电气化铁道基本知识

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1、电气化铁道基本知识电气化铁道基本知识授课内容：电气化铁道概述电气化铁道供电的电流制牵引供电系统供变电装置牵引变电所对牵引网的供电方式牵引供电系统的供电方式接触网人身安全触电知识一、电气化铁道概述（一）电气化铁道的发展世界上第一条电气化铁路：1879年5月，西门子和哈尔斯公司，德国贸易展览会。据1995年有关资料统计，在世界铁路总营业里程112.43万km中，电气化铁路有22万km，平均电气化率为19.5％。我国第一条电气化铁路：1961年8月宝成铁路（宝鸡至成都）宝鸡至风州段。1975年6月宝成铁路全线电气化通车。据2007年的统计资料，我国铁路总里程7.8万

2、km，其中有电气化铁路2.55万km，电气化率32.7%。一、电气化铁道概述（二）电气化铁路运输的优越性1．电力牵引可节约能源，综合利用能源2．电力牵引可提高列车的牵引重量，提高列车的运行速度3．电力牵引制动功率大，运行时安全性强4．电气化铁路运输的成本费用低5．电力牵引易于实现自动化，利于采用先进科学技术，利于改善劳动条件，利于环境保护。一、电气化铁道概述各型机车的轮周功率、计算速度、在不同限制坡度上的牵引重量一、电气化铁道概述（三）电气化铁道的组成“三大元件”：牵引供电系统（牵引变电所和接触网）、电力机车。牵引变电所：沿铁路线建设的、专供电力机车牵引电能的

3、变电所。接触网：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特殊形式的输电网。一、电气化铁道概述电气化铁道供电系统示意图二、电气化铁道供电的电流制1．直流制（1）优点：直流电机调速性能好，机车构造简单，接触网对铁路沿线通信线路造成的电磁干扰较小。（2）缺点：直流制的供电电压因受到牵引电机端电压的限制而不能过高（最高6.6kV）。接触网导线的截面积大。变电所间距小，增加了变电所的数目。另外，变电所的设备、结构较复杂（降压、整流）。直流制的泄漏电流对沿线地下金属有腐蚀作用较为严重。（3）应用：地铁、城市轨道交通、矿山运输等。二、电气化铁道供电的电流制2．

4、三相交流制用两根接触网导线和一根钢轨形成三相电路。电力机车采用三相异步电动机。优缺点：牵引变电所和机车设备简单，维修方便。异步电动机调速困难，接触网结构复杂且不安全。3．低频单相交流制采用低于工业频率（50Hz）的单相交流电源供电。频率和电压：西欧国家：162/3Hz、15kV；美国:25Hz、11kV。（1）优点：接触网上的电压比直流制高，接触网导线的截面减小，牵引变电所的距离有所增大。（2）缺点：频率与工业频率不同。牵引变电所需设变频机，或设置专用变频所，从经济效果方面比较，这种制式反而不如直流制。（3）应用：西欧一些国家（如德国）采用较多。二、电气化铁道

5、供电的电流制4、工频单相交流制采用工业频率（50Hz）的单相交流电供电的制式。供电电压－般为25kV。1932年，匈亚利首先使用这种电流制建成了世界上第一条工频单相交流制的电气化铁道。1958新中国第一条电气化铁路宝成线宝鸡一凤州段，也采用该电流制，后来修建的每条电气化铁路都无例外地采用了这种制式。工频单相交流制的优越性：牵引供电系统的结构比其它电流制的简单。牵引变电所的间距增大，数目减少，接触网导线截面积减小；机车的牵引性能和调速性能良好。三、牵引供电系统1、供电原理牵引电流回路：牵引变电所→馈电线→接触网→电力机车→钢轨→回流线→牵引变电所2、牵引网馈电线

6、、接触网、钢轨和回流线。三、牵引供电系统3、工频单相交流制电气化铁道存在的问题单相牵引网对沿线的通信线路会造成电磁干扰；单相牵引负荷造成三相电力系统的不平衡，引起负序电流，对电力系统又造成一定的影响。牵引供电系统的功率因数较低，电压损失较大。四、供变电装置（一）牵引变电所作用：将110kV（或220kV）三相交流电变换成27.5（55)kV单相交流电，并供电给牵引网和电力机车。此外，有少数牵引变电所还需担负地区的10kV动力负荷。组成：由牵引变压器和相应的配电装置构成。分类：三相牵引变电所、单相牵引变电所及三相一二相牵引变电所三种。其中单相牵引变电所又分为纯单

7、相接线和V形接线两种。四、供变电装置指变电所中采用三相变压器的牵引变电所。三相变压器都用Y,d11（Y/Δ-11）接线。两个角（a、b）分别接入接触网的两个相邻区段，一般c角接地（钢轨）这两个区段的接触网对轨道的电压相位不同，故在此区段间必须安装分相绝缘装置。三相牵引变电所四、供变电装置（二）分区亭设在两相邻牵引变电所之间，起到开关作用的装置。作用：改变供电方式（单边供电、双边供电）实现“越区供电”缩小事故范围四、供变电装置（三）开闭所设置在电气化铁道的枢纽站场，能送出多路馈电线的装置。开闭所相当于一个不变压的配电所。五、牵引变电所对牵引网的供电方式l．单边供

8、电分区亭的开关打开，每个供电分区的接触