2012注册电气工程师考试辅导-电气化铁道供电系统与设计1.2电气化铁道供电系统

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1、第二节电气化铁道供电系统我国电气化铁路(接触网)采用单相工频交流制，额定电压为25kV。一、电气化铁道供电系统的构成电气化铁道供电系统由一次供电系统和牵引供电系统组成。电气化铁道供电系统的简单构成如图1-2所示。（一）、一次供电系统一次供电系统是指电力系统向电气化铁道的供电部分。在我国，电力系统通常以110kV的电压等级向电气化铁道供电。图1-2中，1为区域变电站或发电厂，2为三相交流高压输电线，这两部分即为电气化铁道的一次供电系统。（二）、牵引供电系统完成对电力机车供电的属于铁路部门管辖的装置称为电气化铁道的牵引供电系统。如图1-2，它由牵引变电所3、馈电线4、接触网5、钢轨6和钢轨回

2、流线7等组成。电力部门管辖的电力系统与铁路部门管辖的牵引供电系统是在牵引变电所高压进线的门形架处分界。现将牵引供电系统各部分的功用简述如下：1．牵引变电所牵引变电所的作用是将110kV(或220kV)三相交流高压电变换为27.5(或55)kV，然后以27.5(或55)kV的电压等级向牵引网供电。2．接触网接触网是一种悬挂在电气化铁道线路上方，并和铁路轨顶保持一定距离的链形或单导线的输电网。电力机车的受电弓和接触网滑动接触取得电能。接触网的额定电压为25kV，如图1-2中5所示。3．馈电线馈电线是连接牵引变电所和接触网的导线，把牵引变电所变换后的电能送到接触网。馈电线一般为大截面的钢芯铝绞

3、线，如图1-2中4所示。4．轨道在非电牵引情形下，轨道只作为列车的导轨。在电气化铁道，轨道除仍具上述功用外，还需要完成导通回流的任务，是电路的组成部分。因此，电气化铁道的轨道应具有畅通导电的性能。5．回流线连接轨道和牵引变电所中主变压器接地相之间的导线称为回流线，它也是电路的组成部分，其作用是将把轨道、地中的回路电流导入牵引变电所，如图1-2中7所示。从图1-2可以看出，牵引供电回路是：牵引变电所→馈电线→接触网→电力机车→钢轨和大地→回流线→牵引变电所。习惯上，把馈电线、接触网、钢轨、回流线叫做牵引网。6．分区所在电气化铁道上，为了提高运行的可靠性，增加供电工作的灵活性，在相邻两变电所

4、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，则组成分区所，如图1—3所示。分区所（亭）的结构型式有多种，它与铁路运量、单线和复线、向牵引网供电方式、采用设备的类型等因素有关。在单线单边供电的电气化区段，相邻两供电臂之间仅设分相绝缘器即可，并设旁路隔离开关以便实现临时越区供电，设置分区所（亭）的意义不大。在复线电气化区段和单线电气化区段双边供电时，一般设置分区亭，在分区亭内用断路器将同一供电分区的上、下行接触网或相邻两供电分区的接触网在末端联接起来，相邻两供电臂间设分相绝缘器和与之并联的隔离开关(或断路器)复线分区亭的作用可简述如下：(1)使同一

5、供电分区的上、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；单独工作时，断路器打开。(2)单边供电的同一供电分区上、下行接触网(并联工作)内发生短路事故时，由牵引变电所中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。非事故区段仍可照常工作。(3)当某牵引变电所主变压器事故中断供电时，可闭合分区亭中与分相绝缘器并联的隔离开关(或断路器)，由相邻牵引变电所向事故牵引变电所的供电分区临时越区供电。7．开闭所某些远离牵引变电所的大宗负荷，如枢纽站、电力机务段等，接触网按作业及运行的要求需要分成若干组，需要多条供电线路向这些接触网分组

6、供电。若直接从牵引变电所向这些接触网分组供电，不但会增加变电所的复杂程度，而且将大量增加馈电线的长度，造成一次投资过大。为此，一般采取在大宗负荷附近建立开闭所的办法来解决，如图1—4所示。开闭所即单相开关站，其中只有配电设备而无牵引变压器，仅用于接受和分配电能。为保证开闭所供电的可靠性，一般从相邻两供电分区上引入两路电源，互为备用。开闭所的作用可简述如下：(1)开闭所不进行电压变换，只起扩大馈线回路数的作用，相当于配电所；(2)在AT供电方式中，将长供电臂分段，事故时缩小事故范围，提高供电的可靠性；(3)保证枢纽站、场装卸作业和接触网分组检修的灵活性、安全性；(4)降低牵引变电所的复杂程

7、度。8．自耦变压器站(AT所)工频单相交流电气化铁路采用自耦变压器(AT)供电方式时，在铁路沿线需每隔8、12km设置自耦变压器和相应的配电装置，即设置AT所。AT所的作用之一便是将牵引变电所供来的55kV电压经自耦变压器AT降为接触网的25kV电压等级，然后向接触网供电。自耦变压器容量较小，接线方式简单，变压器可只设立简单的瓦斯和碰壳保护，由远方电源侧进行保护切除。供电分区中间设有分区亭或开闭所时，自耦变压器站（即AT所）可与分区