供变电技术(铁路方向)第2章 供变电基础知识.pdf

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1、第2章供变电基础知识轨道交通牵引供变电技术轨道交通电力牵引：利用电能作为牵引动力，将电能转换为机械能，驱动铁路列车、电动车组和城市轨道电动车辆等载运工具运行的一种运输形式。供变电技术（工程）：电力系统由发电厂、输电线路、变电所（开关站）等组成，其中的变（站）也就是供变电工程。在电力系统、配电系统中对电能进行升压、降压和分配的技术。2电气化铁路牵引供电系统将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电气气供化铁路的供电系统。牵引供电系统示意图:１－发电厂；２－输电线路；３－牵引变电所；４－馈电线；５－回流线；６－接触网；７－电力机车；８－轨地回路。ò变电所主要设备和系统¾变压器¾导线

2、¾开关设备¾测量和计量仪表¾保护装置¾自动装置¾互感器¾远动系统的远方执行端（RTU）¾直流和交流电源系统¾防雷系统。通常对于变电所的设备，也存在以下分类：¾一次设备：用于完成电能变换、输送、分配等功能的设备，如高压开关、输电线路、母线、避雷器等，可以用一句话来理解：接触高电压的电气设备。¾二次设备：用于完成对一次设备的控制、监视、保护功能的设备，如如电继电保护装置、监视仪表、操作电路等，也可以用一句话来简单理解：除不接触高电压的电气设备。牵引变电所110kV电流互感器110kV少油断路器110kV避雷器,电压互感器电牵引供电系统电牵引供电系统是电力系统的一个重要用户，属于电力系统的一

3、级负荷，在我国，电牵引供电系统通常由电力系统供电，国外有些地方，如欧洲的一些国家，电牵引供电系统由专门修建的电厂和地方电力系统联合供电。牵引供电系统概述•1.电气化铁道的电流制与额定电压•根据电流形式：直流制:主要用于城市轨道交通额定电压有1500V和750V低频单相交流制:少量国家2交流制:16Hz,25Hz3工频单相交流制:50Hz，60Hz主要用于大运量、重载的铁路运输额定电压为25kV，广泛采用三相交流制:淘汰在我国，矿山电力牵引，城市轨道交通都采用直流制，北京地铁750V直流供电电压，上海地铁1500V直流电压；电气化铁道都采用工频(50Hz），额定电压为27.5kV或2×2

4、7.5kV的单相交流制。2.供电电压等级目前我国电力系统为电气化铁路牵引站供电的电压等级有110、220kV和330kV三种，以110kV和220kV电压为主。其中西北地区电气化铁路牵引站供电电压主要为110kV，个别牵引站采用330kV电压供电；东北地区全部采用220kV电压供电；华北、华东、华中地区牵引站采用110kV和220kV两个电压等级，以110kV电压为主。牵引变电所外部电源电压等级国外高速铁路（300km/h及其以上）外部电源等级线路供电方所平均间供电电压变压器结线国别线路名称长度式距(()km)(()kV)型式(km)225大西洋线282AT56.4400法国北方线33

5、3AT<60225单相地中海线303AT60.6225154三相平衡结日本山阳新干线554AT50450.4275线西班马德里～巴730AT<60220单相牙塞罗那SCOTT结韩国首尔～釜山412AT45.8154线牵引变电所外部电源电压等级采用220kV电源供电的优越性：1）输送能力高，电压损失小，保证较高的供电质量；2）改善对电力系统的负序和谐波影响，外部电力系统具有更大的负序承受能力，电压畸变小；3）安全可靠地向高速铁路供电和高速列车稳定运行。结论：两回独立可靠的电源，互为热备用。外部电源进线优先采用220kV及以上电压等级。3.供变电装置的结构与作用ò电力牵引供变电系统构成：¾

6、进线：连接电力系统与电力牵引供变电系统的纽带，用于把电能从电力系统中输送到电力牵引供变电系统；¾变电所：针对供电制式不同，有交流牵引变电所和直流牵引变电所，前者应用于电气化铁道，后者应用于城市交通和矿山运输系统；¾接触网或接触轨：用于把电能输送到移动中的机车。ò交流牵引变电所牵引网向电力机车的供电方式：¾直接供电方式¾带回流线供电方式¾BT供电方式¾AT供电方式（1）直接供电方式•牵引网结构最简，投资最小，但钢轨电位较高，对通信线的干扰感应最大，主要适用于通信线路（主要是明线）较少或很易将受扰通信线迁改径路的场合。基本型直接供电方式在法国、英国、原苏联都广泛应用。基本型直接供C电方式T

7、•带回流线的直接供电方式：在钢轨上并联架空回流线（又称负馈线）。钢轨电位大为降低，对通信线的干扰得到较好抑制。还能降低牵引网阻抗，使供电臂延长30%及以上。带回流线的NC直接供电方式T•（2）BT供电方式•BT/回流线方式：BT串入接触网，间隔约1.5km-4km，用以吸回地中电流，减少通讯干扰。•BT供电方式牵引网结构复杂，造价较高，牵引网阻抗变大，供电臂长度将减小；因存在BT分段（火花间隙），不利于高速、重载等大电流运行；但BT方式的钢轨电