高速铁路概论单元高速铁路牵引供电课件

高速铁路概论南京铁道职业技术学院2021.03——单元3：高速铁路牵引供电牵引供电系统是指从三相电力系统接受电能向单相交流电气化铁道行驶的列车输送电的电气网络。一、牵引供电系统1、牵引供电系统构成（1）供电电压我国高速铁路的供电制式为工频单相交流制。牵引网标称电压为25kV,长期最高工作电压为27.5kV,短时(5min)最高电压为29kV,最低电压为20kV。一、牵引供电系统2、供电电压与外部电源（2）外部电源我国的高速铁路均优先采用220V电源电压,牵引变电所设2回独立220kv进线,互为热备用。（3）牵引变电所向牵引网的供电高速铁路普遍采用单边供电。根据运行方式的不同，可以分为上下行分开供电、并联供电和全并联供电三种方式一、牵引供电系统2、供电电压与外部电源（4）牵引网供电方式高速铁路牵引网一般采用带负馈线的直接供电方式和AT供电方式。带负馈线(也常被称作回流线)的直接供电方式牵引网拓扑结构如图所示。一、牵引供电系统2、供电电压与外部电源（4）牵引网供电方式高速铁路牵引网一般采用带负馈线的直接供电方式和AT供电方式。带负馈线(也常被称作回流线)的直接供电方式牵引网拓扑结构如图所示。我国普速铁路,包括部分提速到200km/h的客货混跑线路大量采用带负馈线的直接供电方式,供电臂长度一般为20-25km。一、牵引供电系统2、供电电压与外部电源（4）牵引网供电方式AT供电方式沿线路设置变比2:1的并联自耦变压器，接触网、钢轨与正馈线构成2×25kV系统,接触网与正馈线间的额定电压为55kV,动车组运行的接触网与钢轨间额定电压保持27.5kV不变。我国新建的250km/h及以上高速铁路普遍采用AT供电方式,供电臂长度一般为30-40km,设2个或3个AT段。一、牵引供电系统2、供电电压与外部电源牵引变电所从公用电力系统接受电能,通过变压器将电能从三相110kV或220kV变换成1个或2个单相27.5kV,对AT系统则为55kV或2×27.5kV,并向两侧铁路上、下行的牵引网供电。牵引变电所的核心设备是主变压器一、牵引供电系统3、牵引变电所还包括室外室内设备分区所设于两变电所之间,把电气化铁道牵引网分成不同供电区段,装有开关设备,根据运行需要可以连接同一供电臂的上、下行牵引网,或连接相邻供电臂以实现越区供电。越区供电是指当一个牵引变电所故障退出运行时,原先由它供电的牵引网区段,改由它两侧的牵引变电所来承担,这是提高牵引供电系统可靠性的重要手段。一、牵引供电系统4、分区所开闭所实际上就是开关站,多设于铁路枢纽,一般两路进线、多路馈线,每路进线和馈线上都设有断路器,用以实现对站场各股道群的分别供电控制,可以灵活地对站场各分区接触网停、供电,在断路器上可实现短路故障保护,从而可以缩小事故停电范围,增强供电可靠性一、牵引供电系统5、开闭所AT供电系统中,除变电所、分区所外,在牵引网上放置自耦变压器的场所。6、自耦变压器所接触网沿铁路线路露天敷设,通过接触线和受电弓的滑动接触把电能输送给电力机车,是高速铁路的重要供电设施。接触网主要由接触悬挂、支持与定位装置、补偿下锚装置、支柱与基础以及轴助供电设施等构成。与电力系统的输电线相比,接触网具有无备用、结构复杂、存在与受电弓的动态相互作用、故障率高等特点。二、接触网1、高速铁路接触网构成接触悬挂由接触导线、承力索和吊弦组成，是传输电流的主体。高速铁路接触网一般采用链型悬挂方式,高速铁路接触网的跨距较短,各国高速铁路接触网多采用50m长跨距。二、接触网（1）接触悬挂简单链形悬挂二、接触网（1）接触悬挂弹性链型悬挂复式链型悬挂二、接触网（1）接触悬挂接触导线承力索吊弦二、接触网（2）支持与定位装置二、接触网（3）补偿下锚装置为满足接触网在供电和机械两方面的需求,将接触网分成若干一定长度且相互独立的分段,每一个分段叫锚段。锚段与锚段之间的衔接部分被称作锚段关节。高速列车通过锚段关节时,受电弓应能平滑、安全地由一个锚段过渡到另一个锚段,且弓网接触良好。二、接触网2.自动过分相在单相交流牵引供电系统中,为了平衡电力系统的A、B、C各相负荷,一般要实行A、B相轮流供电。所以A、B相之间要进行可靠的电气隔离,称之为电分相。根据结构的不同，可分为分相绝缘器式电分相和锚段关节式电分相。高速铁路接触网中一般采用锚段关节式电分相。我国高速铁路接触网在A、B两相之间存在了一个中性段。车运行到中性段时无法获取电能,只能“情行”通过。（1）电分相二、接触网2.自动过分相车载断电自动过电分相装置（2）自动过分相方式地面自动转换电分相装置电分相装置二、接触网3.受电弓与弓网受流接触网的受流性能不仅与接触网有关,也与受电弓有关。接触网和受电弓是一对相互耦合的动态受流系统。（1）受电弓二、接触网3.受电弓与弓网受流受电弓与接触线之间需要一定的接触压力。国际上一般以50N接触压力为标准,当接触压力大于50N时,弓网间处于良好接触状态,受电弓正常受流；当接触压力小于50N时,弓网间接触状态变差,接触电阻增大,影响电能传输。当接触压力为0时,弓网在机械上脱离并伴随着电弧放电现象。（2）接触压力（3）弓网离线200km/h及以上的高速铁路,离线率最好不要超过5%,