城市軌道交通系統(tǒng)構(gòu)成-供電與牽引

第6章城市軌道交通系統(tǒng)的構(gòu)成——供電與牽引第6章城市軌道交通系統(tǒng)的構(gòu)成——供電與牽引第6章城市軌道交通系統(tǒng)的構(gòu)成——供電與牽引【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

【教學(xué)建議】【理論知識(shí)】

【實(shí)踐操作】

【評(píng)價(jià)跟進(jìn)】第6章城市軌道交通系統(tǒng)的構(gòu)成——供電與牽引【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

【【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.能掌握城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成。

2.能說出直流牽引變電所的核心設(shè)備——整流裝置的工作原理。

3.能掌握電力牽引的制式、電力車輛牽引供電系統(tǒng)的組成。

4.了解城市軌道交通常用的電力電子器件?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】1.能掌握城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成。

2.能說【教學(xué)建議】1.教學(xué)場(chǎng)地：在教室和牽引供電模擬實(shí)訓(xùn)室中進(jìn)行，課后可實(shí)地參觀。

2.設(shè)備要求：至少具有接觸網(wǎng)或接觸軌及操作模擬演示軟件1套，仿真受電弓、受電靴等教具1套。

3.課時(shí)要求：共6課時(shí)，其中課堂講授4課時(shí)，模擬操作2課時(shí)?！窘虒W(xué)建議】1.教學(xué)場(chǎng)地：在教室和牽引供電模擬實(shí)訓(xùn)室中進(jìn)行，【理論知識(shí)】

6.1城市軌道交通供電系統(tǒng)1.供電系統(tǒng)概述

城市軌道交通供電系統(tǒng)是由電力系統(tǒng)經(jīng)高壓輸電網(wǎng)、主變電所降壓、配電網(wǎng)絡(luò)和牽引變電所降壓、換流（轉(zhuǎn)換為直流電）等環(huán)節(jié)，向城市軌道快速交通線路運(yùn)行的動(dòng)車組輸送電力的全部供電系統(tǒng)。2.供電系統(tǒng)的組成

城市軌道交通的供電系統(tǒng)通常包括兩大部分，即外部供電系統(tǒng)和牽引供電系統(tǒng)?！纠碚撝R(shí)】6.1城市軌道交通供電系統(tǒng)1.供電系統(tǒng)概述

【理論知識(shí)】

6.1城市軌道交通供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)示意圖【理論知識(shí)】6.1城市軌道交通供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)示意圖【理論知識(shí)】

6.1城市軌道交通供電系統(tǒng)2.供電系統(tǒng)的組成

城市軌道交通供電系統(tǒng)一般包括四個(gè)子系統(tǒng)：高壓供電源系統(tǒng)；牽引供電系統(tǒng)；動(dòng)力照明供電系統(tǒng)；電力監(jiān)控系統(tǒng)。供電系統(tǒng)劃分示意圖【理論知識(shí)】6.1城市軌道交通供電系統(tǒng)2.供電系統(tǒng)的組成【理論知識(shí)】

6.1城市軌道交通供電系統(tǒng)3.高壓供電源系統(tǒng)的組成

(1)發(fā)電廠發(fā)電廠將其他形式的能源轉(zhuǎn)換為電能。

1)火電廠。

2)水電廠。

3)核電廠?！纠碚撝R(shí)】6.1城市軌道交通供電系統(tǒng)3.高壓供電源系統(tǒng)(2)電力網(wǎng)和電網(wǎng)電壓電力網(wǎng)簡(jiǎn)稱電網(wǎng)，由輸電線路、配電線路和變電所組成。

(3)變電所變電所除具有變換電壓的作用外，還具有集中電能、分配電能、控制電能以及調(diào)整電壓的作用。

1)樞紐變電所。

2)地區(qū)變電所。

3)用戶變電所。

(4)一次供電網(wǎng)絡(luò)一次供電網(wǎng)絡(luò)是指直接向牽引變電所供電的地區(qū)變電所(或發(fā)電廠)及高壓輸電線路。4.牽引供電系統(tǒng)的組成【理論知識(shí)】

6.1城市軌道交通供電系統(tǒng)(2)電力網(wǎng)和電網(wǎng)電壓電力網(wǎng)簡(jiǎn)稱電網(wǎng)，由輸電線路、配電線路(1)牽引變電所牽引變電所的作用是降壓，并將三相電源轉(zhuǎn)換成兩個(gè)單相電源，然后通過饋電線分別供電給牽引變電所兩側(cè)的接觸網(wǎng)。

1)橋接線方式。圖6-1牽引變電所的引入線方式【理論知識(shí)】

6.1城市軌道交通供電系統(tǒng)(1)牽引變電所牽引變電所的作用是降壓，并將三相電源轉(zhuǎn)換成2)雙T接線方式。

3)單母線分段方式。(2)牽引網(wǎng)牽引網(wǎng)是由饋電線、接觸網(wǎng)、鋼軌和回流線組成的雙導(dǎo)線供電系統(tǒng)?！纠碚撝R(shí)】

6.1城市軌道交通供電系統(tǒng)2)雙T接線方式。

3)單母線分段方式?！纠碚撝R(shí)】6.1圖6-6外部供電方式——環(huán)形供電5.內(nèi)外部供電系統(tǒng)聯(lián)結(jié)方式

(1)環(huán)形供電環(huán)形供電即電力系統(tǒng)將牽引變電所聯(lián)成環(huán)形網(wǎng)?！纠碚撝R(shí)】

6.1城市軌道交通供電系統(tǒng)圖6-6外部供電方式——環(huán)形供電5.內(nèi)外部供電系統(tǒng)聯(lián)結(jié)方式圖6-7外部供電方式——雙側(cè)供電(2)雙側(cè)供電雙側(cè)供電即電源來自電力系統(tǒng)的兩個(gè)地區(qū)變電所，給鐵路供電的輸電線是聯(lián)絡(luò)這兩個(gè)地區(qū)變電所的線路?！纠碚撝R(shí)】

6.1城市軌道交通供電系統(tǒng)圖6-7外部供電方式——雙側(cè)供電(2)雙側(cè)供電雙側(cè)供電即圖6-8外部供電方式——單側(cè)供電(3)單側(cè)供電單側(cè)供電即由一個(gè)地區(qū)變電所給數(shù)個(gè)牽引變電所供電?！纠碚撝R(shí)】

6.1城市軌道交通供電系統(tǒng)圖6-8外部供電方式——單側(cè)供電(3)單側(cè)供電單側(cè)供電即圖6-9外部供電方式——放射式供電(4)放射式供電當(dāng)各牽引變電所離開電源差不多等距并且比單側(cè)供電更經(jīng)濟(jì)時(shí)，可采用放射供電方式(見圖6-9)?！纠碚撝R(shí)】

6.1城市軌道交通供電系統(tǒng)圖6-9外部供電方式——放射式供電(4)放射式供電當(dāng)各牽【理論知識(shí)】

6.2城市軌道交通電力牽引系統(tǒng)圖6-10城市軌道交通電力牽引結(jié)構(gòu)圖1.城市軌道交通電力牽引概念以電力系統(tǒng)城市電網(wǎng)的電力為動(dòng)力源，在車輛上將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而牽引列車組在軌道上運(yùn)行的一種城市交通牽引動(dòng)力形式?！纠碚撝R(shí)】6.2城市軌道交通電力牽引系統(tǒng)圖6-10城【理論知識(shí)】

6.2城市軌道交通電力牽引系統(tǒng)2.城市軌道交通電力牽引系統(tǒng)的構(gòu)成及功能（1）城市軌道交通電力牽引系統(tǒng)的構(gòu)成

城市軌道交通電力牽引系統(tǒng)主要是由牽引供電系統(tǒng)和電動(dòng)列車牽引控制裝置兩大部分組成。1）牽引供電系統(tǒng)。是由牽引變電所和牽引網(wǎng)組成的向列車提供電力的系統(tǒng)。牽引變電所包括：主降壓變電站、直流牽引變電所。牽引網(wǎng)包括：饋電線、接觸網(wǎng)（接觸軌）、走行軌道、回流線。2）電動(dòng)列車牽引控制裝置。電動(dòng)列車的牽引控制裝置是由牽引電器和列車電路構(gòu)成的。牽引電器包括：受流器、牽引電機(jī)、傳動(dòng)控制裝置、其他牽引電力電子轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)。列車電路包括：主電路、輔助電路、控制電路?！纠碚撝R(shí)】6.2城市軌道交通電力牽引系統(tǒng)2.城市軌道交【理論知識(shí)】

6.2城市軌道交通電力牽引系統(tǒng)牽引變電所接觸軌與受電器連接三種方式饋電線【理論知識(shí)】6.2城市軌道交通電力牽引系統(tǒng)牽引變電所接觸【理論知識(shí)】

6.2城市軌道交通電力牽引系統(tǒng)受電弓結(jié)構(gòu)示意圖受電靴結(jié)構(gòu)示意圖【理論知識(shí)】6.2城市軌道交通電力牽引系統(tǒng)受電弓結(jié)構(gòu)示意【理論知識(shí)】

6.2城市軌道交通電力牽引系統(tǒng)直線牽引電機(jī)在列車上的應(yīng)用【理論知識(shí)】6.2城市軌道交通電力牽引系統(tǒng)直線牽引電機(jī)在3.電力牽引的技術(shù)特性(1)電力牽引的優(yōu)點(diǎn)

1)電力牽引為非自給式牽引動(dòng)力。

2)電力牽引的總功效(做功效率)最高，可顯著節(jié)省能源并降低運(yùn)營(yíng)成本。

3)電力牽引列車和車輛噪聲小，不排出廢氣和有害氣體，有利于環(huán)境保護(hù)。

4)電力牽引各主要組成環(huán)節(jié)均為獨(dú)立的電氣系統(tǒng)，且又連成整體，它們與電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制手段相結(jié)合，易于實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化和信息化。

(2)電力牽引存在的缺陷電力牽引增加供電系統(tǒng)裝置，使其一次投資費(fèi)用比其他牽引動(dòng)力形式要高些?！纠碚撝R(shí)】

6.2城市軌道交通電力牽引系統(tǒng)3.電力牽引的技術(shù)特性【理論知識(shí)】6.2城市軌道交通電力(3)電力機(jī)車電力牽引在現(xiàn)實(shí)生活中最好的體現(xiàn)就是電力機(jī)車。

4.牽引變電所容量的計(jì)算和確定

(1)確定牽引變壓器的容量

1)確定計(jì)算容量。

2)確定校核容量。

3)確定安裝容量。

(2)牽引變壓器的安裝容量牽引變壓器的安裝容量是在計(jì)算容量和校核容量的基礎(chǔ)上，再考慮備用方式，最后按變壓器的產(chǎn)品規(guī)格所確定的變壓器臺(tái)數(shù)與容量。

1)移動(dòng)備用。

2)固定備用。

【理論知識(shí)】

6.2城市軌道交通牽引系統(tǒng)(3)電力機(jī)車電力牽引在現(xiàn)實(shí)生活中最好的體現(xiàn)就是電力機(jī)車。5.電力牽引的遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控裝置(1)地下迷流在直流牽引供電中，牽引電流并非全部由鋼軌直接流回牽引變電所，而是有一部分由鋼軌雜散泄漏流入大地，再由大地流回鋼軌和牽引變電所，這種地下雜散電流被稱為地下迷流。

(2)諧波由于牽引變電所大功率整流設(shè)備和其他變流裝置等的非線性負(fù)荷特性，使?fàn)恳╇娤到y(tǒng)成了城市電網(wǎng)的一個(gè)重要諧波源。

(3)電動(dòng)車組由牽引供電系統(tǒng)供給電能，驅(qū)動(dòng)車輛上的電動(dòng)機(jī)，產(chǎn)生牽引力牽引在軌道上行駛的列車組。

(4)車輛電氣車輛電氣包括車輛上各種電氣設(shè)備及其連接導(dǎo)線。

【理論知識(shí)】

6.2城市軌道交通牽引系統(tǒng)5.電力牽引的遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控裝置【理論知識(shí)】6.2城市軌道交通1.操作練習(xí)

1)通過供電與牽引實(shí)訓(xùn)室的接觸網(wǎng)模型，了解接觸網(wǎng)是如何給電力機(jī)車提供電能的，并了解接觸軌的給電方式。

2)根據(jù)自己對(duì)牽引的了解，自己畫出在機(jī)車內(nèi)部電能的轉(zhuǎn)化過程，并且標(biāo)出交直流的制式變化分界線。

2.書面練習(xí)

1)簡(jiǎn)要回答城市軌道交通供電系統(tǒng)的概念與構(gòu)成。

2)簡(jiǎn)要回答城市軌道交通牽引系統(tǒng)的組成與工作原理