为热备用；供电电源应采用220kV或以上电压等级，电力系统供电质量应符合国家相关规定。 11.2.2 接触网的标称电压为25kV，长期最高电压为27.5kV，短时（5min）最高电压为29kV，设计最低电压为20kV。 11.2.3 正线牵引网宜采用2×25kV供电方式；枢纽地区跨线列车联络线、动车组走行线和动车段（所、场）等可采用1×25kV供电方式。 11.2.4 牵引变电所分布应按本线最高设计速度的动车组以行车组织确定的列车编组和追踪运行间隔进行设计。 11.2.5 动车段（所）应采用两回电源供电，其中至少应有一回为独立电源。 11.2.6 牵引变压器结线型式优先采用单相结线，困难时可采用其他结线型式。 11.2.7 牵引变压器、自耦变压器应采用固定备用方式；正常运行时，牵引变压器一台（组）运行，另一台（组）备用。 11.2.8 牵引变压器安装容量按交付运营后第五年运量确定，并

按远期运量预留条件；牵引变压器、自耦变压器过负荷能力应符合高峰小时牵引负荷的需要。 11.2.9 牵引变压器短路阻抗选择应在符合电压要求前提下，兼顾降低短路电流。 11.2.10 牵引网采用同相单边供电。自耦变压器所、分区所处应具备上、下行并联供电条件。 11.2.11 在正常供电布局的前提下校核牵引变电所的越区供电能力。越区供电能力至少应保证该区间有一对动车组按设计速度运行。 11.2.12 接触电压长期持续值不应高于60V，瞬时（0.1s）值不应高于842V。 11.2.13 牵引变电所一次侧平均功率因数应按不低于0.9设计，牵引供电应减少负序及谐波对电力系统的影响。 11.2.14 27.5kV单芯电力电缆线路正常感应电势最大值应满足下列要求： 1 未采取能有效防止人员任意接触金属护层的安全措施时，不得大于60V。 2 除上述情况外，不得大于300V。 11.3 牵引变电 11.3.1牵引变电所电源侧主接线应结合外部电源条件确定，宜采用线路变压器组接线或分支接线；馈线侧接线宜采用上下行断路器互为备用的接线型式，并符合上、下行分别供电和并联供电的运行方式要求。 11.3.2分区所主接线应按同一供电臂的上、下行并联供电及非正常供电运行的越区供电设计。上、下行并联供电应采用断路器接线方式，越区供电应采用隔离开关接线方式。 11.3.3自耦变压器所主接线应按上、下行并联供电设计，并应采用断路器接线方式。 11.3.4 牵引变压器应采用无载调压方式，无载调压开关应纳入

高速铁路牵引供电系统组成

高速铁路牵引供电系统 组成 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

第一节高速铁路牵引供电系统 电气化铁路的组成 由于电力机车本身不带原动机，需要靠外部电力系统经过牵引供电装置供给其电能，故电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统组成的。 牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两部分组成，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的三大元件。 一、电力机车 （一）工作原理 电力机车靠其顶部升起的受电弓和接触网接触获取电能。电力机车顶部都有受电弓，由司机控制其升降。受电弓升起时，紧贴接触网线摩擦滑行，将电能引入机车，经机车主断路器到机车主变压器，主变压器降压后，经供电装置供给牵引电动机，牵引电动机通过传动机构使电力机车运行。 （二）组成部分 电力机车由机械部分(包括车体和转向架)、电气部分和空气管路系统构成。 车体是电力机车的骨架，是由钢板和压型梁组焊成的复杂的空间结构，电力机车大部分机械及电气设备都安装在车体内，它也是机车乘务员的工作场所。 转向架是由牵引电机把电能转变成机械能，便电力机车沿轨道走行的机械装置。它的上部支持着车体，它的下部轮对与铁路轨道接触。 电气部分包括机车主电路、辅助电路和控制电路形成的全部电气设备，在机车上占的比重最大，除安装在转向架中的牵引电机之外，其余均安装在车顶、车内、车下和司机室内。 空气管路系统主要执行机车空气制动功能，由空气压缩机、气阀柜、制动机和管路等组成 （三）分类 干线电力牵引中，按照供电电流制分为：直流制电力机车和交流制电力机车和多流制电力机车。交流机车又分为单相低频电力机车(25Hz或162/3Hz)和单相工频(50Hz)电力机车。单相工频电力机车，又可分为交--直传动电力机车和交—直—交传动电力机车。 二、牵引变电所

高速铁路牵引供电系统

高速铁路牵引供电系统 1.牵引变电所 牵引变电所是电气化铁路的心脏，其作用是将110 kV（220 kV）三相交流电变换成27.5 kV（或55 kV）单相工频交流电，并供给电力牵引网和电力机车。此外，有少数牵引变电所还需担负10 kV动力负荷。所以，牵引变电所具有3个主要功能：接受三相电能，降压分配电能，减相以单相馈出供给牵引网。 2.分区亭 在电气化铁路上，为了提高运行的可靠性，增加供电工作的灵活性，在相邻变电所供电的相邻两供电分区的分界处常用分相绝缘器断开，若在断开处设置开关设备和相应的配电装置，则组成分区亭。 在复线电气化区段，分区亭的主要功能如下： （1）使同一供电臂上的上、下行接触网并联工作或单独工作。当并联工作时，分区亭内的断路器闭合以提高接触网的末端电压；当单独工作时，断路器打开。（2）当同一供电臂上的上、下行接触网（并联工作）发生短路事故时，由牵引变电所相应的馈线断路器和分区亭中的断路器配合动作，切除事故区段，缩小事故范围；非事故区段仍可正常供电。 （3）当某牵引变电所全所停电时，可闭合分区亭中的越区隔离开关，由相邻牵引变电所向停电牵引变电所进行越区供电。 总之，分区亭的作用是：对单线牵引网，使两相邻供电臂单独工作或实现越区供电；对双线牵引网，使上、下行接触网并联，提高末端电压，缩小事故范围和实行必要时的越区供电。 3.开闭所 当远离牵引变电所的枢纽站、电力机务段等大宗负荷需要多条馈电线向这些接触网分组供电时，一般采用建立开闭所的办法来解决。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。开闭所一般有两条进线，然后多路馈

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，又由于断路器对接触网短路故障进行保护，从而可以缩小事故停电范围。开闭所的作用是增加馈线数目，将主线接触网与分支接触网分开，缩小事故范围，提高供电可靠性，保证枢纽站、站场装卸作业和接触网分组检修的灵活性和安全性；降低牵引变电所的复杂程度，还可实现上、下行扭接，保证在事故情况下供电，正常情况下扭接有利于改善牵引网电压水平，降低电能损失。

高速铁路牵引供电系统的供电可靠性评估方法

高速铁路牵引供电系统的供电可靠性评估方法 发表时间：2018-08-21T14:20:24.843Z 来源：《电力设备》2018年第13期作者：殷子浩 [导读] 摘要：我国高速客运专线铁路的大规模兴建使高速铁路的供电可靠性倍受关注。 （中国铁路青藏集团有限公司西宁供电段青海省西宁市 810006） 摘要：我国高速客运专线铁路的大规模兴建使高速铁路的供电可靠性倍受关注。目前国际上将传统的可靠性评估扩展为对系统可靠、可用性、可维护性和安全性的全面评估。本文分析了高速铁路牵引供电系统的供电可靠性评估方法。 关键词：高速铁路；牵引供电系统；供电可靠性；评估方法； 随着我国铁路高速客运专线大力建设和既有线的提速，对铁路牵引供电系统可靠性的要求越来越高，使得安全可靠问题愈显突出。如何提高牵引供电系统的可靠性是摆在电气化铁路设计、施工、运营管理和设备制造等部门面前重要课题。 一、高速铁路供电系统网络结构 高速铁路牵引变电站电压等级由110kV上升到220kV，目前每个高铁牵引变电站由2个220 kV变电站采用主、备用方式供电接入大电网。以外部电力系统对高铁牵引供电系统进行可靠性评估，将大电网N3按网络层次分为多级，其中N1网络由直接为牵引变电站供电的220kV变电站及线路组成，N2 网络由与N1网络中变电站互联的220kV及以上的变电站和发电厂以及线路组成。在实际运行中，为确保高铁的安全稳定运行，高铁牵引变电站最高负荷可能仅有为其供电的 220kV变电站 (即 N1网络中的变电站) 容量的 1 /3不到，而 N1网络中的每个变电站又互联多个 N2网络中的变电站，高铁负荷占N1和N2网络中变电容量的比重就更小了。显然，在高铁负荷占全网负荷百分数和牵 引变电站数量占全网变电站数量百分数都非常低的情况下，盲目地在大电网环境下对高速铁路牵引供电系统静态安全可靠性分析评估，不仅效率低、复杂度高，而且意义也不大。以牵引变电站和N1，N2网络组成的 N4网络为外部电力系统对高速铁路牵引供电系统进行可靠性评估，N4网络以外的大电网节点运用蒙特卡洛抽样法，将其可靠性参数等效到 N2网络中来，这样既保证了可靠性评估的正确性，又简化了网络结构。在N4以外的大电网结构不发生改变的情况下，即使N4 内的网络发生改变，节点等效还是一直有效的，只需要对 N4内的网络进行蒙特卡洛抽样评估就可以了，从而降低了对高铁牵引供电系统可靠性评估的工作量，提高了工程可用性。 二、可靠性评估算法实现 1.用蒙特卡洛法评估高速铁路牵引供电系统的过程可分为 3 个步骤: 系统状态抽样; 状态估计; 可靠性指标统计。首先对系统的各个元件 状态 X 抽样。设系统状态的事件概率为P(X)，状态函数为F(X)，可靠性指标均值为:，式中Ω为状态空间。由于电力系统的系统元件的强迫停运率一般较小，进行随机抽样时很容易出现截尾现象，导致较大误差，如果要保证计算精度必须加大计算量。本文应用分散抽样技术克服截尾现象，提高抽样精度和效率，方法见文献1。 2.可靠性指标。外部电力系统对高铁牵引供电系统可靠性指标的定义及其解析表达式如下: （1）失负荷概率表示外部电力系统元件容量不足导致某牵引变电站失负荷的可能性，即：，式中F (x) 是电力系统状态x的二值函数，若 x是系统的正常状态，F (x) 为 0; 若x是系统的故障状态，F (x) 为 1。 （2）高速铁路供电系统故障概率风险指标。铁路丧失通过能力概率表示在考虑外部电力系统供电可靠性和越区供电的前提下，相邻的 2 个或 2 个以上牵引变电站同时停电造成整条高铁丧失通过能力的可能性。 三、基本途径 1.建立可靠性管理的标准和准则。牵引供电系统可靠性管理标准和准则是开展可靠性管理的基础。电气化铁路先进国家极其重视牵引供电系统可靠性理论和方法体系的研究，对牵引供电系统可靠性提出了明确的指标要求。我国要组织相关人员建立牵引供电系统的可靠性指标体系、运行统计方法和可靠性评价规程等，明确对牵引变电所和接触网在可靠性方面的要求，逐步完善电气化铁路供电系统可靠性理论与方法体系。 2.加强设备的采购管理工作。一个系统的可靠性水平是由组成该系统的元件的可靠性水平和系统的结构决定的。所以，要把好牵引供电系统设备的可靠性关。设备可靠性水平低，要确保系统可靠运行，将意味着使用阶段要投入更多的维护费用或设备的提前更换。在新建和改建铁路线时，要一开始就把设备的可靠性考虑在内。要对经过可靠性试验的设备予以优先考虑，对预采购设备的可靠性提出明确的可靠性指标要求。电气化铁路建设单位应在设备采购合同中明确设备可靠性问题，要求制造方对影响设备可靠性的诸多要素进行管理，把审查可靠性试验执行的情况作为接收产品的依据，以保证设备质量。 3.建立完整的可靠性信息管理体系。我国电气化铁路牵引供电系统运营部门对设备的运行情况、检修情况都有较详细的记录，但没有专门针对系统可靠性管理的记录，要从原来的设备运行和检修记录中收集有关可靠性的信息相当困难。我国应尽建立电气化铁路设备可靠性信息的采集、统计、存储和分析体系，制定设备和系统的统计和评价规程。随着铁路信息化的发展，许多电气化铁路供电系统运营部门建立了自己的信息管理系统或设备管理系统，可靠性管理完全可以作为这些管理系统的一个模块被加入，并不会影响铁路原来的管理体系。统计和分析的基础上，形成完整的电气化铁路牵供电系统设备可靠性信息数据库，为规划、设计、制造、生产和科研等部门提供可靠性信息的查询和检索服务。 四、高速铁路牵引供电系统调度策略 高速铁路负荷较全网负荷而言，有着数值小、瞬时性大的特点。高铁牵引供电系统网络结构复杂、变电站供电模式多样，仅依据主观经验和习惯不可能全面、科学地分析高速铁路牵引供电系统网络的安全可靠性。本文依据算例分析结果，结合电网安全策略，提出供调度员参考的高速铁路牵引供电系统调度策略:1) 高铁牵引供电系统网络对牵引变电站故障灵敏度高低不一，故依据灵敏度数值高低将调度策略分为2 种情况。当线路灵敏度为负值时，优先服从全网经济、安全运行调度的策略; 当线路灵敏度为正值时，优先服从高铁牵引供电系统运行安 全调度策略，即线路按故障灵敏度高低排序，优先调度灵敏度较高线路，规避高铁牵引供电系统故障。2) 高铁牵引供电系统网络对牵引变电站故障灵敏度非常高，是高铁牵引供电网安全运行的关键环节，调度优先服从高铁牵引供电系统运行安全调度策略，调度使用灵敏度较高的线路作为牵引变电站主供线路，确保高铁牵引供电系统安全可靠运行。3) 从电网安全角度考虑，高铁牵引供电系统网络中每个220kV 变电站单独供电一个牵引变电站，不重复为2 个及以上牵引变电站同时供电。4) 参考可靠性故障灵敏度指标时，优先参考数值较大

高速铁路牵引供电系统(组成)

第一节高速铁路牵引供电系统 电气化铁路得组成 由于电力机车本身不带原动机,需要靠外部电力系统经过牵引供电装置供给其电能,故电气化铁路就是由电力机车与牵引供电系统组成得。 牵引供电系统主要由牵引变电所与接触网两部分组成,所以人们又称电力机车、牵引变电所与接触网为电气化铁道得三大元件。 一、电力机车 （一）工作原理 电力机车靠其顶部升起得受电弓与接触网接触获取电能。电力机车顶部都有受电弓,由司机控制其升降。受电弓升起时,紧贴接触网线摩擦滑行,将电能引入机车,经机车主断路器到机车主变压器,主变压器降压后,经供电装置供给牵引电动机,牵引电动机通过传动机构使电力机车运行。 （二）组成部分 电力机车由机械部分(包括车体与转向架)、电气部分与空气管路系统构成。 车体就是电力机车得骨架,就是由钢板与压型梁组焊成得复杂得空间结构,电力机车大部分机械及电气设备都安装在车体内,它也就是机车乘务员得工作场所。 转向架就是由牵引电机把电能转变成机械能,便电力机车沿轨道走行得机械装置。它得上部支持着车体,它得下部轮对与铁路轨道接触。 电气部分包括机车主电路、辅助电路与控制电路形成得全部电气设备,在机车上占得比重最大,除安装在转向架中得牵引电机之外,其余均安装在车顶、车内、车下与司机室内。 空气管路系统主要执行机车空气制动功能,由空气压缩机、气阀柜、制动机与管路等组成 （三）分类 干线电力牵引中,按照供电电流制分为:直流制电力机车与交流制电力机车与多流制电力机车。交流机车又分为单相低频电力机车(25Hz或16 2/3Hz)与单相工频(50Hz)电力机车。单相工频电力机车,又可分为交--直传动电力机车与交—直—交传动电力机车。 二、牵引变电所 牵引变电所得主要任务就是将电力系统输送来得110kV三相交流电变换为27、5(或55)KV单相电,然后以单相供电方式经馈电线送至接触网上,电压变化由

XXXX版 高速铁路电力牵引供电工程施工技术指南1

1总则 1.0.1为指导高速铁路电力牵引供电工程施工，统一主要技术要求， 加强施工管理，保证工程质量，制定本技术指南。 1.0.2本指南适用于新建时速250~300km高速铁路电力牵引供电工程 施工。时速250km以下客运专线、城际铁路电力牵引供电工程施工应参照执行。 1.0.3高速铁路电力牵引供电工程施工应执行国家法律法规及相关技 术标准，严格按照批准的设计文件施工，使其符合系统功能及性能要求，保证设计使用年限内正常运行。 1.0.4高速铁路电力牵引供电工程施工应从管理制度、人员配备、现 场管理和过程控制等标准化管理，实现质量、安全、工期、投资效益、环境保护、技术创新等建设目标。 1.0.5高速铁路电力牵引供电工程施工应积极推行机械化、工厂化、 专业化、信息化。 1.0.6高速铁路电力牵引供电工程施工应提高文明施工水平。 1.0.7高速铁路电力牵引供电工程邻近运营接触网线路施工、牵引变 压器运输和安装等，应结合现场实际情况，通过风险监测等程序，做好风险管理工作，并制定专项施工方案和应急预案。1.0.8高速铁路电力牵引供电工程设计文物保护时，应根据相关管理 法规和设计保护措施进行施工。 1.0.9高速铁路电力牵引供电工程施工应根据国家节约资源、节约能 源、减少排放等有关法规和技术标准，结合工程特点、施工环

境编制并实施工程施工节能减排技术方案。 1.0.10高速铁路电力牵引供电工程施工的各类人员应经过专门培训， 合格后方可上岗。 1.0.11高速铁路电力牵引供电工程中采用的设备、器材。应符合与高 速铁路设计行车速度相适应的国家标准、行业标准或有关技术 规定，并有合格证件。 1.0.12高速铁路电力牵引供电工程施工时，应同步做好资料的收集和 整理，做到系统、完整、真实、准确，并应按有关规定做好归 档管理工作。 1.0.13高速铁路电力牵引供电工程施工在营业线施工及有可能影响营 业线运行安全的施工时，应严格执行有关安全管理办法的规定。 1.0.14高速铁路电力牵引供电工程施工除应符合本指南外，尚应符合 国家现行有关标准的规定。 2术语 2.0.1 接触悬挂 接触网中的悬挂部分，主要由承力索、接触线、吊弦、补偿装置、悬挂零件及中心锚结等组成。 2.0.2无交叉线岔 在道岔处两支接触悬挂不相互交叉，以锚段关节方式来满足弓网关系的线岔。 2.0.3 带辅助悬挂的无交叉线岔 在道岔处增设第三支接触悬挂，并与两支接触悬挂分别形成锚

高速铁路牵引供电系统设计

高速铁路牵引供电系统设计 第一节电气化铁路的组成 由于电力机车本身不带原动机，需要靠外部电力系统经过牵引供电装置供给其电能，故电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统组成的。 牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两部分组成，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的三大元件。 一、电力机车 （一）工作原理 电力机车靠其顶部升起的受电弓和接触网接触获取电能。电力机车顶部都有受电弓，由司机控制其升降。受电弓升起时，紧贴接触网线摩擦滑行，将电能引入机车，经机车主断路器到机车主变压器，主变压器降压后，经供电装置供给牵引电动机，牵引电动机通过传动机构使电力机车运行。 （二）组成部分 电力机车由机械部分(包括车体和转向架)、电气部分和空气管路系统构成。 车体是电力机车的骨架，是由钢板和压型梁组焊成的复杂的空间结构，电力机车大部分机械及电气设备都安装在车体内，它也是机车乘务员的工作场所。 转向架是由牵引电机把电能转变成机械能，便电力机车沿轨道走行的机械装置。它的上部支持着车体，它的下部轮对与铁路轨道接触。 电气部分包括机车主电路、辅助电路和控制电路形成的全部电气设备，在机车上占的比重最大，除安装在转向架中的牵引电机之外，其余均安装在车顶、车内、车下和司机室内。

空气管路系统主要执行机车空气制动功能，由空气压缩机、气阀柜、制动机和管路等组成 （三）分类 干线电力牵引中，按照供电电流制分为：直流制电力机车和交流制电力机车和多流制电力机车。交流机车又分为单相低频电力机车(25Hz或16 2/3Hz)和单相工频(50Hz)电力机车。单相工频电力机车，又可分为交--直传动电力机车和交—直—交传动电力机车。 二、牵引变电所 牵引变电所的主要任务是将电力系统输送来的110kV三相交流电变换为27.5（或55）kV单相电，然后以单相供电方式经馈电线送至接触网上，电压变化由牵引变压器完成。电力系统的三相交流电改变为单相，是通过牵引变压器的电气接线来实现的。牵引变电所通常设置两台变压器，采用双电源供电。以提高供电的可靠性。变压器的接线方式目前采用的有三相Yd11接线，单相V/V接线，单相接线以及三相-两相斯科特变压器。牵引变电所还设置有串联和并联的电容补偿装置，用以改善供电系统的电能质量，减少牵引负荷对电力系统和通信线路的影响。 三、牵引供电回路 电力牵引供变电系统是指从电力系统接受电能，通过变压，变相后，向电力机车供电的系统。牵引供电回路是由牵引变电所、馈电线、接触网、电力机车、钢轨、地或回流线构成。另外还有分区亭、开闭所、自耦变压器站等。

2010版-高速铁路电力牵引供电工程施工技术指南1

总则 1.0.1 为指导高速铁路电力牵引供电工程施工，统一主要技术要求，加强 施工管理，保证工程质量，制定本技术指南。 1.0.2本指南适用于新建时速250~300km高速铁路电力牵引供电工程 施工。时速250km 以下客运专线、城际铁路电力牵引供电工程施工应参照执行。 1.0.3 高速铁路电力牵引供电工程施工应执行国家法律法规及相关技术标 准，严格按照批准的设计文件施工，使其符合系统功能及性能要求，保证设计使用年限内正常运行。 1.0.4 高速铁路电力牵引供电工程施工应从管理制度、人员配备、现场管 理和过程控制等标准化管理，实现质量、安全、工期、投资效益、环境保护、技术创新等建设目标。 1.0.5 高速铁路电力牵引供电工程施工应积极推行机械化、工厂化、专业 化、信息化。 1.0.6 高速铁路电力牵引供电工程施工应提高文明施工水平。 1.0.7 高速铁路电力牵引供电工程邻近运营接触网线路施工、牵引变压器 运输和安装等，应结合现场实际情况，通过风险监测等程序，做好风险管理工作，并制定专项施工方案和应急预案。 1.0.8 高速铁路电力牵引供电工程设计文物保护时，应根据相关管理法规 和设计保护措施进行施工。 1.0.9 高速铁路电力牵引供电工程施工应根据国家节约资源、节约能源、 减少排放等有关法规和技术标准，结合工程特点、施工环境编制并实

施工程施工节能减排技术方案。 1.0.10 高速铁路电力牵引供电工程施工的各类人员应经过专门培训，合 格后方可上岗。 1.0.11 高速铁路电力牵引供电工程中采用的设备、器材。应符合与高速 铁路设计行车速度相适应的国家标准、行业标准或有关技术规定，并有合格证件。 1.0.12 高速铁路电力牵引供电工程施工时，应同步做好资料的收集和整 理，做到系统、完整、真实、准确，并应按有关规定做好归档管理工作。 1.0.13 高速铁路电力牵引供电工程施工在营业线施工及有可能影响营业 线运行安全的施工时，应严格执行有关安全管理办法的规定。 1.0.14 高速铁路电力牵引供电工程施工除应符合本指南外，尚应符合国 家现行有关标准的规定。 5 术语 2.0.1 接触悬挂接触网中的悬挂部分，主要由承力索、接触线、吊弦、补偿装置、悬挂零件及中心锚结等组成。 2.0.2 无交叉线岔 在道岔处两支接触悬挂不相互交叉，以锚段关节方式来满足弓网关系的线岔。 2.0.3 带辅助悬挂的无交叉线岔 在道岔处增设第三支接触悬挂，并与两支接触悬挂分别形成锚段关节，来满足弓网关系的线岔。

牵引供电系统教学内容

牵引供电系统 说起电气化铁路，大家可能首先想到的就是线路两旁一根根的线杆和列车头顶密如蛛网的电线吧。没错电气化铁路与普通铁路最明显的不同在于，它除了地上一条线（轨道）、还有天上一张网（接触网），是一种立体化的线路。 电力机车所需的电能来自发电厂由输电线路、变电装置、牵引用电网络、回流电路等组成的供用电系统供应。世界各国采用的供电制式各不相同，我国的电气化铁路选择了25千伏单相工频（50赫兹）交流供电制式。这种供电制式与工业生产所使用电流频率简称工频相同能使牵引动力获得最佳效果。从天上到下，一套复杂完整的大系统为电气化列车的运行提供了保证。 1电气化铁路的心脏——牵引变电所 牵引变电所是牵引供电系统的心脏，它的主要任务是将国家电力系统送来的三相高压电变换成适合电力机车使用的单相交流电。牵引变电所从国家电网引入220千伏或110千伏三相交流电将三相电转换为适合电气列车使用的单相交流27.5千伏电源并送上接触网。除此而外，它还起着供电保护、测量、控制电气设备提高供电质量，降低电力牵引负荷对公共电网影响的作用。为确保牵引供电万无一失，牵引供电系统都采用“双备份”模式，两套设备通过切换装置可以互为备用并随时处于“战备”状态，以备不时之需。 通常将变电所设备分为一次设备和二次设备，一次设备是指接触高电压的电气设备，如牵引变压器、高压断路器、高压隔离开关、高压（电压和电流）互感器、输电线路、母线、避雷器等，它们主要完成电能变换、输送、分配等功能。二次设备则主要是控制、监视、保护设备。随着科技的发展，二次设备更加的集成化和智能化，形成了牵引变电所自动化系统为牵引变电所的远动控制提供了可能。 2电气化铁路的动脉——接触网 当我们乘坐在电气化铁路的旅客列车上出行时，会看到路基两旁有一根根电杆竖立着顶端安装有单臂结构装置伸向线路侧上方且悬挂有电线，并将其固定在距轨道面一定高度的地方，在股道多的车站或编组站，悬挂结构及各种线网多如蛛网。这就是电气化铁路牵引供电系统的主要供电设备——接触网。 接触网是在露天设置，不但受到各种气象条件的影响，而且还受到电力机车行走时带来的动作用力，加上接触网又无法设置备用的条件，所以接触网的工作环境条件非常恶劣。为了保证电气化铁路可靠安全运营，接触网的结构必须经久

高铁供电基本知识教案

? 《铁总兼职师资培训第八期》 教案 单位：成铁局贵阳职培基地 教师姓名: 翁妍菁 编写时间: 2015年１0月2６日

一、设疑提问，导入课程主题（3分钟)（提问法) 导入： 思考：人生最重要的是什么？ 二、传统健康与现代健康的区别(５分钟）(讲授法) “健康不仅是躯体没有疾病,还要具备心理健康、社会适应良好和有道德”（国际卫生组织) 三、举例说明健康的重要（5分钟)（案例法） 1、富人没有健康是白忙一生 2、穷人没有健康是雪上加霜 3、美国哈比博士的健康论 4、全球健康调查数据 5％---－真正的健康人群 20%-－-－患有疾病,需要看病的人群 ７5%--－-亚健康人群 四、思考:哪些因素引起健康问题(3分钟）(提问法） 1、环境 2、生活方式 3、工作环境与过程 4、压力 五、结束： 赫拉克里特：生命因健康而美丽 建议：做好个人健康规划提出问题，在思考的过程中找出主题 从图示展开介绍现代健康概念的四个方面 通过大量图片的展示来说明健康的重要 用轻松的图片引出严肃的话题 通过残疾孩子《千手观音》的表演结束内容。

牵引负荷为一级负荷,牵引变电所有两路独立的电源进线。 供电臂(供电分区):牵引变电所馈线到接触网末端的供电电路。 各牵引变电所间循环换相，使各供电臂电压不同相。 电分相:电分相绝缘装置串接在分区所或变电所出口的接触网中, 将不同的供电分区分开，避免不同电压或不同相位的两相邻供电 分区相互连通而形成短路。 分区所：增加供电的灵活性，在两个牵引变电所的分区中间设分 区所。分相绝缘装置并联断路器或隔离开关实现牵引网不同运行 方式(单边供电、双边供电、越区供电）。 (１)单边供电 单边供电：分区所内与分相绝缘装置并联断路器或隔离开关打开, 机车／动车取流来自一个牵引变电所。 (2)双边供电 此时学生应 该注意听教 师对牵引供 电系统主要 结构的讲解， 因为此处是 重点知识，同 时也应积极 回答相应的 问题，进行认 真的思考。 重点,学生认 真听讲 供电臂 电力系统 牵牵牵牵 电力系统 牵引 变电 牵引 变电 牵引 变电 牵引 变电

高铁技术详解

高铁技术详解 高铁是用电力驱动的，与传统内燃机驱动方式相比，电力驱动具有无污染、载客量大、动力/重量比大等优点。因此，世界上大多数高速列车都采用电力驱动方式，即通过铁路沿线的架空高压线电网（我国都采用工频单相2.5千伏电压）对列车供电方式。而安装在列车车顶沿着高压线滑动获取电能的装置叫受电弓。 中国南车四方公司副总工梁建英介绍说，CRH380A采用动力分散的电力驱动方式，全列车顶安装了4架受电弓，车下安装了7台变压器，14台变流器，56台电机分别安装在2～15号车厢的28个转向架上。 CRH380A能量传递有两种方式：牵引方式和再生制动方式。牵引方式时，列车从架空电网获取电能，再经过多个车厢下安装的变压器、变流器等部件变换后给转向架上安装的电动机。变压器能将从受电弓获取的高电压电能转换成将近2千伏的中电压电能，变流器能将工频单相中压电转换成频率、电压可变的三相电源给三相电动机驱动列车前进。 顺便说下，列车时速300公里运行时，人均百公里耗电仅为3.64千瓦时，相当于客运飞机的1/12，小轿车的1/8，大型客车的1/3。 京沪高铁全长1318公里，这样算下来，全程人均耗电约48千瓦时。 下面是详解部分： 一、高铁列车的动力来源是交流电还是直流电？ 各国高铁基本采用交流电作为高铁列车的牵引网络的电流制式。 但是，萌萌的意呆立除外。在高铁电流制式这个问题上，全世界都摸着意呆立过河。

二、高速列车如何获取电能作为动力？ 从电路角度来看，高铁采取AT（自耦变压器）供电方式。 高铁能够跑起来，依靠的是牵引供电系统给高速列车提供电力。 牵引供电为电力系统的一级负荷，但德国是例外，德国高铁电网有独立于德国国家电网。因此，高铁牵引供电系统包括架空接触网、牵引变电所、回流回路。如图所示：