《接触网 教学课件 ppt 作者 崔乐梅 接触网 绪论和第一章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《接触网 教学课件 ppt 作者 崔乐梅 接触网 绪论和第一章（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、接触网,你好！欢迎学习！,崔乐梅 编著,,1绪论,一、电气化铁道概述 我国铁路运输的牵引动力，目前主要有内燃牵引和电力牵引两种形式。以电力牵引作为主要牵引方式的干线铁路称为电气化铁路。 1879年5月31日在德国柏林举办的世界贸易博览会上，由西门子和哈尔斯克公司展出了世界上第一条电气化铁路，迄今已有130多年的历史。 低能耗、高效率、高速度的电力牵引已成为世界各国铁路发展趋势，是铁路现代化的标志。 20世纪60年代，世界上第一条高速电气化铁路 东京到大阪的新干线在日本建成，拉开了高速电气化铁道建设的新篇章。,,我国第一条电气化铁路始建于1958年。 1961年8月15日宝成线宝鸡一凤州段91k
2、m建成通车，采用了较先进的单相工频交流供电方式，从此揭开了中国电气化铁路建设的序幕。 1988年5月28日，广深铁路全线完成电气化改造，成为中国第一条准高速电气化铁路，时速为200km 。 从第一条电气化铁路运营到现在的50多年间，特别是改革开放以来，中国的电气化铁道得到了迅猛的发展。 到2005年底，中国共建成开通43条电气化铁路，随着625km的渝（重庆）怀（化）线电气化铁路建成，国内电气化铁路总里程突破20000km 。 中国成为继俄罗斯、德国之后的世界第三个电气化铁路总里程超过20000km 的国家。,,近年来，中国大范围、大幅度提高现有电气化铁道的运行速度，主要电气化干线逐步达到16
3、0200km/h。2011年，京沪高速电气化铁道通车，设计时速350km，成为中国第一条高速铁路。届时，中国电气化铁道总里程达到26000km ，又掌握了高速电气化铁道核心技术，这必将使中国由电气化铁路大国迈入电气化铁路强国。 中国的电气化铁路采用了目前国际上普遍使用的先进的25kV单相工频交流制。其优点为：牵引供电系统的结构简单，牵引变电所损耗小、间距大、数目少，机车粘着性能和牵引性能良好，大大降低了建设投资和运营费用。,,二、电气化铁路的组成 由于电力机车本身不携带原动机，靠外部电力系统经过牵引供电装置供给其电能，故电气化铁路是由电力机车和牵引供电装置组成的。 牵引供电装置一般分成牵引变电
4、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“三大元件”。,,1.电力机车 电力机车靠其顶部升起的受电弓，直接接触导线获取电能。每台电力机车前后各有一受电弓，由司机控制其升降。受电弓升起工作时，以（68.6+9.8 ) N 的接触压力紧贴接触网线摩擦滑行，将电能引入机车，经机车主断路器，再经机车主变压器降压后，经传动装置供给牵引电动机，牵引电动机通过齿轮传动使电力机车运行。其原理如图0-1所示。 电力机车受电弓直接从接触线上滑行取流，受电弓形式有单臂式和双臂式两种，目前一般采用单臂式。受电弓顶部的滑板紧贴接触线。滑板固定在托架上，托架一般采用2mm 的铝板冷压制成。
5、根据接触线材质的不同选用不同材质的滑板。受电弓的最大工作范围为1250mm，允许工作范围为950mm。受电弓及滑板结构如图0-2所示。,,图0-1 电力机车的工作原理,1接触线 2传动系统 3主变压器 4主断路器； 5受电弓 6牵引电机 7钢轨 8转向架,,图0-2 受电弓结构,1滑板 2弓头支架 3活塞 4升弓弹簧,,图0-2 滑板结构,1滑条 2滑板,中国目前使用的电力机车主要是国产韶山系列电力机车，投入运营的有SS1、SS3、SS4、SS8、SS9等型号及部分进口电力机车。,,2.牵引变电所 牵引变电所的主要任务是将电力系统输送来的电能降压，然后以单相供电方式经馈电线送至接触网上，电压变
6、换由牵引变压器进行。电力系统的三相交流电改变为单相是通过牵引变压器的电气接线来实现的。牵引变电所一般设有备用电源，采用双回路电源供电，以提高供电的可靠性。中国目前所用的牵引变压器有三相式、三相二相式及单相式三种类型。 三相式变压器线圈接成星三角形连接组，连接标号为Y，dll，次边为三角形连接。三角形的一角（W相）与钢轨和接地网连接，另两角（U相、V相）分别接至牵引变电所两边供电分区的接触网上（又称两个供电臂），因此使接触网对地为单相。三相变电所高压侧电压等级为110kV，低压侧（又称牵引侧）电压为27.5kV。这是中国牵引变电所的主要接线形式。在AT供电区段，牵引变电所低压侧电压为55kV，配
7、合AT变压器实现对牵引网的供电。,,单相变电所一般采用两台单相变压器联成开口三角形接线，符号为V/V。应用该接法，单相变电所比较简单，单相变压器利用率较高，但是对电力系统负载对称性影响较大。例如哈（尔滨）大（连）线牵引变电所即采用了这种接线形式，其高压侧电压等级为220kV，牵引侧为27.5kV。 为了减少单相牵引负载对三相电力系统产生的不对称影响，其牵引变电所的变压器采用较特殊的接线方式，主要有斯科特（Scott）接线方式和伍德桥（Wood Bridge）接线方式，采用这样接线的变电所称为三相一二相变电所。这种接线方式的特点是变压器次边电压为相角差90的二相交流电，在两相负载平衡时，其变压器
8、的原边为三相对称负载，可以大大消除牵引系统对电力系统产生的不对称影响。,,3.牵引供电回路 牵引供电回路是由牵引变电所一馈电线一接触网一电力机车一钢轨、地或回流线一牵引变电所构成。如图0-3所示。其中接触网在供电回路中起着十分重要的作用，直接影响着电气化铁道的运行可靠性，因此必须使接触网始终处于良好的工作状态，安全可靠地向电力机车供电，这对于保证铁路运输畅通无阻有着极为重大的意义。,,图0-3 牵引回路构成,1牵引变电所 2馈电线 3接触网 4电力机车； 5钢轨 6地中电流 7回流线,,1-1电气化铁道的组成及牵引网供电方式,一、接触网供电方式 地方电力网将电能输送到铁路牵引变电所，经变电所主
9、变压器降压至适合电力机车用的电压等级后，再经馈电线将电能送到接触网上，因此接触网是向电力机车供电的特殊输电线路。 接触网上的额定电压为25kV，由于供电距离较长，电能在输电线路和接触网中产生电能损耗，使接触网末端电压降低，一般变电所馈出电压最高可达到 29 kv ，为使电力机车能正常工作，要求变电所输出电压不低于 19 kV 。另外，为了让接触网末端电压不低于电力机车的最低工作电压，要求两牵引变电所之间的距离一般为4060km，牵引变电所馈出母线上的额定电压为27.5kV，具体位置需经供电计算确定。图1-1所示为直接供电方式的供电系统图。,,图1-1 供电系统图,1-输电线 2-牵引变电所 3
10、-馈电线 4-接触网 5-电力机车 6-钢轨,,两个牵引变电所之间将接触网分成两个供电分区（又称供电臂），正常情况下两相邻供电臂之间在接触网上是绝缘的，每个供电分区只从一端牵引变电所获得电能的供电方式称为单边供电。若两个供电分区通过开关设备在电路上连通，两个供电分区可同时从两个牵引变电所获得电能，这种供电方式称为双边供电。双边供电可提高接触网电压水平，减少电能损耗。但馈线及分区所的保护及开关设备都较复杂，因此，目前采用较少。 单边和双边供电均为正常的供电方式，还有一种非正常供电方式（也称事故供电方式）叫越区供电，如图1-2所示。,,图1-2 越区供电示意图,1-故障牵引变电所 2-越区供电分区
11、,,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，经分区所开关设备与相邻供电臂接通，由相邻牵引变电所临时供电。这种供电方式称越区供电。因越区供电臂增大了该变电所主变压器的负荷，对电气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区供电，是避免中断运输的临时性措施。 复线区段供电方式与上述基本相同，但每一牵引变电所向每侧上、下行分别供电，共有四条供电臂。其中同一侧的两条供电臂（上、下行供电臂）为同相位，便于越区供电和并联供电。越区供电时，通过分区所开关设备来实现。采用越区供电必须有供电调度的命令，跨局界的设备越区供电时，必须有局供电调度的命令。,,二、牵引供电
12、系统的供电方式 我国电气化铁路采用单相工频25kV交流制，目前我国的牵引供电方式主要有下列 4 种： 1.直接供电方式 直接供电方式是指牵引变电所与接触网间不设置任何干扰设备。这种供电方式的馈电回路结构简单，造价低，但对通信线路干扰较大。 2.BT供电方式 在牵引供电系统中加装吸流变压器一回流线装置的供电方式称BT供电方式，这种供电方式能有效地减轻电磁场对附近通信设备的干扰影响，但会造成设备结构复杂、造价高等弊病，而且由于“半段效应”，对通信线路仍有一定的干扰。,,3.AT供电方式 AT供电方式又称自藕变压器供电方式，随着对外开放和引进国外先进技术，我国已在新建电气化铁道上采用。采用AT供电方
13、式使牵引网电压增高，电流减小，牵引变电所间距离增大，提高了供电质量，减少了投资。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。但AT供电方式也使牵引变电所主接线和接触网结构复杂，增设了AT所等不利因素。 4.直供加回流线供电方式 在近几年新建的电气化铁道区段，我国普遍采用一种称为直供加回流线的供电方式，它与直供、BT供电方式不同的是在接触网支柱田野侧，架设一条回流线不设吸流变压器。如图1-3所示。,,图1-3 带回流线的直接供电示意图,1-牵引变电所 2-馈电线 3-接触网 4-电力机车； 5-钢轨 6-回流线 7-吸上线,,每隔一定距离，通过吸上线将回流线与轨道扼
14、流变压器中性点相连，扼流变压器起到平衡两条钢轨间电压的作用，可降低对轨道电路的影响。（鉴于扼流变压器及接触网火花间隙等对轨道电路的影响，特在第八章第三节中对扼流变压器有关知识进行介绍。） 直供加回流线供电方式，其回流线不仅仅提供牵引回流通道，而且也起到了防干扰的作用，即回流线中的电流与接触网中的牵引电流大小相等方向相反，空间电磁场互相抵消。去掉了吸流变压器，减小了牵引网阻抗，也减少投资和维修工作量，是目前经济技术指标比较好的一种供电方式。,,1-2电气化铁道安全知识,在电气化铁路上，接触网的各导线及其连接部件，通常均带有高压电，因此，非专业人员禁止直接或间接地与上述设备接触。 当接触网的绝缘不
15、良时，在其支柱、支撑结构及其金属结构上，在回流线与钢轨的连接点上，都可能出现高电压。因此，平常应避免与上述部件接触。在跨越接触网的通信线、电力线、金属绳索及机车车辆的车顶等靠近接触网的建筑物上作业时，必须严格遵守有关安全规定。,,为保证人身安全，除专业人员按规定作业外，任何人员所持的物件（包括长杆、导线）与接触网设备的带电部分需保持2m以上的距离。通过电气化铁路道口时，应将高长工具保持水平状态，不准高举抖动，防止碰触接触网，造成人身安全事故。在距接触网带电部分不到2m的建筑物上作业时，接触网必须停电。在距接触网24m 的导线、支柱、房顶及其他设施上施工时，接触网可不停电，但必须有接触网工或经专门训练的人
