牵引变电所运行与维护 课件 任务1：牵引供电系统的认知

牵引变电所运营与维护江西交通职业技术学院任务1牵引供电系统的认知主要内容一.电力系统

二.牵引供电系统组成三.牵引供电的供电制式及区别四.牵引变电所向牵引网的供电方式五.电力系统中性点接地方式六.牵引供电系统中的设备一、电力系统为了提高供电的可靠性和经济性，将发电厂的发电机、升压和降压变电站、输配电线路及用电设备有机连接起来的整体，称为电力系统。城市轨道交通作为城市电网的一个重要用户，主要由外部供电系统、牵引供电系统和动力照明供电系统三大组成部分。电气化铁道供电系统示意图二、牵引供电系统组成牵引供电系统由高压输电线、牵引变电所、牵引网、分区亭、开闭所等组成，牵引供电系统结构示意图如下所示：牵引供电系统结构示意图牵引供电构成回路1牵引变电所牵引变电所是交流工频单相电力牵引供电系统的主要环节，它完成变压、变相和向牵引网供电等功能，并实现三相交流一次供电系统与单相电力牵引系统的接口及系统交换。分类：根据牵引主变压器类型的不同，分为单相牵引变电所、三相牵引变电所和三相-两相牵引变电所三种类型。2馈电线馈电线是连接牵引变电所和接触网的导线，也称馈出线。3接触网悬挂在轨道上方，沿轨道敷设的、和铁路轨顶保持一定距离的输电网。4轨道轨道除了作为电力机车的导轨外，同时是牵引供电系统中回流电路的一部分，作用就是将大地中的回流导入变电所中。5回流线回流线是牵引供电回路的一部分，是将轨道和牵引变电所主变压器接地相之间连接的导线，通过它将流经电力机车的负荷电流引入变电所中。6分区所在交流电气化铁道上，为了增加供电的灵活性，提高供电的可靠性，常在两个相邻供电分区的分界处用分相绝缘器断开。。7分相绝缘器和分段绝缘器分相绝缘器又称电分相，串在接触网上。目的是将两相不同的供电区分开，并使机床光滑过渡，主要用在牵引变电所出口处和分区所处。分段绝缘器又称电分段，分为纵向电分段和横向电分段，前者用于线路接触网上，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、灵活性和缩短停电范围等。8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。注：开闭所相当于一个不变压的配电所。开闭所三、牵引供电的供电制式及区别（一）低压直流制城市轨道交通牵引供电系统普遍为低压直流制，世界各国的城市轨道交通的供电电压都在直流550-1500V之间。IEC标准：600V、750V和1500V，我国国标：750V、1500V。例如：北京和天津地铁采用DC750V第三轨供电，上海、广州、南京、深圳和大连采用DC1500V接触网馈电。城市轨道交通牵引供电系统是从主降压变电站及其以后部分，包括：直流牵引变电所、馈电线、接触网、走行轨及回流线等。城市轨道交通牵引供电系统示意图1—发电厂（站）2—升压变压器3—电力网4—主降压变电站5—直流牵引变电所6—馈电线7—接触网8—走形轨9—回流线（二）工频单相交流制我国干线电气化铁路采用供电电压25KV，牵引变电所将电力系统输电线路的电压从110kV(或220kV)降到27.5kV，经馈电线将电能送至接触网，电力机车升弓后便可从其上取得电能，用以牵引列车。单相工频25kV牵引网供电方式主要有：1.直接供电方式（TR供电方式）2.BT（吸流变压器）供电方式3.带回流线的直接供电方式4.AT（自耦变压器）供电方式1直接供电方式（TR供电方式）优点：结构简单，投资最省，牵引网阻损小，能耗较低，供电距离较长。缺点：对通信线路产生较大电磁干扰。2BT（吸流变压器）供电方式优点：对通信线路干扰小。

缺点：投资较大，牵引网阻损大，能耗较大，供电距离较短。3带回流线的直接供电方式优点：供电回路结构简单、可靠；电气化投资小；电能损失较小。

缺点：对通信线路有一定干扰。4AT（自耦变压器）供电方式优点：牵引阻抗很小，电能损耗低，供电距离长，变电所数量少，防干扰性好。

缺点：牵引变电所和牵引网比较复杂，电气化工程投资大，运营维护费用高。四、牵引变电所向牵引网的供电方式（一）单边供电1-输电线2-牵引变电所3-馈电线4-接触线5-电力机车6-钢轨7-分区亭优点：相邻供电臂电气上独立，运行灵活，接触网发生故障时，只影响到本供电分区，故障范围小，牵引变电所馈线保护装置较简单。缺点：电动列车所需牵引电流全部由一边流过牵引网，牵引网电压降和电能损耗也就大。（二）双边供电1-输电线2-牵引变电所3-馈电线4-接触线5-电力机车6-钢轨7-分区亭优点：可提高接触网电压水平，减少电能损耗。缺点：馈线及分区亭的保护及开关设备都较复杂，且有故障时，影响范围大。（三）越区供电应用范围：越区供电增大了该变电所主变压器的负荷，对电气设备安全和供电质量影响较大，因此，只能在较短时间内实行越区供电，是避免中断运输的临时性措施。五、电力系统中性点接地方式思考：什么是中性点？电力系统中性点是指三相电力系统中绕组或线圈采用星形连接的电力设备（如发电机、变压器等），各相的连接对称点和电压平衡点，在电力系统正常运行时其对地电位为零或接近于零。（一）中性点不接地系统电力系统中性点的接地方式有两大类：一类是中性点直接接地或经过低阻抗接地，称为大电流接地系统；另一类是中性点不接地或经消弧线圈接地，称为小电流接地系统。正常运行时，三个相的相电压是对称的，相与地间存在着分布电容，用集中电容C来表示，三个相的对地电容电流也是对称的。单相接地故障时，设C相发生金属性接地，其接地电阻为零。因此发生单相接地短路时，非故障相对地电压值变为

倍，变为线电压。故障相对地电流变为原来对地电容电流的3倍。中性点不接地系统（二）中性点接地系统电力系统中性点接地是一种工作接地，保证电力设备和整个电力系统在正常及故障状态下具有适当的运行条件。单相接地时，相间电压的对称关系被破坏，但未发生接地故障的另外两个完好相的对地电压不会升高，仍维持相电压。中性点接地系统（三）中性点经消弧线圈接地系统为了减小接地电流，使其降至允许值范围内，可以用中性点经消弧线圈接地的方法，该系统称为中性点经消弧线圈接地系统。中性点经消弧线圈接地系统六、牵引供电系统中的设备（一）电气设备分类一次设备：用于完成电能变换、输送、分配等功能的设备，或称为主设备，如高压开关、电力变压器、避雷器等，可以用一句话来理解：接触高电压的电气设备。一次设备按其在一次电路中的功用又可分为：■开关设备：用于正常控制主电路通断的设备。■变换设备：用于变配电系统中改变电压或电流的设备。■保护设备：用于变配电系统中进行过电流保护、过电压保护或者其他方式保护的设备。■补偿设备：用于变配电系统中补偿无功功率、提高功率因数的设备。■成套装置和组合电器：根据一次电路的要求，将各种一次设备组合为一个整体的电气装置。（二）对一次电气设备的基本要求1.能长期承受工频最高工作电压、短期承受内部过电压和外部过电压的作用而不被击穿。2.能长期承受额定电流、短期过载电流的作用，温升在允许范围之内。3.能承受短路电动力效应和热效应的作用而不被损坏。4.开关电器的断流能力应符