供电系统概论课件.ppt

1、武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段自自 我我 介介 绍绍武汉高速铁路职业技能训练段武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段2武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段3经历经历任接触网工任接触网工6 6年年任变电值班工任变电值班工6年年任供电调度任供电调度12年年？武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段第二章第二章专业知识专业知识电力系统铁路供电系统1、发电厂2、电力网3、电能用户1、牵引供电系统组成2、铁路变配电系统第一节 供电系统概述 一、 电力系统与铁路供电系统组成武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段供电示意图供电示意

2、图武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段牵引供电系统牵引供电系统6武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段一、牵引供电系统工作原理一、牵引供电系统工作原理7武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段二、牵引供电系统组成二、牵引供电系统组成高压输电线路牵引变电所开闭所分区所牵引网电力机车8 牵引 供电 系统武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段牵引变电所牵引变电所9牵引变电所的主要任务是将牵引变电所的主要任务是将电力系统输送来高等级的三电力系统输送来高等级的三相交流电变换为相交流电变换为27.5（或（或55）kV单相电，然后以单相供电单相电，然后

3、以单相供电方式经馈电线送至接触网上。方式经馈电线送至接触网上。牵引变电所通常设置两台牵引变电所通常设置两台（四台）变压器，采用双电（四台）变压器，采用双电源供电。变压器的接线方式源供电。变压器的接线方式目前采用的有目前采用的有V/X接线，单相接线，单相V/V接线接线,纯单相接线纯单相接线武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段牵引网牵引网 牵引网是由馈牵引网是由馈电线（供电线电线（供电线）、接触网、）、接触网、钢轨、大地和钢轨、大地和回流线组成的回流线组成的供电系统，完供电系统，完成对电力机车成对电力机车的送电任务。的送电任务。10馈电线：连接牵引变电所和接触网的导线和电缆。馈电线

4、：连接牵引变电所和接触网的导线和电缆。它把牵引变电所主变压器二次侧它把牵引变电所主变压器二次侧27.5KV的电压输的电压输送到接触网。送到接触网。接触网：一种特殊的输电线，架设在铁路上方，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。机车受电弓与其磨擦受电。钢轨、大地和回流线：钢轨、大地和回流线：牵引变电所处的横向回流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。又能大大降低牵引负荷电流对通指定端子相联。又能大大降低牵引负荷电流对通信的干扰。信的干扰。武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练

5、段11武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段接触网接触网v接触悬挂v支持装置v定位装置v支柱和基础v附加悬挂12武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段13武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段AT供电接触网结构供电接触网结构14武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段接触网分段绝缘器接触网分段绝缘器v分段绝缘器（电分段）分段绝缘器（电分段）：分为纵向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

6、通或断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、灵活性和缩小开，以保证供电的可靠性、灵活性和缩小停电范围等。停电范围等。15武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段接触网分相绝缘器接触网分相绝缘器 分相绝缘器（电分相）分相绝缘器（电分相）：串在接触网上，串在接触网上，目的是把两相不同的供电区分开，并使机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车光滑过渡，主要用在牵引变电所出口处和分区处。和分区处。16武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段v SP: 为了增加供电的灵活性，提高运行的可为了增加供电的灵活性，提高运行的可靠

7、性，在两个牵引变电所的供电区间常加靠性，在两个牵引变电所的供电区间常加设分区设分区所所vSSP:实际上是起配电作用的开关站实际上是起配电作用的开关站。开闭所开闭所就是高压开关站，从严格意义上讲是就是高压开关站，从严格意义上讲是“高高压配电压配电”站，仅仅起配电作用，实现环网站，仅仅起配电作用，实现环网供电、双路互投等功能。供电、双路互投等功能。17分区所（分区所（SP），开闭所（），开闭所（SSP)武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段18武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段动车段动车段19武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段高速铁路牵引供电系统主

8、要构成高速铁路牵引供电系统主要构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，故人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道牵引供电系统的三大元件。武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段电力机车工作原理电力机车工作原理21交流25kV 接触网受电弓断路器车载变压器钢轨牵引电流从钢轨回流至变电所辅助回路交流电机整流器逆变器直流交直交型电力机车工作原理图武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段电力机车及受电弓电力机车及受电弓22武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段工作原理工作原理v电力机车靠其顶部升起的受电弓和接触网接触电

9、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，擦滑行，将电能引入机车，流流经机车主断路器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。使电力机车运行。23武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段组成部分组成部分v 电力机车由机械部分电力机车由机械部分(包括车体和转向架

10、包括车体和转向架)、电气部分和、电气部分和空气管路系统构成。空气管路系统构成。24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，使电乘务员的工作场所。转向架是由牵引电机把电能转变成机械能，使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。与铁路轨道接触。 电气部分包括

11、机车主电路、辅助电路和控制电路形成的全部电气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，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武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段v电力机车转向架25武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段电力机车 1、工作原

12、理 2、组成部分 3、分类牵引变电所 1、主接线 2、一次设备 3、二次设备接触网 1、构成26武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段三、牵引供电方式三、牵引供电方式 简单供电方式 加入回流线带回流线的直接供电方式 工作原理 AT供电方式牵引网的构成 AT供电方式优缺点AT供电方式27武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段直接供电方式直接供电方式28带回流线的直接供电方式带回流线的直接供电方式武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段直供方式直供方式v 直供方式，在牵引网中不加特殊防护措施直供方式，在牵引网中不加特殊防护措施，一般只在通信线路少的山区采用，

13、虽然，一般只在通信线路少的山区采用，虽然有结构简单，设备少，造价低，施工及运有结构简单，设备少，造价低，施工及运营维修方便等优点。但接触网对邻近通信营维修方便等优点。但接触网对邻近通信线路干扰较大，所以一般不采用线路干扰较大，所以一般不采用29武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段带回流线的直接供电方式（带回流线的直接供电方式（DN供电方式）供电方式）v带回流线的直接供电方式，是在接触网同带回流线的直接供电方式，是在接触网同高度的外侧增设了一条回流线，减轻了高度的外侧增设了一条回流线，减轻了接接触网触网对邻近通信线路的干扰。这种对邻近通信线路的干扰。这种供电供电方方式的特点是：结

14、构简单，投资和维护量小式的特点是：结构简单，投资和维护量小；供电可靠性高；牵引网阻抗比直供和；供电可靠性高；牵引网阻抗比直供和BTBT方式都小，能耗较低，供电距离增长；防方式都小，能耗较低，供电距离增长；防干扰效果强于直供不如干扰效果强于直供不如BTBT供电方式。供电方式。30武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段AT供电方式供电方式31武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段AT供电方式牵引网的构成供电方式牵引网的构成32武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段AT供电方式的工作原理供电方式的工作原理33武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练

15、段工作原理工作原理v牵引变电所牵引侧电压为牵引变电所牵引侧电压为2X27.5KV，其绕，其绕组两端分别接至接触导线和正馈线，其中组两端分别接至接触导线和正馈线，其中性点与钢轨相连。为保证接触导线与正馈性点与钢轨相连。为保证接触导线与正馈线之间的电压水平达到线之间的电压水平达到55KV，AT供电方式供电方式每隔每隔1015KM，在接触网与钢轨间并接入，在接触网与钢轨间并接入一台自耦变压器，自耦变压器将牵引网的一台自耦变压器，自耦变压器将牵引网的电压提高一倍，而供给电力机车的额定电电压提高一倍，而供给电力机车的额定电压仍为压仍为25KV，称为，称为AT所。所。34武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训

16、练段职业技能训练段工作原理工作原理v由于自耦变压器的作用，接触网和正馈线的电流均为由于自耦变压器的作用，接触网和正馈线的电流均为I/2，方向相反，有效地减少牵引网对通信线的干扰。，方向相反，有效地减少牵引网对通信线的干扰。 由于自耦变压器的中性点与钢轨相连，牵引网的供由于自耦变压器的中性点与钢轨相连，牵引网的供电电压为电电压为2 x 27.5 kV，电压提高了一倍，因此牵引变，电压提高了一倍，因此牵引变电所的间距理论上提高了一倍。例如直供电所的间距理论上提高了一倍。例如直供+回流线供回流线供电方式牵引变电所间距为电方式牵引变电所间距为20-30km，则，则AT供电方式为供电方式为40-60km

17、。vAT供电方式用于重载、高速需大电流的牵引供电系统供电方式用于重载、高速需大电流的牵引供电系统。馈线电流只有直供方式的一半。馈线电流只有直供方式的一半。35武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段全并联全并联AT供电方式主接线图供电方式主接线图36武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段全并联全并联AT供电方式特点供电方式特点37全并联AT供电方式与不并联的AT供电方式相比，减小牵引网单位长度阻抗，减少电压损失和增强供电能力。在相同的负载条件下，可以减少牵引网电力损失大约10。同时，由于在每一AT站都进行了并联，负荷电流在上下行牵引网进行了均分，使得线路运行更加均衡，

18、大大提高了供电的可靠性和带负载能力及减少对周围通讯的干扰。在全并联AT供电方式下，由于在每一个AT站进行电气的横联后，整个牵引网的电路拓扑结构变得极其复杂。当牵引网线路发生短路时，故障区段及故障地点的准确判别也变得非常困难，不利于故障的排除和供电的及时恢复。武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段单线单线AT牵引网构成示意图牵引网构成示意图38武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段复线复线AT牵引网构成示意图牵引网构成示意图39武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段复线复线AT供电说明供电说明vSS 变电所变电所 SFSP 辅助开闭所辅助开闭所 T 接触

19、线接触线R F正馈正馈线线 CPW 钢轨和保护线间的辅助联接钢轨和保护线间的辅助联接PW 保护线保护线 R 钢轨钢轨 ATP 自耦变压器所自耦变压器所SP分区所分区所vAT处采用横向连接线处采用横向连接线CPW实现轨道、保护线和实现轨道、保护线和AT中性点的连接，通过放电器（中性点的连接，通过放电器（SD）将）将AT的中性点的中性点与大地相连。与不并联的与大地相连。与不并联的AT供电方式比，全并联供电方式比，全并联AT供电更具有线路载流能力大、供电区段长、适供电更具有线路载流能力大、供电区段长、适应高速等优点。应高速等优点。40武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段越区供电越区供

20、电41武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段高速铁路变配电系统级及供电方式高速铁路变配电系统级及供电方式高铁42普铁一级贯通综合贯通武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段高铁变配电系统组成示意图高铁变配电系统组成示意图43110KV地方电源10KV地方电源10KV地方电源110/10KV变电所 10KV配电所10KV配电所10KV配电所 车站 变电所10/0.4KV 车站 变电所10/0.4KV 箱变10/0.4 KV 车站 变电所10/0.4KV 箱变10/0.4 KV 箱变10/0.4 KV 箱变10/0.4 KV综合贯通线综合贯通线一级贯通线一级贯通线武汉高速

21、铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段高铁电力回路名称和功能特点高铁电力回路名称和功能特点v一级贯通：沿线与行车有关的通信、信号综合调度系统等由一级贯通主供，综合贯通备供v综合贯通：沿线客专的其他用电负荷及各牵引所的电源由综合贯通提供。44武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段高铁变配电系统供电方式高铁变配电系统供电方式45LM ZK- 10MMMG ISE LA- KD C22 0VL MZK -103 0/10 .5D XN- 10C EEB K YTGI SEL A- KDC 220 V0. 5CE E BK YTG ISE LA- TD C22 0VC EEKQTC

22、 EEZT- 25/ 200 -25J SZV 12A -10 R1 0/0 .10 .5X RNP -10 /0. 5SC 9-2 0kV AN S10 0N/ 3D C22 0V5 0/10 .5I e=4 0AMMMMI e=4 0AN S10 0N/ 3D C22 0V5 0/10 .5I e=4 0AMGI SEL A-T KK7AhMMM5 0/150/ 1N S10 0N/ 3AAAAAAVAAAVI e=4 0ANS 10 0N/ 3W hW hAAAWhWhUd %=4 .0- 10 /63 0-5 0-10 /63 0-5 0-10 /2 50- 35D XN- 10DX N-1 01022 .5% /0. 4kVL1- L33TMY -253MMMGIS ELA -K KTNTM Y- 253P ETM Y- 253H D11 FA- 200 AD, yn1 1B H-0 .6630 /1B H-0 .66X RNT -10 /3A武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段总结总结供电系统牵引供电系统牵引供电系统铁路变配电系统电力系统1、发电厂2、电力网3、电能用户46武汉高速铁路武汉高速铁路职业技能训练段职业技能训练段THANK YOU .