电气化铁道概述课件.pptx
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- 电气化 铁道 概述 课件
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1、2022-11-191第一节第一节 电气化铁道概述电气化铁道概述项目一项目一 电气化铁道组成及受电弓基本参数电气化铁道组成及受电弓基本参数1火车的发明火车的发明 1825年年9月月27日,世界上第一条行驶蒸汽机车的永久性公用日,世界上第一条行驶蒸汽机车的永久性公用运输设施,英国斯托克顿运输设施,英国斯托克顿达灵顿的铁路正式通车了。在盛况达灵顿的铁路正式通车了。在盛况空前的通车典礼上,由机车、煤水车、空前的通车典礼上,由机车、煤水车、32辆货车和辆货车和1辆客车组成辆客车组成的载重量约的载重量约90吨的吨的“旅行旅行”号列车,由设计者斯蒂芬森亲自驾驶,号列车,由设计者斯蒂芬森亲自驾驶,上午上午9
2、点从伊库拉因车站出发,下午点从伊库拉因车站出发,下午3点点47分到达斯托克顿,共运分到达斯托克顿,共运行了行了31.8公里。公里。2022-11-1922电气化铁道的出现电气化铁道的出现 1879年年5月月31日,在德国柏林举行的世界贸易博览会上,日,在德国柏林举行的世界贸易博览会上,由西门子(由西门子(SIEMENS)建造并展出了世界上第一条电气化铁)建造并展出了世界上第一条电气化铁路,这条铁路只有不足路,这条铁路只有不足600米长,采用两轨道间设置第三轨的米长,采用两轨道间设置第三轨的供电方式,电压供电方式,电压DC100V,牵引功率,牵引功率3马力,时速只有马力,时速只有4英里英里/小小
3、时,牵引三节车厢,最多可以搭乘时,牵引三节车厢,最多可以搭乘30名旅客。名旅客。但是他但是他开创了新开创了新的牵引方式电气化铁道诞生。的牵引方式电气化铁道诞生。2022-11-1933高速电气化铁路时代的到来高速电气化铁路时代的到来 1964年年9月月1日,世界上第一条高速电气化铁路日,世界上第一条高速电气化铁路东京到东京到大阪的新干线在日本建成通车,该段铁路采用交流大阪的新干线在日本建成通车,该段铁路采用交流60Hz,25KV供电制。最高时速供电制。最高时速210KM/h(目前运行速度(目前运行速度270KM/h,拉开了,拉开了高速电气化铁道建设的新篇章。高速电气化铁道建设的新篇章。2022
4、-11-1943高速电气化铁路高速电气化铁路时代的到来时代的到来2022-11-1954我国电气化铁道的发展我国电气化铁道的发展 我国第一条电气化铁路是宝(鸡)我国第一条电气化铁路是宝(鸡)成(都)线宝鸡凤州段,正式通车成(都)线宝鸡凤州段,正式通车于于1961年年8月月15日正式交付运营,从此日正式交付运营,从此揭开了我国电气化铁路建设的序幕。揭开了我国电气化铁路建设的序幕。2022-11-1964我国电气化铁道的发展我国电气化铁道的发展 2002年年11月月27日,日,“中华之星中华之星”在秦沈客运专线综合试在秦沈客运专线综合试验中,成功创造了中国铁路的最高速度验中,成功创造了中国铁路的最
5、高速度321.5km/h。2022-11-1972022-11-198二、电气化铁道的组成二、电气化铁道的组成 牵引供电装置一般分成牵引变电所和接触网两部分,所以牵引供电装置一般分成牵引变电所和接触网两部分,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“三三大元件大元件”。1电力机车电力机车电力机车的工作原理电力机车的工作原理2022-11-199 从防制到独立开发,我国的电力机车已经形成了韶山车族从防制到独立开发,我国的电力机车已经形成了韶山车族电力机车,其牵引功率已达电力机车,其牵引功率已达9000 KW,时速超,时速超250KM
6、/h,和谐号和谐号动车组成为客运专线主要运营车辆。动车组成为客运专线主要运营车辆。2022-11-19102牵引变电所牵引变电所牵引变电所的主要作用牵引变电所的主要作用降压降压 将将110(220)KV交流电降低为交流电降低为27.5KV交流电交流电变相变相 将三相交流电转换成单相交流电将三相交流电转换成单相交流电主要形式主要形式 三相变电所三相变电所 单相变电所单相变电所 V/V变电所变电所 三相两相式牵引变电所三相两相式牵引变电所2022-11-1911 牵引供电回路牵引供电回路 电牵引供电回路是由牵引变电所电牵引供电回路是由牵引变电所馈电线馈电线接触网接触网电力机车电力机车钢轨、地或回流
7、线钢轨、地或回流线牵引变电所构成牵引变电所构成2022-11-1912项目二项目二 供电方式供电方式 一、接触网的供电方式一、接触网的供电方式接触网是向电力机车供电的接触网是向电力机车供电的特殊特殊输电线路。输电线路。馈线电压馈线电压 27.5kV/1500V额定工作电压额定工作电压 25kV最高工作电压最高工作电压 29kV最低工作电压最低工作电压 19kV接触网的供电方式有四种:接触网的供电方式有四种:单边供电、双边供电、越区供电、并联供电单边供电、双边供电、越区供电、并联供电学习目标:学习目标:1掌握接触网的几种主要供电方式;掌握接触网的几种主要供电方式;2了解牵引供电系统的供电方式。了
8、解牵引供电系统的供电方式。2022-11-1913 1单边供电单边供电 每个供电分区只从一端牵引变电所获得电能。每个供电分区只从一端牵引变电所获得电能。优点:优点:相邻供电臂电气上独立,运行灵活,接触网发生故障时,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。较简单。应用范围应用范围:是我国主要是我国主要的接触网供的接触网供电方式。电方式。一、接触网的供电方式一、接触网的供电方式2022-11-1914 2双边供电双边供电 每个供电分区同时从两个牵引变电所获得电能每个供电分区
9、同时从两个牵引变电所获得电能。优缺点:优缺点:可提高接触网电压水平,减少电能损耗。但馈线及分区亭可提高接触网电压水平,减少电能损耗。但馈线及分区亭的保护及开关设备都较复杂的保护及开关设备都较复杂应用范围:应用范围:在我国很在我国很少采用。少采用。2022-11-1915 3越区供电越区供电 当某一牵引变电所因故障不能正常供电时,故障变电所担当某一牵引变电所因故障不能正常供电时,故障变电所担负的供电臂,经分区亭开关设备与相邻供电臂接通,由相邻牵负的供电臂,经分区亭开关设备与相邻供电臂接通,由相邻牵引变电所进行临时供电引变电所进行临时供电 措施。措施。应用范围:应用范围:越区供电增大了该变电所主变
10、压器的负荷,对电器设越区供电增大了该变电所主变压器的负荷,对电器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。区供电,是避免中断运输的临时性措施。2022-11-1916 4并联供电并联供电 复线区段同一侧供电臂上、下行线通过开关设备(或者复线区段同一侧供电臂上、下行线通过开关设备(或者电连接线)实行并联供电。电连接线)实行并联供电。优缺点:优缺点:并联供电并联供电可提高供电臂可提高供电臂末端电压,但末端电压,但是接触网发生是接触网发生事故时,影响事故时,影响范围大,运行范围大,运行检修不够灵活
11、。检修不够灵活。应用范围:应用范围:我国在哈大线、太焦等线路使用了并联供电,繁忙干线应我国在哈大线、太焦等线路使用了并联供电,繁忙干线应优先采用上下行分开的供电方式。优先采用上下行分开的供电方式。2022-11-1917牵引供电系统可能对临近线路的影响牵引供电系统可能对临近线路的影响静电感应电压影响静电感应电压影响处于电场内的架空通讯线路将产生静电感应电位处于电场内的架空通讯线路将产生静电感应电位电磁感应影响电磁感应影响观音坝实验:接触网与架空线相距观音坝实验:接触网与架空线相距100m,平行长度,平行长度18.3m,接触网短路电流接触网短路电流 I k1140A,实测纵电动势,实测纵电动势7
12、87824V杂音干扰杂音干扰谐波成分在通信中产生感应电压,形成通信中的杂音。谐波成分在通信中产生感应电压,形成通信中的杂音。二、牵引供电系统的供电方式二、牵引供电系统的供电方式2022-11-1918 1直接供电方式直接供电方式 牵引变电所与接触网间不设置任何防干扰设备。牵引变电所与接触网间不设置任何防干扰设备。优缺点:优缺点:馈电回路结构简单,造价低,但对通信线路干扰较大。馈电回路结构简单,造价低,但对通信线路干扰较大。2022-11-19192BT供电方式供电方式牵引供电系统中加装吸流变压器回流线装置的供电方式牵引供电系统中加装吸流变压器回流线装置的供电方式 当牵引电流流经吸流变压器原边,
13、将强迫流经轨道的大部当牵引电流流经吸流变压器原边,将强迫流经轨道的大部分电流通过吸上线流到回流线中返回牵引变电所。由于回流线分电流通过吸上线流到回流线中返回牵引变电所。由于回流线电流抵消了绝大部分因接触网电流产生的电磁感应影响,因而电流抵消了绝大部分因接触网电流产生的电磁感应影响,因而对通信线的影响大为减轻。对通信线的影响大为减轻。2022-11-1920 评价:评价:并不能完全消除电磁干扰,存在半段效应;并不能完全消除电磁干扰,存在半段效应;使得牵引网单位长度阻抗加大,供电电压损失及电使得牵引网单位长度阻抗加大,供电电压损失及电能损失均增加,在接触网回路中增加了变压器设备和电气分能损失均增加
14、,在接触网回路中增加了变压器设备和电气分段,结构复杂和维护工作量大;段,结构复杂和维护工作量大;机车受电弓通过吸流变压器分段时,将产生电弧,烧机车受电弓通过吸流变压器分段时,将产生电弧,烧损接损接触线和受电弓滑板。触线和受电弓滑板。应用情况:应用情况:目前我国电气化铁道中采用目前我国电气化铁道中采用BT供电方式的线路中,大部供电方式的线路中,大部分分BT变压器已经退出运行。变压器已经退出运行。2BT供电方式供电方式2022-11-19213AT供电方式供电方式 牵引变电所与接触网间不设置任何防干扰设备。牵引变电所与接触网间不设置任何防干扰设备。优缺点:优缺点:馈电回路结构简单,造价低,但对通信
15、线路干扰较大。馈电回路结构简单,造价低,但对通信线路干扰较大。2022-11-19223AT供电方式供电方式 自耦变压器供电方式,牵引变压器将自耦变压器供电方式,牵引变压器将110kV三相电降压三相电降压至单相至单相55kV,接触网与正馈线之间并联接人一台,接触网与正馈线之间并联接人一台自耦变压自耦变压器器,其中心抽头与钢轨联结。,其中心抽头与钢轨联结。保护线(保护线(PW线)线)正馈线(正馈线(AF线)线)2022-11-1923 自耦变压器供电方式具有良好的防干扰性能自耦变压器供电方式具有良好的防干扰性能,但是,但是也存在半段效应。也存在半段效应。图中,图中,AT1 AT2间可以有效消除干
16、扰,但是,间可以有效消除干扰,但是,AT2和和机车间的干扰不能消除。机车间的干扰不能消除。2022-11-1924AT供电区段接触网供电区段接触网2022-11-1925 评价:评价:采用采用AT供电方式使牵引网电压增高,电流减小,牵供电方式使牵引网电压增高,电流减小,牵引变电所间距离增大,提高了网压水平;引变电所间距离增大,提高了网压水平;自耦变压器并联于接触网上,不需增设电分段,能适自耦变压器并联于接触网上,不需增设电分段,能适应高速、大功率电力机车运行;应高速、大功率电力机车运行;AT供电方式的接触网结构复杂,保护方式繁琐供电方式的接触网结构复杂,保护方式繁琐。应用情况:应用情况:我国在
17、郑(州)武(昌)段使用了我国在郑(州)武(昌)段使用了AT供电方式。供电方式。应用并不普遍。应用并不普遍。3AT供电方式供电方式2022-11-19264直供加回流线直供加回流线在线路的田野侧,架设回流线,和钢轨并联。在线路的田野侧,架设回流线,和钢轨并联。优缺点:优缺点:经济性好、可靠性高、故障率低、维修工作量小馈电回路经济性好、可靠性高、故障率低、维修工作量小馈电回路简单,回路阻抗较小,一次投资及运营费均较低这种供电方式简单,回路阻抗较小,一次投资及运营费均较低这种供电方式是我国主要使用的供电方式。是我国主要使用的供电方式。2022-11-1927直供加回流线区段的接触网直供加回流线区段的
18、接触网2022-11-1928第一节第一节 接触网的组成接触网的组成 接触网是沿铁路上空架设接触网是沿铁路上空架设的一条特殊形式的输电线路。的一条特殊形式的输电线路。它由四部分组成它由四部分组成:接触悬挂接触悬挂支持装置支持装置 定位装置定位装置支柱与基础支柱与基础 学习目标:学习目标:1 掌握接触网由哪几部分掌握接触网由哪几部分组成;组成;2 掌握各组成部分应包括掌握各组成部分应包括的主要零件;的主要零件;3 掌握各组成部分主要作掌握各组成部分主要作用。用。2022-11-1929一、接触悬挂一、接触悬挂 接触悬挂包括接触悬挂包括接触线、接触线、吊弦、承力索和补偿器及连吊弦、承力索和补偿器及
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