高速铁路牵引供电系统(组成).doc

高速铁路牵引供电系统
电气化铁路的组成
由于电力机车本身不带原动机,需要靠外部电力系统经过牵引供电装置供给其电能,故电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统组成的。
牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两部分组成,所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的三大元件。
一、电力机车
工作原理
电力机车靠其顶部升起的受电弓和接触网接触获取电能。电力机车顶部都有受电弓,由司机控制其升降。受电弓升起时,紧贴接触网线摩擦滑行,将电能引入机车,经机车主断路器到机车主变压器,主变压器降压后,经供电装置供给牵引电动机,牵引电动机通过传动机构使电力机车运行。
组成部分
电力机车由机械部分(包括车体和转向架)、电气部分和空气管路系统构成。
车体是电力机车的骨架,是由钢板和压型梁组焊成的复杂的空间结构,电力机车大部分机械及电气设备都安装在车体内,它也是机车乘务员的工作场所。
转向架是由牵引电机把电能转变成机械能,便电力机车沿轨道走行的机械装置。它的上部支持着车体,它的下部轮对与铁路轨道接触。
电气部分包括机车主电路、辅助电路和控制电路形成的全部电气设备,在机车上占的比重最大,除安装在转向架中的牵引电机之外,其余均安装在车顶、车内、车下和司机室内。
空气管路系统主要执行机车空气制动功能,由空气压缩机、气阀柜、制动机和管路等组成
分类
干线电力牵引中,按照供电电流制分为:直流制电力机车和交流制电力机车和多流制电力机车。交流机车又分为单相低频电力机车(25Hz或16 2/3Hz)和单相工频(50Hz)电力机车。单相工频电力机车,又可分为交--直传动电力机车和交—直—交传动电力机车。
牵引变电所
(或55)kV单相电,然后以单相供电方式经馈电线送至接触网上,电压变化由牵引变压器完成。电力系统的三相交流电改变为单相,是通过牵引变压器的电气接线来实现的。牵引变电所通常设置两台变压器,采用双电源供电。以提高供电的可靠性。变压器的接线方式目前采用的有三相
Yd11接线,单相V/V接线,单相接线以及三相-两相斯科特变压器。牵引变电所还设置有串联和并联的电容补偿装置,用以改善供电系统的电能质量,减少牵引负荷对电力系统和通信线路的影响。
牵引供电回路
电力牵引供变电系统是指从电力系统接受电能,通过变压,变相后,向电力机车供电的系统。牵引供电回路是由牵引变电所、馈电线、接触网、电力机车、钢轨、地或回流线构成。另外还有分区亭、开闭所、自耦变压器站等。
开闭所(SSP)
电力牵引系统中的开闭所,实际上是起配电作用的开关站开闭所就是高压开关站,实际上从严格意义上讲是“高压配电”站,仅仅起配电作用,实现环网供电、双路互投等功能。
当枢纽地区的供电,分为“由里向外供”和“由外向里供”两种方式,前者在枢纽内设置牵引变电所。后者在枢纽内不设牵引变电所,为了增加枢纽地区供电的可靠性和缩小事故的影响范围,一般设开闭所。AT供电方式时,供电臂较长,在供电臂中部也设开闭所。开闭所应有来自不同牵引变电所的(单线区段)或同一牵引变电所的不同馈线段(复线区段)的两回进线。
开闭所应尽量设置在枢纽地区的负荷中心处,以减少馈线的长度和馈线与接触网的交叉干扰。
分区亭(SP)
为了增加供电的灵活性,提高运行的可靠性,在两个牵引变电所的供电区间常加设分区亭。分区亭常用于牵引网为双边供电,或复线区段牵引网为单边供电,但上下行接触网在末端并联时。这时,分区亭起到平时将两个供电臂或上下行接触网联络起来的作用,这样,当事故发生时,可缩小停电范围和实现越区供电。
自耦变压器站
电力牵引供电系统如采用自耦变压器供电方式时,在沿线每隔10-15公里设置一台自耦变压器。设置时尽量将自耦变压器设于沿铁路的各站场上。同时,尽量与分区亭、开闭所合并,以便于运行管理。
牵引网
牵引网是由馈线、钢轨回流线、接触网组成的双导线供电系统,完成对电力机车的送电任务。BT供电方式时,还要有回流线。AT供电供电方式时,还有正馈线和保护线。
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:一种特殊的输电线,架设在铁路上方,机车受电弓与其磨擦受电。
回流线:牵引变电所处的横向回流线,它将轨或与轨平行的其它导线与牵引变压器指定端子相联。
分相绝缘器(电分相):串在接触网上,目的是把两相不同的供电区分开,并使机车光滑过渡,主要用在牵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等。
供电分区