高速铁路牵引动力与供电系统

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1、第三章高速铁路牵引动力与供电系统1主要内容3.1概述3.2高速铁路的牵引动力3.3高速铁路牵引供电系统3.4综合SCADA系统23.1概述将电能从电力系统传送到电力机车的电力设备总称为电气化铁道的牵引供电系统。3一、电气化铁道的电流制（一）电气化铁道发展概况1961年8月15日，我国第一条电气化铁路—宝成铁路宝鸡至凤州段建成通车。初期主要局限在隧道多、坡度大的山区铁路。1980年底，全国共建成电气化铁路1676km，其发展十分缓慢。改革开放后，电气化铁路开始从山区向平原，由低标准的边远地区铁路向主要长干线、重载、高速发展。截至2014年底，铁

2、路营业里程达11.2万公里，居世界第二，并昂首跨入高速时代，高速铁路里程达到1.5万公里，居世界第一，全路复线率、电气化率分别达到46%、54%。4一、电气化铁道的电流制（二）电气化铁道的电流制直流制: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:少量国家交流制:16.7Hz,25Hz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5现代电力牵引都以公用电网配电，实质上是取用经变换的单相电。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

3、，上海地铁1500V直流电压；干线电气化铁路都采用工频（50Hz），额定电压为27.5kV或2×27.5kV的单相交流制。6（三）电气化铁路的优越性与存在的问题1.优越性：重载、快速、大容(运)量节约能源、经济效益好无污染2.存在的问题：对电力系统的负序、谐波等电能质量影响对外界的电磁干扰7二、牵引供电系统的组成发电厂配电系统输电线路L用户发升压降压GTMTM电变压器变压器机电专用高压输电线路气110kV化铁牵引变电所道供馈电线接触网27.5kV(牵引)供电系统系回流统线钢轨8电力系统与输电线为电气化铁道提供高压电源，其电压为11

4、0kV或220kV。电气化铁道的牵引负荷是一级负荷，故要求电源有足够的容量和较高的可靠度。牵引变电所（电气化铁路供电系统心脏）将电力系统供应的电能转变为适于电力牵引及其供电方式的电能，其核心元件是牵引变压器，并设有备用。牵引网由馈（电）线、接触网、轨（地）、回流线等组成，是牵引供电网（回路），完成对电力机车的送电任务。9牵引网馈线:接在牵引变电所牵引母线和接触网之间的导线，即将电能由牵引变电所引向电气化铁路；接触网:是一种悬挂在轨道上方，沿轨道敷设的、和铁路轨顶保持一定距离的输电网。通过电动车组的受电弓和接触网的滑动接触，牵引电能就由

5、接触网进入电动车组，从而驱动牵引电动机使列车运行。轨道:在非电牵引情形下只作为列车的导轨。在电力牵引时，轨道除仍具有导轨功能外，还需要完成导能回流的任务。因此，电力牵引的轨道，需要具有良好的导电性能。回流线:是连接轨道和牵引变电所的导线。通过回流线把轨道中的回路电流导入牵引变电所的主变压器。10电力机车：将通过牵引电机及其变换和控制机构，将电能转化为可用机械能，牵引列车运行。供电分区：正常供电时，由牵引变电所馈线到接触网末端的供电线路，也称为供电臂。分相绝缘器（电分相）：串接在接触网中，目的是将两相不同的供电区分开，并使机车光滑过渡，主要用在牵

6、引变电所出口处和分区处。分段绝缘器（电分段）：分为纵向电分段和横向电分段，前者用在线路接触网上，后者用于站场各条接触网之间。通过其上的隔离开关将有关接触网进行电气连通或断开，以保证供电的可靠性、灵活性和缩小停电范围以及便于检修等。11牵引供电系统内部构成示意图（以客专为例）牵分区所牵引变电所分区所牵引变电所开闭所引供电AT所AT所AT所AT所AAAA地方电源地方电源地方电源电力变配电所贯通线变配电所贯通线变配电所供……箱变箱变箱变箱变电车站区间负荷区间负荷车站区间负荷区间负荷车站铁路通讯网络ＳＣ通讯设备通讯设备ＡＤＡ调调度中心局域网度中心12三、牵

7、引供电系统的管理与安全1.接发列车与调车作业安全2.装卸和押运人员作业安全133.2高速铁路的牵引动力一、牵引动力的形式及其配置二、传动方式与传动装置14高速铁路牵引动力的要求1.实现比普通机车有更大的牵引功率和牵引力的新型动力装置和传动系统；2.牵引动力的配置要采用分散的或相对集中的动车组方式；3.高速条件下的新的制动技术；4.高速电力牵引时的高可靠度的受电技术和装备；5.车载微机控制的列车牵引系统和智能诊断技术；6.适应高速行车要求的车体及走行部的结构，以及减少空气阻力的车体外形等。15一、牵引动力的形式及其配置（一）牵引动力的形式1.电力牵引

8、2.内燃牵引16（二）牵引动力的配置1.牵引动力集中配置于一端2.牵引动力集中配置于两端（机车模式、动车组模式）3.牵引动