牵引供电扩容改造施工管理培训课件电气化铁道牵引供电系统-201603.ppt
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1、电气化铁道牵引供电系统电气化铁道牵引供电系统主要内容主要内容第一部分:交流牵引供电系统概述第一部分:交流牵引供电系统概述第二部分:牵引变压器接线第二部分:牵引变压器接线第三部分:电气化铁路负荷特性第三部分:电气化铁路负荷特性第四部分:变电所主接线及平面布置第四部分:变电所主接线及平面布置第五部分:保护配置及综合自动化系统第五部分:保护配置及综合自动化系统第六部分:朔黄铁路扩容工程设计技术标准第六部分:朔黄铁路扩容工程设计技术标准第一部分:交流牵引供电系统概述第一部分:交流牵引供电系统概述1.1 电气化铁路的诞生与早期发展电气化铁路的诞生与早期发展1825年英国修建了世界上第一条铁路1879年世
2、界上第一次采用电力牵引列车1881年世界第一条商业运营的电气化铁路第一部分:交流牵引供电系统概述第一部分:交流牵引供电系统概述1.2 我国电气化铁路的发展我国电气化铁路的发展第一条干线电气化铁路-宝成线(1975年) 第一条全线一次电气化完成铁路-阳安线(1978年)第一条双线电气化铁路-石太线(1982年)第一条采用AT供电方式的电气化铁路-京秦线(1985年)第一部分:交流牵引供电系统概述第一部分:交流牵引供电系统概述1.2 我国电气化铁路的发展我国电气化铁路的发展第一条开行万吨单元列车的电气化铁路-大秦线(1992年)第一条时速达200km/h电气化铁路-广深线(1998年)第一条自主设
3、计的高速电气化铁路-京沪高铁(2011年)第一部分:牵引供电系统概述第一部分:牵引供电系统概述1.3 牵引供电系统构成牵引供电系统构成 牵引供电系统:电气化铁路从电力系统接引电源,降压转换后给电力机车供电的电力网络。它由变电所和牵引网两部分组成。电力系统向电气化铁路供电示意图牵引供电系统原理示意图第一部分:牵引供电系统概述第一部分:牵引供电系统概述1.4 直接供电方式(直接供电方式(TR)我国早期电气化铁路(如宝成线、阳安线)建设时,采用直接供电方式。直接供电方式示意图 结构简单,投资最少,维护费用低; 在负荷电流较大的情况下,钢轨电位高; 对弱电系统的电磁干扰较大;第一部分:牵引供电系统概述
4、第一部分:牵引供电系统概述1.5 BT(吸流变压器吸流变压器)供电方式供电方式BT供电方式示意图 防干扰效果好; 牵引网阻抗偏大(以链形悬挂牵引网为例,牵引网单位等效阻抗会增大约50%): 电力机车过BT时,易产生电弧; 增加了接触网的维修工作量和事故率,可靠性较低。第一部分:牵引供电系统概述第一部分:牵引供电系统概述1.6 带回流线的直接供电方式带回流线的直接供电方式(TRNF)带回流线的直接供电方式示意图 防干扰效果不如BT供电方式,但能满足对弱电系统电磁防护的需要。 牵引网阻抗较小; 目前应用比较广泛。第一部分:牵引供电系统概述第一部分:牵引供电系统概述1.7 AT(自耦变压器自耦变压器
5、)供电方式供电方式AT供电方式示意图 防干扰效果与BT方式相当; 牵引网阻抗小,输送容量大,供电臂长(可达50km); 结构复杂,投资大,维护费用高; 适于高速重载场合及外电源较少地区;第一部分:牵引供电系统概述第一部分:牵引供电系统概述供供电电方式方式直供方式直供方式回流回流线线+ +直供方式直供方式(DN)(DN)BTBT方式方式ATAT方式方式供供电电臂臂(km)(km)25-3025-303030202045-5045-50牵牵引网阻抗引网阻抗(km)km)0.6-0.650.6-0.650.5-0.550.5-0.550.85-0.90.85-0.90.16-0.20.16-0.2牵
6、牵引网引网结结构构由接触由接触悬悬挂、挂、钢轨组钢轨组成。成。最最简单简单。由接触由接触悬悬挂、挂、钢轨钢轨和回流和回流线组线组成。成。由接触由接触悬悬挂、挂、钢轨钢轨、回、回流流线线和吸流和吸流变压变压器器组组成。成。由接触由接触悬悬挂、挂、钢轨钢轨、自耦自耦变压变压器、正器、正馈线馈线和保和保护线组护线组成。最复成。最复杂杂。牵牵引网引网电压电压水平水平较较好好良好良好较较差差最好最好牵牵引网引网电电能能损损失失4545% %4545% %7878% %2323% %防干防干扰扰特性特性最差最差一般一般良好良好良好良好维护维护管理管理最少最少较较少少较较多多最多最多牵牵引网造价引网造价最少
7、最少较较少少较较大大最大最大几种供电方式对比几种供电方式对比第二部分:牵引变压器接线第二部分:牵引变压器接线第二部分:牵引变压器接线第二部分:牵引变压器接线2.1牵引变压器分类牵引变压器分类 电气化铁道牵引变压器的结线方式多种多样,须根据实际线路情况选择合适的接线方式。常用的有单相接线(纯单相接线、V/v接线和V/x接线)、 Y/接线、三相/两相平衡接线。 应用于直接供电方式的变压器接线形式有:纯单相接线、V/v接线、 Y/接线、三相/两相平衡接线(kbler、 Scott接线等)。 应用于AT供电方式的变压器接线形式有:纯单相接线、V/x接线、三相/两相平衡(Scott、Wood-Bridg
8、e接线等)、十字交叉接线等。第二部分:牵引变压器接线第二部分:牵引变压器接线2.2 纯单相牵引变压器纯单相牵引变压器 纯单相结线特点:特点: 接线简单、可靠性高、设备数量少、工程投资低; 安装容量小、电能损耗小、运营费用低; 变压器容量利用率为100; 理论上可取消变电所出口的电分相; 二次侧不能直接提供三相电源; 对电力系统的负序影响大,负序功率等于牵引负荷功率,仅适用于电网容量较大场合;二次侧中点抽出式单相结线第二部分:牵引变压器接线第二部分:牵引变压器接线2.3 V结线牵引变压器结线牵引变压器 特点:特点: 接线简单、可靠性高、工程 投资低; 安装容量小、电能损耗小、运营费用低; 变压器
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