电气基本知识在高速动车组上的应用

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1、《电工基础与应用》课程论文电气基本知识在高速动车组上的应用摘要：电气化铁路是铁路发展的必然趋势，那么电气化在铁路上的应用又有哪些呢？从牵引供电系统到牵引传动系统，从牵引变电所到受电弓甚至到为动车中各个用电器所消耗的电都有电气的影子。那么电气究竟怎么在高速动车组上工作上呢？为什么高速动车组的发展离不开电气呢？关键词：动车组，电气化铁路，牵引供电系统，接触网高压供电系统受电弓牵引传动系统交流传动引言：电气化铁路是世界铁路的发展趋势，中国的电气化铁路的里程已是世界第一，而高速铁路的发展尤其是动车组的发

2、展也是未来的铁路发展的主要方向。那么电气化在高速动车组上又有哪些应用呢？电气化铁路电气化铁路是以电能作为牵引动力的一种轨道交通运输形式，具有牵引功率大，能源综合利用率高，劳动生产率高，污染环境小，便于实现自动控制，能促进沿线地区电力工业发展的优点，已成为铁路运输现代化的标志。电气化铁路由牵引系统和电力机车或动车组这两种铁路列车（即通称的火车）和机务系统组成。随着哈大高铁12月1日正式开通运营，我国电气化铁路总里程已突破4.8万公里（不含港澳台地区电气化铁路里程），超越了原电气化铁路世界第一的俄罗

3、斯，跃升为世界第一位。其中，我国高速铁路已达8600余公里，稳居世界首位。京广高铁开通之后，我国的电气化铁路?睦锍逃纸印ＧＲ┑缦低?牵引供电系统包括牵引变电所和牵引网两大部分。牵引变电所，牵引网，火车三者一起构成一个闭合的牵引供电回路1.牵引变电所牵引变电所由牵引变压器，高压断路器等一次设备和用于监控的二次设备组成，其主要作用是将地方电力网送来的三相高压电变换为适合电力机车使用的电能，并降低电力牵引负荷对电力系统的不良影响。一条电气化铁路沿线设有多个牵引变电所，相邻变电所间的距离约为40～

4、50公里。在长的电气化铁路中，为了把高压输电线分段以缩小故障范围一般每隔200～250公里还设有支柱牵引变电所它除了完成一般变电所的功能外，还把高压电网送来的电能，通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所。牵引变电所的主要电力设备是单机容量为10000千伏安以上的降压变压器称主变压器或牵引变压器。工矿和城市交通大多采用直流电力牵引，故直流牵引变电所里除降压变压器外，还有把交流电变成直流电的半导体整流器。此外，各类牵引变电所中还有用来接通和开断电力电路的主断路器、为了检修和安全用的隔离开关，以及为

5、了自动、远动控制和保护用的自动控制系统和断电保护系统。牵引变压所分为直流和交流两类。直流牵引变电所的功能是把区域电网的高压电加以降压和整流，使之成为直流1500伏、750伏或城市交通用600伏电压再送到接触网，为直流电力机车或电动车辆供电。交流牵引变电所根据牵引变压器绕组接线不同，又分为三相、单相和三相-两相牵引变电所。①三相牵引变电所：变压器原边绕组通常为星形连接，副边绕组为三角形连接。三角形的一个连接点接铁路行车轨道，另两个连接点分别接牵引变电所左右两侧的供电分区接触网。由于两侧相位差60°

6、需要分段。这种牵引变电所的优点是变压器副边保持三相，可供变电所本身和地方的三相用电，缺点是变压器的容量未能充分利用。②单相牵引变电所：采用1～2台单相变压器。用一台单相变压器时，副边绕组的一端接轨道，另一端同时供给左右两侧的供电分区接触网。为了检修方便，两供电分区采用相关分段加以隔离。若用两台单相变压器时，其原边绕组分别接到高压三相母线中两对不同的母线上，使三相负载平衡；两个副边绕组按V形接线公共点接轨道其余两端分别向两侧的分区供电并用相关分段。单相变电所的优点是变压器容量利用较充分。但地区负荷

7、需专用变压器，简单的单相接线，还影响三相系统的平衡。③三相-两相牵引变电所：变压器原边绕组接成T形，与三相高压母线连接；副边为两相连接，共用端接轨道，另两端分别接供电分区由于两者相位差90°，两分区也需隔开。这种形式的牵引变电所一定程度上克服了三相和单相牵引变电所的缺点。中国早期的牵引变电所大多采用三相牵引变电所，从80年代起出现采用三相－两相牵引变电所。此外，欧美一些国家由于历史上的原因，还有频率为16赫或25赫的单相牵引变电所，但现在发展的主流是单相工频交流牵引及相应的变电所。历史上还出现过

8、三相电力牵引及其变电所但因三相接触网结构复杂现在一般不用。中国干线电力牵引采用单相工频25千伏交流电牵引变电所把输入的110千伏三相交流电转变为25千伏单相交流电送入接触网，从而完成电力牵引的供电任务。牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降低，同时以单相方式馈出。降低电压是由牵引变压器来实现的，将三相变为单相是通过变电所的电气接线来达到的。牵引变压器（主变）是一种特殊电压等级的电力变压器，应满足牵引负荷变化剧烈、外部短路频繁的要求，是牵引变电所的“心脏”。我国牵引变压器采用三相、二相和单相三种类