牽引變電所運行與維護 課件 任務1：牽引供電系統(tǒng)的認知

牽引變電所運營與維護江西交通職業(yè)技術學院任務1牽引供電系統(tǒng)的認知主要內(nèi)容一.電力系統(tǒng)

二.牽引供電系統(tǒng)組成三.牽引供電的供電制式及區(qū)別四.牽引變電所向牽引網(wǎng)的供電方式五.電力系統(tǒng)中性點接地方式六.牽引供電系統(tǒng)中的設備一、電力系統(tǒng)為了提高供電的可靠性和經(jīng)濟性，將發(fā)電廠的發(fā)電機、升壓和降壓變電站、輸配電線路及用電設備有機連接起來的整體，稱為電力系統(tǒng)。城市軌道交通作為城市電網(wǎng)的一個重要用戶，主要由外部供電系統(tǒng)、牽引供電系統(tǒng)和動力照明供電系統(tǒng)三大組成部分。電氣化鐵道供電系統(tǒng)示意圖二、牽引供電系統(tǒng)組成牽引供電系統(tǒng)由高壓輸電線、牽引變電所、牽引網(wǎng)、分區(qū)亭、開閉所等組成，牽引供電系統(tǒng)結構示意圖如下所示：牽引供電系統(tǒng)結構示意圖牽引供電構成回路1牽引變電所牽引變電所是交流工頻單相電力牽引供電系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)，它完成變壓、變相和向牽引網(wǎng)供電等功能，并實現(xiàn)三相交流一次供電系統(tǒng)與單相電力牽引系統(tǒng)的接口及系統(tǒng)交換。分類：根據(jù)牽引主變壓器類型的不同，分為單相牽引變電所、三相牽引變電所和三相-兩相牽引變電所三種類型。2饋電線饋電線是連接牽引變電所和接觸網(wǎng)的導線，也稱饋出線。3接觸網(wǎng)懸掛在軌道上方，沿軌道敷設的、和鐵路軌頂保持一定距離的輸電網(wǎng)。4軌道軌道除了作為電力機車的導軌外，同時是牽引供電系統(tǒng)中回流電路的一部分，作用就是將大地中的回流導入變電所中。5回流線回流線是牽引供電回路的一部分，是將軌道和牽引變電所主變壓器接地相之間連接的導線，通過它將流經(jīng)電力機車的負荷電流引入變電所中。6分區(qū)所在交流電氣化鐵道上，為了增加供電的靈活性，提高供電的可靠性，常在兩個相鄰供電分區(qū)的分界處用分相絕緣器斷開。。7分相絕緣器和分段絕緣器分相絕緣器又稱電分相，串在接觸網(wǎng)上。目的是將兩相不同的供電區(qū)分開，并使機床光滑過渡，主要用在牽引變電所出口處和分區(qū)所處。分段絕緣器又稱電分段，分為縱向電分段和橫向電分段，前者用于線路接觸網(wǎng)上，后者用于站場各條接觸網(wǎng)之間。通過其上的隔離開關將有關接觸網(wǎng)進行電氣連通或斷開，以保證供電的可靠性、靈活性和縮短停電范圍等。8開閉所設置在電氣化鐵道的樞紐站場，能送出多路饋電線的裝置。注：開閉所相當于一個不變壓的配電所。開閉所三、牽引供電的供電制式及區(qū)別（一）低壓直流制城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)普遍為低壓直流制，世界各國的城市軌道交通的供電電壓都在直流550-1500V之間。IEC標準：600V、750V和1500V，我國國標：750V、1500V。例如：北京和天津地鐵采用DC750V第三軌供電，上海、廣州、南京、深圳和大連采用DC1500V接觸網(wǎng)饋電。城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)是從主降壓變電站及其以后部分，包括：直流牽引變電所、饋電線、接觸網(wǎng)、走行軌及回流線等。城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)示意圖1—發(fā)電廠（站）2—升壓變壓器3—電力網(wǎng)4—主降壓變電站5—直流牽引變電所6—饋電線7—接觸網(wǎng)8—走形軌9—回流線（二）工頻單相交流制我國干線電氣化鐵路采用供電電壓25KV，牽引變電所將電力系統(tǒng)輸電線路的電壓從110kV(或220kV)降到27.5kV，經(jīng)饋電線將電能送至接觸網(wǎng)，電力機車升弓后便可從其上取得電能，用以牽引列車。單相工頻25kV牽引網(wǎng)供電方式主要有：1.直接供電方式（TR供電方式）2.BT（吸流變壓器）供電方式3.帶回流線的直接供電方式4.AT（自耦變壓器）供電方式1直接供電方式（TR供電方式）優(yōu)點：結構簡單，投資最省，牽引網(wǎng)阻損小，能耗較低，供電距離較長。缺點：對通信線路產(chǎn)生較大電磁干擾。2BT（吸流變壓器）供電方式優(yōu)點：對通信線路干擾小。

缺點：投資較大，牽引網(wǎng)阻損大，能耗較大，供電距離較短。3帶回流線的直接供電方式優(yōu)點：供電回路結構簡單、可靠；電氣化投資??；電能損失較小。

缺點：對通信線路有一定干擾。4AT（自耦變壓器）供電方式優(yōu)點：牽引阻抗很小，電能損耗低，供電距離長，變電所數(shù)量少，防干擾性好。

缺點：牽引變電所和牽引網(wǎng)比較復雜，電氣化工程投資大，運營維護費用高。四、牽引變電所向牽引網(wǎng)的供電方式（一）單邊供電1-輸電線2-牽引變電所3-饋電線4-接觸線5-電力機車6-鋼軌7-分區(qū)亭優(yōu)點：相鄰供電臂電氣上獨立，運行靈活，接觸網(wǎng)發(fā)生故障時，只影響到本供電分區(qū)，故障范圍小，牽引變電所饋線保護裝置較簡單。缺點：電動列車所需牽引電流全部由一邊流過牽引網(wǎng)，牽引網(wǎng)電壓降和電能損耗也就大。（二）雙邊供電1-輸電線2-牽引變電所3-饋電線4-接觸線5-電力機車6-鋼軌7-分區(qū)亭優(yōu)點：可提高接觸網(wǎng)電壓水平，減少電能損耗。缺點：饋線及分區(qū)亭的保護及開關設備都較復雜，且有故障時，影響范圍大。（三）越區(qū)供電應用范圍：越區(qū)供電增大了該變電所主變壓器的負荷，對電氣設備安全和供電質(zhì)量影響較大，因此，只能在較短時間內(nèi)實行越區(qū)供電，是避免中斷運輸?shù)呐R時性措施。五、電力系統(tǒng)中性點接地方式思考：什么是中性點？電力系統(tǒng)中性點是指三相電力系統(tǒng)中繞組或線圈采用星形連接的電力設備（如發(fā)電機、變壓器等），各相的連接對稱點和電壓平衡點，在電力系統(tǒng)正常運行時其對地電位為零或接近于零。（一）中性點不接地系統(tǒng)電力系統(tǒng)中性點的接地方式有兩大類：一類是中性點直接接地或經(jīng)過低阻抗接地，稱為大電流接地系統(tǒng)；另一類是中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地，稱為小電流接地系統(tǒng)。正常運行時，三個相的相電壓是對稱的，相與地間存在著分布電容，用集中電容C來表示，三個相的對地電容電流也是對稱的。單相接地故障時，設C相發(fā)生金屬性接地，其接地電阻為零。因此發(fā)生單相接地短路時，非故障相對地電壓值變?yōu)?/p>

倍，變?yōu)榫€電壓。故障相對地電流變?yōu)樵瓉韺Φ仉娙蓦娏鞯?倍。中性點不接地系統(tǒng)（二）中性點接地系統(tǒng)電力系統(tǒng)中性點接地是一種工作接地，保證電力設備和整個電力系統(tǒng)在正常及故障狀態(tài)下具有適當?shù)倪\行條件。單相接地時，相間電壓的對稱關系被破壞，但未發(fā)生接地故障的另外兩個完好相的對地電壓不會升高，仍維持相電壓。中性點接地系統(tǒng)（三）中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)為了減小接地電流，使其降至允許值范圍內(nèi)，可以用中性點經(jīng)消弧線圈接地的方法，該系統(tǒng)稱為中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)六、牽引供電系統(tǒng)中的設備（一）電氣設備分類一次設備：用于完成電能變換、輸送、分配等功能的設備，或稱為主設備，如高壓開關、電力變壓器、避雷器等，可以用一句話來理解：接觸高電壓的電氣設備。一次設備按其在一次電路中的功用又可分為：■開關設備：用于正?？刂浦麟娐吠〝嗟脑O備。■變換設備：用于變配電系統(tǒng)中改變電壓或電流的設備。■保護設備：用于變配電系統(tǒng)中進行過電流保護、過電壓保護或者其他方式保護的設備?！鲅a償設備：用于變配電系統(tǒng)中補償無功功率、提高功率因數(shù)的設備?！龀商籽b置和組合電器：根據(jù)一次電路的要求，將各種一次設備組合為一個整體的電氣裝置。（二）對一次電氣設備的基本要求1.能長期承受工頻最高工作電壓、短期承受內(nèi)部過電壓和外部過電壓的作用而不被擊穿。2.能長期承受額定電流、短期過載電流的作用，溫升在允許范圍之內(nèi)。3.能承受短路電動力效應和熱效應的作用而不被損壞。4.開關電器的斷流能力應符