电气化铁路牵引供电基本知识

电气化铁路牵引供电基本知识汇报人：AA2024-01-18电气化铁路概述牵引供电系统组成与原理牵引变电所设备及其功能接触网结构与设计要点受电弓与车辆接口技术牵引供电系统安全运行管理目录CONTENTS01电气化铁路概述电气化铁路是以电力为牵引动力的铁路，通过牵引供电系统向电力机车提供电能。定义电气化铁路经历了从直流到交流、从低频到高频、从低电压到高电压的发展历程，逐渐实现了高效、安全、环保的铁路运输。发展历程定义与发展历程电气化铁路优势电力机车具有高效率、低能耗的特点，相比内燃机车可节省大量能源。电力机车无废气排放，减少了对环境的污染。电气化铁路可实现重载、高速运输，提高铁路运输能力。电力机车维护成本低，使用寿命长，可降低运营成本。能源利用效率高环保运输能力大运营成本低

国内外现状及趋势国内现状我国电气化铁路发展迅速，已形成了覆盖全国的电气化铁路网，并在高原、山区等复杂地形条件下实现了电气化铁路的建设和运营。国外现状德国、日本等发达国家在电气化铁路方面具有较高的技术水平，并实现了高速、重载、智能化的铁路运输。发展趋势未来电气化铁路将向更高速度、更重载、更智能化方向发展，同时注重环保、节能等方面的技术创新和应用。02牵引供电系统组成与原理将电力系统提供的三相交流电转换为适合电力机车使用的单相交流电。功能牵引变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等。主要设备一般采用双母线接线或单母线分段接线，以提高供电可靠性和灵活性。接线方式牵引变电所受电弓电力机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车顶上。接触网沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路，由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础等几部分组成。工作原理受电弓升起后与接触网导线接触，将接触网上的电能通过受电弓引入机车内部电路系统。接触网与受电弓轨道电路利用铁路线路的钢轨作为导体构成的电路，用于监督和保证线路的安全运行。工作原理回流线和轨道电路共同构成了电气化铁路的牵引电流回路，保证牵引电流的畅通和信号传输的准确性。回流线连接钢轨和牵引变电所负极的导线，用于将电力机车的牵引电流回流至牵引变电所。回流线及轨道电路03实现方式通过合理的接线设计和设备配置，实现不同供电区段之间的电气连接和越区供电功能。01供电分区将电气化铁路线路划分为若干个供电区段，每个区段由相应的牵引变电所供电。02越区供电当某个牵引变电所因故障或其他原因不能正常供电时，通过相邻的牵引变电所进行跨区段供电的方式。供电分区与越区供电03牵引变电所设备及其功能牵引变压器专为牵引供电系统设计的特殊变压器，用于将电力系统的高压电能转换为适合铁路牵引的低压电能。具有承受短路能力强、过载能力大、温升限制严格等特点。自耦变压器一种特殊的变压器，其原边和副边共用一部分绕组，具有体积小、重量轻、效率高等优点，在高速铁路等场合应用广泛。变压器类型及特点将交流电转换为直流电，以供直流牵引电机使用。整流器通常采用硅整流技术，具有效率高、体积小、重量轻等优点。整流器的功能分为单相半波整流、单相全波整流、三相半波整流和三相全波整流等。不同的整流方式具有不同的输出电压波形和效率，适用于不同的牵引供电系统。整流方式整流设备工作原理无功补偿的意义在牵引供电系统中，由于牵引负荷的波动性和非线性，会产生大量的无功功率。无功补偿装置可以平衡系统无功功率，提高功率因数，降低网损，提高供电质量。无功补偿装置类型包括并联电容器、静止无功补偿器（SVC）和静止同步补偿器（STATCOM）等。不同类型的无功补偿装置具有不同的工作原理和性能特点，适用于不同的牵引供电系统。无功补偿装置作用VS在牵引供电系统中，保护装置用于监测系统的运行状态，当系统出现故障或异常时，及时切断故障部分，保证系统的安全运行。常见的保护装置包括过流保护、速断保护、接地保护等。自动控制系统的功能实现对牵引供电系统的远程监控和自动化管理，包括数据采集与处理、故障诊断与定位、系统优化与控制等功能。自动控制系统可以提高牵引供电系统的运行效率和可靠性，降低运营成本。保护装置的作用保护装置与自动控制系统04接触网结构与设计要点接触网悬挂类型及特点简单悬挂由一根接触线直接固定在支柱支持装置上的悬挂形式。结构简单，支柱高度低，支撑点承受的负荷较轻，但弹性不均匀。链形悬挂接触线通过吊弦悬挂在承力索上，承力索又通过悬式绝缘子串悬挂在支柱支持装置上。结构复杂，弹性均匀，稳定性好，但支柱高度较高，支撑点承受的负荷较重。根据用途可分为中间柱、转换柱、中心柱、锚柱、定位柱等。根据材质可分为钢筋混凝土柱和钢柱。根据地质条件和支柱类型进行基础设计，包括基础类型、基础埋深、地基承载力等。支柱类型与基础设计基础设计支柱类型根据线索的材质、截面积、安全系数等参数进行张力计算。线索张力计算通过调整吊弦长度、更换不同规格的线索或采用张力补偿装置等方法进行调整。调整方法线索张力计算与调整方法根据电压等级和污秽等级选择适当的绝缘子类型和片数。绝缘子串应能承受最大工作电压和过电压的作用，并保持一定的安全距离。在污秽严重地区，应采用防污型绝缘子或增加绝缘子片数以提高绝缘水平。绝缘子串配置原则05受电弓与车辆接口技术框架式受电弓由弓头、框架、底架、升弓装置、传动装置等部分组成，具有结构简单、重量轻、升弓高度低等优点，适用于低速列车。菱形受电弓由两个菱形结构组成，具有稳定性好、刚度大、升弓高度适中等特点，适用于中速列车。伸缩臂式受电弓由伸缩臂、平衡杆、弓头、底架等部分组成，具有升弓高度高、适应性强等优点，适用于高速列车。受电弓结构类型及特点升降弓时间受电弓从落弓位置升至工作高度的时间应满足列车运行要求，同时降弓时间也应控制在合理范围内。接触压力受电弓与接触网之间的接触压力应保持稳定，以确保良好的受流质量。横向稳定性受电弓在横向风等外力作用下应保持稳定，不发生偏移或摆动。受电弓动态性能要求接口尺寸车辆接口尺寸应符合国际标准或国家标准，确保与不同型号的受电弓具有良好的兼容性。接口电气性能车辆接口应具有良好的电气性能，包括接触电阻、耐电压等参数，以确保受电弓与车辆之间的安全可靠连接。接口机械性能车辆接口应具有足够的机械强度和刚度，以承受受电弓传递的力和振动。车辆接口技术标准规范定期对受电弓进行外观检查，包括弓头、框架、底架等部分是否有变形、裂纹等异常现象。外观检查功能测试清洁保养更换磨损件对受电弓的升降功能、接触压力等进行测试，确保其性能符合要求。定期对受电弓进行清洁保养，包括清除表面积尘、油污等杂质，保持其良好的工作状态。根据使用情况及时更换磨损严重的零部件，如滑板、轴承等，以延长受电弓的使用寿命。受电弓检测与维护保养方法06牵引供电系统安全运行管理建立完善的安全运行管理制度包括设备巡视、缺陷处理、故障应急等方面，明确各级管理人员和操作人员的职责和权限。制定安全操作规程针对牵引供电系统的特点和运行要求，制定详细的安全操作规程，规范操作人员的行为。加强安全教育和培训定期开展安全教育和培训活动，提高操作人员的安全意识和操作技能水平。安全运行管理制度体系建立030201巡视检查实施按照计划进行巡视检查，记录设备运行状态和参数，及时发现和处理潜在问题。缺陷处理流程对发现的缺陷进行评估和分类，制定相应的处理措施和计划，及时消除缺陷，确保设备安全运行。制定设备巡视检查计划根据设备的重要性和运行状况，制定合理的巡视检查计划，明确检查内容和周期。设备巡视检查与缺陷处理流程制定故障应急处置预案根据故障类型和原因，制定相应的应急处置预案，明确应急处置流程、措施和资源调配。开展应急演练和培训定期组织应急演练和培训活动，提高应急处置人员的反应速度和处置能力。分析故障类型和原因对牵引供电系统可能出现的故障类型和原因进行深入分析，为制定应急处置预案提供依据。故障应急处置预案制定和