《铁道概论》精品课件-08电气化铁路供电.pptx

1、1铁道概论灵犀地2023年1月4日目目 录录01电气化铁路认知02牵引变电所和接触网03电气化铁路牵引供电系统的运营管理01任务一电气化铁路认知中国为何要拿下亚吉铁路六年的运营管理权？2016年10月5日，中国企业首次在海外采用全套中国标准和中国装备建造的非洲第一条电气化铁路亚吉铁路通车，这标志着中国铁路全产业链实现了真正的“走出去”。亚吉铁路是非洲第一条电气化铁路，全长752.7公里，设计时速120公里，共设置45个车站，总投资约40亿美元，由中国中铁和中国铁建组织施工，并且中国拿下了六年运营管理权，是中国企业首次在海外采用全套中国标准和中国装备建造的第一条现代化铁路，真正实现了中国铁路从融

2、资、规划、设计、施工到设备采购、安装、调试、运营、运营管理、设备维护等所有环节全产业链的“走出去”。亚吉铁路正式运营后，极大地提升了运送效率，改变了当地客货运输方式，使当地的客货运输从100%依赖公路转变成70%依靠铁路，吉布提至亚的斯亚贝巴的运输时间从以前公路运输的7天缩短至10个小时左右，彻底解决了埃塞交通运输主动脉能力不足的问题。案例引导1.电气化铁路概述（一）电气化铁路的发展1世界电气化铁路的发展铁路运输主要有三种牵引形式，即蒸汽牵引、内燃牵引和电力牵引。世界上第一条电气化铁路出现于1879年。最初，电气化铁路修建于工矿线路和一些大城市近郊线路；电气化铁路发展最快的时期是60年代。到7

3、0年代末，工业发达的西欧、日本、前苏联以及东欧等国家，运输繁忙的主要铁路干线就已经实现了电气化，而且基本上已经成网；现在，世界已迈入建设高速电气化铁路的新时期，高速电气化铁路已经成为体现国家社会经济发展水平和铁路现代化的主要标志之一。2我国电气化铁路的发展我国铁路电气化事业起始于1956年，1961年8月宝成铁路的宝鸡至凤州段电气化铁路通车。二十世纪90年代是我国铁路发展的重要时期，在此期间建成并开通了京郑线、干武线、成昆线、南昆线、焦枝线、宝成线等十条电气化铁路。近年来，我国高速电气化铁路发展迅猛。2012年12月1日，哈大高速铁路开通运营，这一线路的开通使得我国电气化铁路总里程突破4.8万

4、公里，超越了原电气化铁路总里程世界第一的俄罗斯，跃升为世界第一位。1.电气化铁路概述由于电力机车以外部电能为动力，不需自带动力装置，可降低机车自重。因此，在每根轴的荷重相同的条件下，电力机车轴功率更大，从而牵引力更大，大大提高了运输能力。1能大幅度提高运输能力从我国能源生产的发展来看，原油储量远少于煤炭、水力，一些无法直接使用电能的水上、陆地和空中运输工具及移动机械需要大量的液体燃料。因此，电力牵引对铁路来说是最合适的牵引动力。2节约能源，降低运输成本（二）电气化铁路的优点电气化铁路是一种现代化的铁路运输形式，与内燃、蒸汽机车牵引的铁路相比，具有技术经济上的优越性。电力机车无废气、烟尘，对空气

5、无污染，并且噪声较小，特别在通过长大隧道时，其优点更为显著。这不仅改善了司机的工作条件和旅客的舒适度，而且对铁路沿线城市、郊区的污染也降到了最小程度。电力机车装有大功率的电气制动装置，可用于长大下坡的速度调整，从而可以大大提高列车运行的安全性。3有利于保护环境，并能增加安全可靠程度1.电气化铁路概述（四）电气化铁路的电流制优点：直流电机调速性能好，机车构造简单，接触网对铁路沿线通信线路造成的电磁干扰较小。缺点：直流制的供电电压因受到牵引电机端电压的限制而不能过高；接触网导线的截面积大；直流制的泄漏电流对沿线地下金属的腐蚀作用较为严重。应用范围：地铁、城市轨道交通、矿山运输等。1直流制三相交流制

6、用两根接触网导线和一根钢轨形成三相电路，电力机车采用三相异步电动机。优点：牵引变电所和机车设备简单，维修方便。缺点：异步电动机调速困难，接触网结构复杂且不安全。2三相交流制（三）电气化铁路的组成电气化铁路由牵引变电所、接触网和电力机车“三大元件”组成。1.电气化铁路概述（四）电气化铁路的电流制低频单相交流制采用低于工业频率(50 Hz)的单相交流电源供电。优点：接触网上的电压比直流制高，接触网导线的截面较小，牵引变电所的距离有所增大。缺点：频率与工业频率不同。牵引变电所需设变频机，或设置专用变频所，从经济效果方面比较，这种制式反而不如直流制。应用：西欧一些国家采用较多。3低频单相交流制工频单相

7、交流制是采用工业频率（50 Hz）的单相交流电供电的制式，供电电压一般为25 kV。工频单相交流制的优点在于牵引供电系统的结构比其他电流制的简单，牵引变电所的间距增大、数目减少，接触网导线截面积减小，机车的牵引性能和调速性能良好。4工频单相交流制2.电气化铁路牵引供电系统电力机车是以电能作为牵引动力的一种现代化交通运输工具，由于它的牵引动力是电能，所以又称为电力牵引。它与蒸汽牵引和内燃牵引不同的地方是电力机车本身不带能源，必须由外部供给电能。专门给电力机车供给电能的装置称为牵引供电系统。（一）电气化铁路供电系统的构成电气化铁路供电系统由一次供电系统和牵引供电系统组成，如图8-1所示。一般把国家

8、的电力系统称为电气化铁路的一次供电系统，也称为铁路的外部供电系统。一次供电系统主要包括发电厂、区域变电所和电力传输线；牵引供电系统本身并不产生电能，而是将一次供电系统的电能传给电力机车。牵引供电系统主要包括牵引变电所和接触网。2.电气化铁路牵引供电系统（一）电气化铁路供电系统的构成1一次供电系统一次供电系统是指电力系统向电气化铁路供电的部分。在我国，电力系统通常以110 kV（或220 kV）的电压等级向电气化铁路供电。如图8-1中，1为区域变电站或发电厂，2为三相交流高压输电线，这两部分即为电气化铁路的一次供电系统。2.电气化铁路牵引供电系统2）接触网在电气化铁路上，为了提高运行的可靠性，增

9、加供电工作的灵活性，在两变电所供电的相邻两供电分区的分界处常用分相绝缘器断开。若在断开处设置开关设备和相应的配电装置，则组成分区所（亭）。4）轨道在非电力牵引情形下，轨道只作为列车的导轨。在电气化铁路中，轨道除上述功用外，还需要完成导通回流的任务，是电路的组成部分。因此，电气化铁路的轨道应具有畅通导电的性能。1）牵引变电所牵引变电所的作用是将110 kV（或220 kV）交流电变换为27.5 kV的交流电。3）馈电线馈电线是连接牵引变电所和接触网的导线，把牵引变电所变换后的电能送到接触网。馈电线一般为大截面的钢芯铝绞线。（一）电气化铁路供电系统的构成2牵引供电系统对电力机车供电的属于铁路部门管

10、辖的装置称为电气化铁路的牵引供电系统，它由牵引变电所、接触网、馈电线、轨道、回流线、分区亭（所）、开闭所和自耦变压站等组成。2.电气化铁路牵引供电系统6）分区所（亭）接触网是一种悬挂在电气化铁路线路上方，并和铁路轨顶保持一定距离的链形或单导线的输电网。电力机车的受电弓和接触网滑动接触取得电能。8）自耦变压器站（AT所）工频单相交流电气化铁路采用自耦变压器（AT）供电方式时，在铁路沿线每隔12 km左右设置自耦变压器和相应的配电装置，即设置AT所。AT所的作用之一便是将牵引变电所供来的55 kV电压经自耦变压器降为接触网的25 kV电压等级，然后向接触网供电。5）回流线连接轨道和牵引变电所中主变

11、压器接地相之间的导线称为回流线，它也是电路的组成部分，其作用是把轨道、大地中的回路电流导入牵引变电所。7）开闭所某些远离牵引变电所的大宗负荷，接触网按作业及运行的要求需分成若干组，并且需要多条供电线路向这些接触网分组供电。一般采取在大宗负荷附近建立开闭所的办法来解决，如图8-2所示（一）电气化铁路供电系统的构成2牵引供电系统2.电气化铁路牵引供电系统（一）电气化铁路供电系统的构成 2牵引供电系统开闭所即单相开关站，其中只有配电设备而无牵引变压器，仅用于接受和分配电能。为保证开闭所供电的可靠性，一般从相邻两供电分区上引入两路电源，互为备用。开闭所的作用主要有以下几个方面。（1）开闭所不进行电压变

12、换，只起扩大馈线回路数的作用，相当于配电所。（2）在AT供电方式中，将长供电臂分段，事故时缩小事故范围，提高供电的可靠性。（3）保证枢纽站、场装卸作业和接触网分组检修的灵活性、安全性。（4）降低牵引变电所的复杂程度。2.电气化铁路牵引供电系统（二）电气化铁路的供电方式交流牵引供电系统可采用的供电方式主要有直接供电方式、吸流变压器（BT）供电方式、自耦变压器（AT）供电方式和同轴电缆（CC）供电方式。目前，电气化铁路一般采用BT和AT供电方式。1直接供电方式这是一种最简单的供电方式。如图8-3所示，在线路上，机车供电由接触网、钢轨和大地直接构成回路，对通信干扰不加特殊防护措施。电气化铁路最早大都

13、采用这种供电方式。这种供电方式最简单，投资最省，牵引网阻抗较小，能损也较低，供电距离一般为3040 km。但是，电气化铁路的单项负荷电流是由接触网经钢轨流回牵引变电所，由于钢轨和大地不是绝缘的，一部分回流由钢轨流入大地，因此对通信线路产生感应影响，这是直接供电方式的缺点。2.电气化铁路牵引供电系统（二）电气化铁路的供电方式1直接供电方式带回流线的直接供电方式是在接触网支柱上架设一条与钢轨并联的回流线，称为负馈线（NF），如图8-4所示。利用接触网与回流线之间的互感作用，使钢轨中的回流尽可能地由回流线流回牵引变电所，减少了电气空间，因而能部分抵消接触网对邻近通信线路的干扰，但其防干扰效果不及BT

14、供电方式。目前我国京广线、石太线均采用此种供电方式。2.电气化铁路牵引供电系统（二）电气化铁路的供电方式2BT供电方式BT供电方式是在牵引网中架设有吸流变压器回流线装置的一种供电方式，目前在我国电气化铁路中应用较广。吸流变压器的变比是11。它的一次绕组串接在接触网中，二次绕组串接在专为牵引电流流回牵引变电所而特设的回流线（NF）中，故称之为吸流变压器回流线供电方式，如图8-5所示。2.电气化铁路牵引供电系统（二）电气化铁路的供电方式2BT供电方式在两个吸流变压器中间用吸上线将钢轨和回流线连接起来，构成电力机车负荷电流由钢轨流向回流线的回路。两个吸流变压器之间的距离称为BT段，一般BT段长为24

15、 km。BT供电方式的工作原理是：由于吸流变压器的变比为11，当吸流变压器的一次绕组流过牵引电流时，在其二次绕组中强制回流通过吸上线流入回流线。由于接触网与回流线电气空间距离很近，流过的电流大致相等、方向相反，从而降低了对通讯线路的干扰。这种供电方式由于在牵引网中串联了吸流变压器，致使牵引网的阻抗比直接供电方式大50%左右，能耗也较大，供电距离也较短，投资也比直接供电方式大。2.电气化铁路牵引供电系统（二）电气化铁路的供电方式3AT供电方式AT供电方式是二十世纪70年代才发展起来的，它既能有效地减轻牵引网对通信线路的干扰，又能适应高速、大功率电力机车的运行，故被很多国家选用。这种供电方式每隔1

16、0 km左右在接触网与正馈线之间并入1台自耦变压器，其中点与钢轨相连,其工作原理如图8-6所示。电力机车由接触网受电后，牵引电流一般由钢轨流回，由于自耦变压器的作用，从钢轨流回的电流，经自耦变压器绕组和正馈线（AF）流回变电所。当自耦变压器的一个绕组流过机车电流时，其另一个绕组感应出电流供给电力机车，自耦变压器供电方式的牵引网阻抗很小，约为直接供电方式的1/4，因此电压损失小，电能损耗低，供电能力大，供电距离长，可达4050 km。2.电气化铁路牵引供电系统（二）电气化铁路的供电方式4CC供电方式CC供电方式是一种新型的供电方式。它的同轴电力电缆（CC）沿铁路线路埋设，内部芯线作为供电线与接触

17、网连接，外部导体作为回流线与钢轨相接，每隔510 km做一个分段，如图8-7所示。2.电气化铁路牵引供电系统（二）电气化铁路的供电方式4CC供电方式CC供电方式的优点是：馈电线与回流线在同一电缆中，间隔很小，而且同轴布置，使得互感系数增大；同轴电力电缆的阻抗比接触网和钢轨小得多，因此牵引电流和回流几乎全部从同轴电力电缆中流过；电缆芯线与外层导体电流相等，方向相反，二者形成的磁场互相抵消，对邻近的通信线路几乎无干扰；阻抗小，供电距离长。但是同轴电力电缆造价高，投资大，现仅在一些特别困难的地段采用。02任务二牵引变电所和接触网212016年8月，由常州太平洋电力设备集团、西南交通大学电气工程学院和

18、中铁工程设计咨询集团有限公司联合开发的220 kV/56.5 MVA大型节能卷铁心牵引变压器，顺利通过了中国铁路总公司主持召开的技术评审，大容量节能型卷铁心牵引变压器关键技术达到国际领先水平。牵引变压器是一种特殊用途的电力变压器，是电气化铁路工程最关键的设备之一，被誉为电气化铁路的“心脏”。2003年起，我国逐渐流行立体卷铁心变压器，特别是在输配电系统中逐渐推广应用，能批量生产35 kV级以下的卷铁心变压器。220 kV/56.5 MVA智能型卷铁心牵引变压器具有超低损耗、大容量、节能环保等优点，采用智能制造技术，解决了高电压等级卷铁心牵引变压器生产过程中，铁心卷绕、铁心退火、变压器拼装移动等

19、问题，空载损耗降低50%、噪声下降20分贝、成本下降15%。根据估算，我国铁路如采用卷铁心牵引变压器每年可节省用电8.4亿千瓦时（度），相关技术成熟后，如果推广到AT变压器和动力变压器上，每年又可多节省用电10亿度，节省用电成本8亿元。案例引导牵引变压器的发展趋势如何？1.牵引变电所按其在电网中的位置、重要程度和电源引入方式不同，牵引变电所可分为中心变电所、通过式变电所、分接式变电所。如图8-8所示，其中1QB，7QB为中心变电所；3QB，5QB为通过式变电所；2QB，4QB，6QB为分接式变电所。1.牵引变电所（一）牵引变电所一次设备牵引变电所一次设备包括变压器、互感器、高压断路器、高压隔离

20、开关、高压负荷开关、高压熔断器等。变压器由铁芯、绕组、绝缘材料组成，铁芯用于构成变压的磁路，绕组构成变压器的电路，绝缘材料有绝缘纸板、变压器油等，它们起绝缘作用。变压油除起绝缘作用还起冷却作用。1变压器2互感器互感器是一种特殊用途的变压器，又称仪用互感器，是配电系统中不可缺少的重要设备。它的主要用途是与仪表配合测量线路上的电流、电压、功率和电能，与继电器配合对线路及变配电设备进行定量保护。根据电气量变换的不同，互感器可分为电压互感器（TV）和电流互感器（TA）两大类。由于采用了仪用互感器，使测量仪表和继电器均接在仪用互感器的二次侧与系统的高电压隔离，从而保证了操作人员和设备的安全。1.牵引变电

21、所（一）牵引变电所一次设备高压断路器是高压配电装置中的重要电器，其用途是用来使高压电路在正常情况下接通或断开，以及在事故情况下自动切断故障电路。按灭弧介质的不同，高压断路器主要有真空断路器、六氟化硫（SF6）断路器和少油断路器等。3高压断路器4高压隔离开关高压隔离开关也称刀闸，是建筑供配电系统中使用最多的一种高压开关电器。隔离开关是一种没有灭弧装置的控制电器，因此严禁带负荷进行分、合闸操作。由于它在分闸后具有明显的断开点，因此在操作断路器停电后，将它拉开可以保证被检修的设备与带电部分可靠隔离。1.牵引变电所（一）牵引变电所一次设备高压负荷开关主要用于配电系统中关合、承载、开断正常条件下的电流，

22、并能关合规定的异常电流。负荷开关可以合、分正常的负荷电流以及关合短路电流，但不能开断短路电流。因此，负荷开关不能作为电路中的保护开关，通常与具有开断短路电流能力的开关设备配合使用，最常用的方式是负荷开关与高压熔断器配合。5高压负荷开关6高压熔断器高压熔断器是最早被采用的，也是最简单的一种保护电器，它串联在电路中使用。当电路中通过过负荷电流或短路电流时，利用熔体产生的热量使自身熔断，切断电路，以达到保护电路的目的。熔断器主要由金属熔体、连接熔体的触头装置和外壳组成。熔体在正常工作时，仅通过不大于熔体额定电流值的负载电流，其正常发热温度不会使熔体熔断；当过载电流或短路电流通过熔体时，熔体便会因为温

23、度过高而熔化断开。1.牵引变电所牵引供电系统在运行中出现各种故障和不正常运行情况时，会损坏电气设备、中断供电、影响运输。保护装置即为此而设，当被保护设备发生故障或出现不正常状态时，保护装置将按预定程序动作，使断路器跳闸或发出信号。1保护装置接触网沿铁路线架设，供电臂长达20多公里，故障时无明显破坏痕迹，很难查找。为了迅速查找故障，需要设置故障探测装置。1）电抗型故障探测装置在直接供电方式及吸流变压器供电方式区段，接触网某一点到变电所的电抗值是一个常数，与其短路形式无关，而且接触网的电抗值与其到变电所的距离成正比。只要测量故障时的电抗值，就能推算出短路点的位置。电抗型故障探测装置就是利用这个原理

24、制成的。2故障探测装置（二）牵引变电所二次设备1.牵引变电所接触网沿铁路线架设，供电臂长达20多公里，故障时无明显破坏痕迹，很难查找。为了迅速查找故障，需要设置故障探测装置。2）吸上电流比型故障探测装置在自耦变压器供电方式区段，由于有自耦变压器的关系，阻抗与距离不成线性关系，因此电抗型故障探测装置不能使用。经研究，短路时故障点与自耦变压器的距离同相邻两自耦变压器中点电流成反比。根据这个原理制成的故障探测装置，分别安装在变电所、分区所、开闭所和自耦变压器所内，用专用通道相连。2故障探测装置（二）牵引变电所二次设备1.牵引变电所为了对高压电气设备进行操作监视，需设置控制、信号、测量装置。1）控制（

25、1）控制方式。控制方式分调度所远方控制、所内控制和在操作机构处当地控制三种。在控制回路中有切换开关进行远方和所内控制的切换，以防止同时进行控制。在操作机构箱内有切换开关进行所内和当地控制的切换，以防止在检修时误操作，并在检修需要时进行控制。（2）控制连动。一般牵引变电所控制断路器和隔离开关为手动操作，在操作时，室内室外来回跑动，时间长，操作复杂，无法实现远动化。近年来，改变运行方式的隔离开关采用了电动操作机构，在室内即可控制，无需到室外手动操作，方便了运行值班人员。由于接触网馈电线操作频繁，为了减少操作次数和避免误操作，将断路器和隔离开关做成连动的装置，一次操作即可使断路器和隔离开关按分合闸的

26、程序要求先后动作。合闸时先合隔离开关，后合断路器；分闸时先分断路器，后分隔离开关。3控制、信号、测量装置（二）牵引变电所二次设备1.牵引变电所2）信号信号是显示电气设备工作状态的装置，其显示方式有灯光、掉牌和音响。（1）位置信号。位置信号显示断路器和隔离开关所处状态，红灯表示处于合闸状态，绿灯表示处于分闸状态。当断路器与隔离开关采用连动方式时，隔离开关与断路器均合闸时亮红灯，均分闸时亮绿灯，隔离开关合闸、断路器分闸时亮白灯。（2）事故信号。当高压电气设备发生故障或接触网发生短路引起断路器跳闸中断供电时，发出事故信号。事故信号有掉牌信号和光字牌信号，显示事故原因，提醒值班人员注意。3控制、信号、

27、测量装置（二）牵引变电所二次设备1.牵引变电所2）信号（3）预告信号。当电气设备发生不正常状态，但未中断供电时，如变压器过负荷、温度升高、自用电发生故障时，则发出预告信号。与事故信号相同，掉牌信号与光字牌信号都显示不正常情况，同时发出音响，提醒值班人员注意。3）测量为了监视运行状态，需要对一些电量进行测量。按照规程的规定，牵引变电所设有高压侧电压、电流、功率的测量和低压侧电压、电流和馈电线电流的测量。为了计量用电量，在高压侧安装有功电度表和无功电度表。3控制、信号、测量装置（二）牵引变电所二次设备1.牵引变电所1）交流自用电牵引变电所设有交流自用电系统。自用电负荷起检修用的动力、照明、蓄电池充

28、电、主变压器通风、操动机构加热等。2）直流自用电交流电不能作为高压电气设备的控制和信号的电源，因为当牵引变电所全所停电时，交流停电，会无法控制高压设备。因此高压电气设备的控制、信号、保护、自动装置、事故照明等都采用直流供电。4自用电系统（二）牵引变电所二次设备1.牵引变电所（三）高压配电装置高压配电装置是按主接线的要求，由开关、电气设备、母线保护电器、测量电器和必要的辅助设备组装在一起的接受和分配电能的装置。此外，为保证电气化铁路设备和运营的安全，还需配备必要的防雷和接地装置。2.接触网（一）接触网的供电方式 接触网供电方式有单边供电、双边供电和越区供电。单边和双边供电为正常的供电方式。单边供

29、电是供电臂只从一端的变电所取得电流的供电方式。双边供电是供电臂从两端相邻的变电所取得电流的供电方式。越区供电是一种非正常供电方式（也称事故供电方式）。越区供电是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与相邻的供电臂接通，由相邻牵引变电所进行临时供电。接触网是架设在铁路线路上空，向电力机车供给电能的特殊形式的输电线路。接触网额定电压为25 kV，采用的是工频单相交流制，最低电压不低于21 kV，当行车速度为140 km/h时，应保持23 kV。2.接触网（二）接触网的悬挂类型在一条接触网线路上，无论是在区间还是站场上，为了满足供电方面和机械方面的要求，总是将接触网分成若干一定

30、长度且相互独立的分段，这就是接触网的锚段。接触网的分类以锚段接触悬挂的类型来区分。接触悬挂的类型较多，一般根据其结构的不同分成简单接触悬挂和链形接触悬挂两大类。2.接触网（二）接触网的悬挂类型简单接触悬挂是接触悬挂的一种形式，是由一根或两根平行的接触线直接固定在支持装置上的接触悬挂形式。它的特点是无承力索，接触线直接悬挂在支持装置上。简单接触悬挂在实际运营的铁路线上很少应用。1简单接触悬挂链形接触悬挂是一种运行性能较好的悬挂形式。它的特点是接触线通过吊弦悬挂在承力索上，使接触线在不增加支柱的情况下增加了悬挂点，通过调整吊弦长度使接触线在整个跨距内相对轨面的高度基本保持一致。减小了接触线在跨距中

31、的弛度，增加了悬挂重量，提高了稳定性。链形接触悬挂分类方法较多，按悬挂链数的多少可分为单链形、双链形和多链形接触悬挂。目前我国采用单链形接触悬挂，如图8-9所示。2链形接触悬挂2.接触网（三）接触网的组成接触网由支柱与基础、支持装置、定位装置和接触悬挂等组成，如图8-10所示。2.接触网（三）接触网的组成1支柱与基础支柱与基础由支柱、基础及下部附件组成。支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。我国接触网中采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱，基础是对钢支柱而言的，即钢支柱固定在下面的钢筋混凝土制成的基础上，由基础承受支柱传给的全部负荷，并保证支柱的

32、稳定性。预应力钢筋混凝土支柱与基础制成一个整体，下端直接埋入地下。按其在接触网中的作用不同，支柱可分为中间支柱、锚柱、转换支柱、中心支柱、定位支柱、软横跨支柱、硬横跨支柱及道岔支柱等几种，如图8-11所示。2.接触网（三）接触网的组成2支持装置支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串、棒式绝缘子及其他建筑物的特殊支持设备。支持装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其他建筑物。3定位装置定位装置包括定位管和定位器，其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱。4接触悬挂接触悬挂包括接触线、承力索、吊弦和连接它们的零件。它

33、的作用是将电能传输给电力机车。受电弓为电力机车受流装置，接触线与受电弓之间的可靠接触，是保证电力机车良好取流的重要条件。2.接触网（三）接触网的组成4接触悬挂1）接触线接触线是接触网中重要的组成部分之一，电力机车运行中，其受电弓滑板直接与接触线接触摩擦并获得电能。接触线一般制成两侧带沟槽的圆柱状，沟槽方便安装线夹并按技术要求悬吊固定接触线位置而又不影响受电弓滑板的滑行取流。2）承力索接触网承力索的作用是通过吊弦将接触线悬挂起来。承力索还可承载一定电流来减小牵引网阻抗，降低电压损耗和能耗。3）吊弦在链形悬挂中，接触线通过吊弦悬挂在承力索上。牵引变压器的发展趋势主要有如下几个方面。（1）一体化结构

34、。牵引变压器内部安装有各种电抗器等电磁部件，甚至还有各种互感器存在，所以牵引变压器是一个集成的概念，电磁兼容、联结等的集成问题。这就需要采取较好的一体化设计思路。（2）大容量化。20世纪80年代初，一台质量为84 t的三相交流机车功率为5 600 kW，机车单位质量功率达67 kW/t。在满足要求的前提下提高变压器容量是变压器进一步发展的方向。（3）高可靠性。牵引变压器可靠性影响到整车及铁路系统运行的安全，所以将来在如何提高可靠性方面要开展进一步研究，其主要内容包括部件可靠性、结构可靠性、材料可靠性、安装可靠性等。（4）环保化。变压器环境保护方面的问题主要有三个：第一是噪声控制问题，第二是变压

35、器油的污染问题，第三为电磁污染问题。（5）智能化。以往牵引变压器保护环节少，监控困难，给使用及检查带来一定困难。随着计算机技术的发展，使复杂的变压器数据采集及问题处理变得越来越容易实现，从而大大促进了牵引变压器监控技术的成熟与发展。案例引导03任务三电气化铁路牵引供电系统的运营管理422013年9月7日22时45分，由济南机务段乘务员担当牵引任务的贵阳至烟台K1202/3次客车，在上海局管内徐州站7道停车后，车站反映5号车厢顶部有人。办理停电后，该站4名工作人员登上列车顶部处置扒乘人员时，被感应电击中坠落车下，造成1人死亡，3人受伤。从这次感应电触电死亡事故来看，工作人员违章情况很严重。虽然接

36、触网已停电，但在没有采取接触网接地措施的情况下，现场人员通知了公安民警进行处置，才导致事故的发生。这充分说明了车站处置旅客攀爬车顶的应急预案缺乏可操作性，并且现场应急处置人员未掌握电气化铁路区段相关作业的规定。案例引导感应电为何能造成如此大的伤害？1.牵引供电设备的运营管理体制铁路运输组织工作高度集中，各个工作环节密切相连。因此，电气化铁路牵引供电设备的运营管理也必须实行统一领导、分级管理的原则，充分发挥各级管理机构的作用。供电段是铁路电气化区段设置的基层运营管理单位，其主要任务是保证牵引供电设备的安全可靠供电。1.牵引供电设备的运营管理体制（一）供电段的任务及设置供电段负责管内牵引变电所、分

37、区所、开闭所、自耦变压器所、调度所、接触网工区的行政领导；负责管内供电设备的运营管理、维修测试、故障抢修、设备材料供应、部分零件检修配制、绝缘油的化验与处理、电气仪表与继电保护的调试和校验、远动系统的调试与校验等；负责检修新技术设备的研制、试用和推广等。供电段的主要任务是保证牵引供电设备的安全可靠供电。1供电段的任务供电段的管辖范围一般规定为300400 km。供电段的设置位置应考虑远期电气化的发展，一般应设置在远期电气化适中的枢纽站或区段站上，便于上级及时调度、领导和指挥。当发生重大供电事故时，段本部能及时向上级汇报，及时制订抢修方案并进行抢修。2供电段的设置1.牵引供电设备的运营管理体制（

38、一）供电段的任务及设置供电段的运营管理与接触网、牵引变电所等供电系统的运营管理方式密切相关。接触网的运营维修由沿线各接触网工区负责，段部检修车间仅提供配件和组织事故抢修；牵引变电所的运营由其值班员承担，而设备的定期检修、测试和事故检修由段部检修车间负责。供电段管辖能力主要取决于现场的检测能力及在事故时组织抢修的反应能力。一般供电段管辖1015个牵引变电所。牵引变电所的预防性检测一年一次。3供电段的运营管理1.牵引供电设备的运营管理体制（二）供电段的生产车间生产车间的设置和组合，是根据检修工艺流程、专业化协作条件、各检修分间的内在联系，以及分间面积、采光、防震、防火、防爆、采暖通风、给排水、“三

39、废”处理、气象条件等，按照小而专的原则设置的。其组合原则是使检修工艺流程顺畅，避免相互交叉干扰，联系密切的分间尽量靠近。主要的生产车间有电修间、电机间、试验间、油处理间、绝缘油库、仪表和继电器间。1.牵引供电设备的运营管理体制（二）供电段的生产车间电修间承担段管内配电变压器、吸流变压器、互感器及27.5 kV级开关等恢复性大修及套管的烘干处理，承担全段电气设备的定期修理，并对管内牵引变电所的变压器、互感器等进行预防性测试及事故处理。电机间承担变压器、互感器和电机等的线圈绕制和浸漆工作，以及段内电机类电气设备的定期检修。试验间承担管内电气设备的耐压试验和特性试验，分为高压试验和变压器试验两部分。

40、高压试验部分可进行35 kV及以下各种电气设备、电工器材的耐压试验和介质损失角测定，操作绝缘杆件进行检查试验，以确保设备质量和运行安全。变压器试验部分主要进行变压器的空载、短路试验，测定变比、介损、接线组别，以判断其检修质量。电机间 试验间电修间1.牵引供电设备的运营管理体制（二）供电段的生产车间油处理间承担管内绝缘油的净化处理及电气设备回段检修时绝缘油的回收及发放。在日常运营中还对现场充油设备的绝缘油进行质量监视、取样化验和补充。绝缘油的净化处理主要是去掉油中水分和杂质。绝缘油库用以储存和保管新油、旧油及处理后的油，其储油量应保证自然消耗油的补充和事故情况下的备用。仪表、继电器间承担管内各牵

41、引变电所、分区所、开闭所、自耦变压器所等的测量表计及继电保护设备的检验、测试和检修工作。绝缘油库 仪表、继电器间油处理间1.牵引供电设备的运营管理体制（三）牵引供电调度的管理体系牵引供电调度是电气化铁路运行管理的重要组成部分，是牵引供电系统运行的指挥中心，它的基本任务是正确指挥牵引供电系统的安全运行，保证牵引供电设备的检修，并正确、迅速、果断地指挥牵引供电设备故障的处理。供电调度除自成体系外，还与其他一些部门发生关系，在路内与行车调度、机车调度关系密切，在路外与电力系统调度有联系。牵引供电系统的停电送电、故障查找等都要与行车调度、机车调度及时联系，以得到他们的配合和支持。1.牵引供电设备的运营

42、管理体制（三）牵引供电调度的管理体系牵引变电所的电源进线调度权归电力系统，一般企业自备变电所的电源进线由电力系统直接指挥。而电气化铁路牵引变电所不由电力系统直接指挥，因此电力系统调度要与铁路供电调度联系。属电力系统调度的设备运行操作，以命令形式下达给铁路供电调度，再由铁路供电调度下达给牵引变电所执行，两调度之间签有调度协议，明确相互间的关系，以保证牵引供电系统的统一调度指挥。2.牵引变电所检修作业方式牵引变电所电气设备的检修作业分为以下五种。（1）高压设备停电作业在停电的高压设备上进行的作业及在低压设备和二次回路上进行的需要高压设备停电的作业。（2）高压设备带电作业在带电的高压设备上进行的作业

43、。（3）高压设备远离带电部分的作业（简称远离带电部分的作业）作业人员与高压设备带电部分之间保持规定的安全距离条件下，在高压设备上进行的作业。（4）低压设备停电作业在停电的低压设备上进行的作业。（5）低压设备带电作业在带电的低压设备上进行的作业。3.接触网检修作业方式由于接触网所处工作环境及供电的特殊性，投入运行后的接触网的设备结构、零件等必然要受到各种自然条件变化的影响，加上电力机车受电弓沿接触线高速摩擦滑行，使接触网经常处在振动、摩擦、电热及构件本身物理变化的影响之中，故接触网技术状态极易发生变化。为使电力机车安全可靠地取流，就应确保接触网的技术状态和供电质量，这样就必须对运行中的接触网进行

44、经常性的检测、调整和维修。1停电检修作业停电检修作业就是在接触网上不带电而且接地的情况下进行检修的作业。接触网的停电检修是利用“天窗”时间进行作业的，要求必须在列车运行图中规定的“天窗”时间内完成作业。2间接带电检修作业间接带电检修作业就是借助绝缘工具间接地在接触网带电设备上进行的作业。3远离作业远离作业是指在距离接触网带电部分1 m以外的附近非带电设备进行的检修作业。在接触网检修作业中通常采用第1种和第3种作业方式。3.接触网检修作业方式接触网检修作业的方式分为停电检修作业、间接带电检修作业和远离作业三种方式。劳动人身安全是铁路供电安全生产的重中之重，因为生产人员多数从事高空、高电压、高速运

45、行条件下的工作，稍有不慎就可能导致人身伤亡。一般情况下，为了尽量减少设备停电对电气化铁路行车运输的影响，电气化铁路接触网都采用“V”型天窗作业方式，就是一线接触网停电而另一线接触网仍然带电。根据电磁感应原理，有电的接触网上的电流在周围产生的磁力线会切割停电接触网，导致其内部产生感应电势（感应电压），即所谓的“感应电”。接触网上感应电的大小在理论上计算是比较复杂的，因为它受很多外界条件影响。随着电气化铁路的不断发展，供电安全工作所面临的形势也更加严峻。为保证人身和设备安全，铁路总公司及铁路局以文件形式制定颁布了牵引供电规程和规则，从事牵引供电工作的人员必须严格执行有关规程和规则。因此，应加大规程和规则的学习，强化安全意识，牢固树立“安全第一”的思想，才能确保人身和设备的安全。案例分析56谢谢观看！2023年1月4日