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1、目 录一、电气化铁路牵引供电系统概述一、电气化铁路牵引供电系统概述 二、电气化铁路牵引供电回路二、电气化铁路牵引供电回路三、电气化铁路牵引供电方式三、电气化铁路牵引供电方式 四、牵引变电所高压进线接线方式四、牵引变电所高压进线接线方式伍伍、牵引变电所一次设备模拟接线图牵引变电所一次设备模拟接线图六、牵引变电所主要一次设备结构及工作原理六、牵引变电所主要一次设备结构及工作原理七、牵引变电所二次设备及其接线图七、牵引变电所二次设备及其接线图八、牵引变电所工作票填写标准八、牵引变电所工作票填写标准九、牵引变电所值班业务基础知识九、牵引变电所值班业务基础知识十、牵引变电所常见故障及处理方法十、牵引变电
2、所常见故障及处理方法一、电气化铁路牵引供电系统概述一、电气化铁路牵引供电系统概述 中国电气化铁路是从中国电气化铁路是从19611961年建成宝鸡一风州段年建成宝鸡一风州段 (93(93) )开始的开始的 , ,它经历了从无到有、它经历了从无到有、从山区到平原、从单线到复线从山区到平原、从单线到复线 , ,从一般干线到繁忙干线、客专线，从常速到准高速、高铁从一般干线到繁忙干线、客专线，从常速到准高速、高铁的发展历程。的发展历程。 电气化铁路的牵引动力是电力机车，机车本身不带能源，所需能源由电力牵引供电系统电气化铁路的牵引动力是电力机车，机车本身不带能源，所需能源由电力牵引供电系统提供。提供。牵引
3、供电系统是指铁路从地方电站引入牵引供电系统是指铁路从地方电站引入110kv（220KV)）电源，通过牵引变电所降）电源，通过牵引变电所降压至压至27.5kv送至电力机车的整个系统，它由送至电力机车的整个系统，它由地方变电站、地方变电站、110kv（220KV)）输电线、牵引）输电线、牵引变电所、变电所、27.5kv馈电线、接触网、电力机车、轨回流线、地回流线馈电线、接触网、电力机车、轨回流线、地回流线组成。组成。其中牵引变电所其中牵引变电所是电气化铁路供电系统中的心脏是电气化铁路供电系统中的心脏, ,它它的主要任务是将的主要任务是将地方变电站地方变电站输送来的输送来的110kV（220KV)三
4、三相交流电变换为相交流电变换为27.5kV单相电，然后以单相供电方式经馈电线送至接触网上，接触网沿铁单相电，然后以单相供电方式经馈电线送至接触网上，接触网沿铁路上空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。电压变化由牵引变压器路上空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。电压变化由牵引变压器完成，牵引变电所通常设置两台变压器，采用双电源供电，互为备用以提高供电的可靠性，完成，牵引变电所通常设置两台变压器，采用双电源供电，互为备用以提高供电的可靠性，还设置有串联和并联的电容补偿装置，用以改善供电系统的电能质量，减少牵引负荷对电还设置有串联和并联的电容补偿装置，用以改善供电系
5、统的电能质量，减少牵引负荷对电力系统和通信线路的影响。力系统和通信线路的影响。二、电气化铁路牵引供电回路二、电气化铁路牵引供电回路 牵引供电回路是由牵引供电回路是由牵引变电所、馈电线、接触网、电力机车、钢轨、地或回牵引变电所、馈电线、接触网、电力机车、钢轨、地或回流线流线构成。另外还有分区亭、开闭所、构成。另外还有分区亭、开闭所、ATAT所等。如下图所等。如下图: :开开闭所闭所 牵引系统中的开闭所，实际上从严格意义上讲是牵引系统中的开闭所，实际上从严格意义上讲是“高压配电高压配电”站，仅仅起配站，仅仅起配电作用，实现环网供电、双路互投等功能。开闭所应尽量设置在枢纽地区的负电作用，实现环网供电
6、、双路互投等功能。开闭所应尽量设置在枢纽地区的负荷中心处，以减少馈线的长度和馈线与接触网的交叉干扰。荷中心处，以减少馈线的长度和馈线与接触网的交叉干扰。分区亭分区亭 为了增加供电的灵活性，提高运行的可靠性，为了增加供电的灵活性，提高运行的可靠性，在两个牵引变电所的供电区间常加设分区亭。分在两个牵引变电所的供电区间常加设分区亭。分区亭起到平时将两个供电臂或上下行接触网联络区亭起到平时将两个供电臂或上下行接触网联络起来的作用，这样，当事故发生时，可缩小停电起来的作用，这样，当事故发生时，可缩小停电范围和实现越区供电。范围和实现越区供电。AT所所 牵引网采用牵引网采用AT供电方式时，在铁路沿线每供电
7、方式时，在铁路沿线每隔隔10km左右设置一台自耦变压器左右设置一台自耦变压器AT，该设置，该设置处所称做处所称做AT所。所。电力机车馈电线三、电气化铁路牵引供电方式三、电气化铁路牵引供电方式、牵引变电所对接触网的供电方式、牵引变电所对接触网的供电方式 牵引变电所对接触网的供电方式可分为牵引变电所对接触网的供电方式可分为单边供电单边供电和和双边供电双边供电，接触网单线区段普遍采用单，接触网单线区段普遍采用单边供电，复线区段可以采用单边供电也可以采用双边供电，但由于复线的双边供电分区亭设备边供电，复线区段可以采用单边供电也可以采用双边供电，但由于复线的双边供电分区亭设备复杂，对接触网短路故障的保护
8、十分困难，故目前我国只采用复线单边供电。复杂，对接触网短路故障的保护十分困难，故目前我国只采用复线单边供电。 单边供电各变电所相互独立，接触网供电分区由牵引变电所单边供电各变电所相互独立，接触网供电分区由牵引变电所从一边供应电能。每个接触网供电分区通常称为一个供电臂，相从一边供应电能。每个接触网供电分区通常称为一个供电臂，相邻两个牵引变电所之间的供电臂相互绝缘，机车只从相关的某个邻两个牵引变电所之间的供电臂相互绝缘，机车只从相关的某个牵引变电所取电。对于两个异相牵引端口的牵引变电所，通常在牵引变电所取电。对于两个异相牵引端口的牵引变电所，通常在牵引变电所出口两馈线相连的接触网上和分区的接触网上
9、设分相牵引变电所出口两馈线相连的接触网上和分区的接触网上设分相绝缘器。当某一牵引变电所因故障失电时，可将两端分区亭的开绝缘器。当某一牵引变电所因故障失电时，可将两端分区亭的开关合上进行越区供电。关合上进行越区供电。 BBA开关、牵引电网对机车的供电方式、牵引电网对机车的供电方式1、直接供电方式、直接供电方式 直接供电方式是牵引电网中不加特殊防护措施的一种供电方式。它以一根馈线接直接供电方式是牵引电网中不加特殊防护措施的一种供电方式。它以一根馈线接在接触网上，通过机车钢轨回到变电所，下图所示：在接触网上，通过机车钢轨回到变电所，下图所示： 这种供电方式最简单，投资最省，牵引网阻抗小，能耗也较低，
10、机车由接触网取得电这种供电方式最简单，投资最省，牵引网阻抗小，能耗也较低，机车由接触网取得电流，经钢轨流回牵引变电所。这种直接供电方式的缺点是由于钢轨与大地是不绝缘的，一流，经钢轨流回牵引变电所。这种直接供电方式的缺点是由于钢轨与大地是不绝缘的，一部分回流由钢轨流入大地，因此对沿线通信线路产生感应影响。部分回流由钢轨流入大地，因此对沿线通信线路产生感应影响。接触网钢轨牵引变电所CA电力机车2、带回流线的直接供电、带回流线的直接供电方式方式( (直供加回流直供加回流) ) 带回流线的直接供电方式是带回流线的直接供电方式是在接触网支架上架设一条与钢轨并联的回流线在接触网支架上架设一条与钢轨并联的回
11、流线，如下图示，如下图示，电流一部分改由架空回流线流回牵引变电所，其方向与接触网中馈线电流方向相反，架空电流一部分改由架空回流线流回牵引变电所，其方向与接触网中馈线电流方向相反，架空回流线与接触网距离较近，利用接触网与回流线之间的互感作用，因此相当于对邻近通信回流线与接触网距离较近，利用接触网与回流线之间的互感作用，因此相当于对邻近通信线路增加了屏蔽效果线路增加了屏蔽效果,另外，钢轨电位大为降低，对通信线的干扰得到较好抑制。另外，钢轨电位大为降低，对通信线的干扰得到较好抑制。牵引变电所接触网回流线钢轨电力机车3 3、BTBT供电方式供电方式 在牵引供电系统中加装吸流变压器在牵引供电系统中加装吸
12、流变压器- -回流线装置的供电方式，称为吸流变压器供电方回流线装置的供电方式，称为吸流变压器供电方式，简称式，简称BTBT（Booster TransformerBooster Transformer）供电方式。它是在牵引网中，每相距）供电方式。它是在牵引网中，每相距1.5-4km1.5-4km，设一，设一台变比为台变比为1 1：1 1的吸流变压器，吸流变压器采用变比为的吸流变压器，吸流变压器采用变比为1 1：1 1的特殊变压器，原边串接在接触的特殊变压器，原边串接在接触网上，次边串接在回流线中。间隔约网上，次边串接在回流线中。间隔约1.5-4km 1.5-4km 设置一台吸流变压器，在两个吸
13、流变压器中设置一台吸流变压器，在两个吸流变压器中间，把轨道和回流线连接起来，这个连接成为吸上线。它是机车电流返回回流线的通路。间，把轨道和回流线连接起来，这个连接成为吸上线。它是机车电流返回回流线的通路。回流线中流回的电流与接触网内流过的牵引电流大小基回流线中流回的电流与接触网内流过的牵引电流大小基本相等，方向相反，它们形成的电磁场相互抵消，这样本相等，方向相反，它们形成的电磁场相互抵消，这样就显著的消弱了接触网和回流线周围空间的交变磁场，就显著的消弱了接触网和回流线周围空间的交变磁场，使牵引电流在邻近的通信线路中的电磁感应影响大大的使牵引电流在邻近的通信线路中的电磁感应影响大大的减小。但减小
14、。但BTBT方式牵引网结构复杂，造价较高，由于吸流方式牵引网结构复杂，造价较高，由于吸流变压器串入接触网，使得牵引网阻抗变大，供电臂长度将变压器串入接触网，使得牵引网阻抗变大，供电臂长度将减小；因存在减小；因存在BTBT分段（火花间隙），不利于高速、重载分段（火花间隙），不利于高速、重载等大电流运行等大电流运行. . 回流线接触网吸上线钢轨电力机车4 4、ATAT供电方式供电方式 ATAT供电方式又称为自耦变压器供电方式供电方式又称为自耦变压器供电方式, ,是每隔是每隔10km10km左右在接触网与正馈线之间并联左右在接触网与正馈线之间并联接入一台自耦变压器，其中性点与钢轨相连。接入一台自耦变
15、压器，其中性点与钢轨相连。电力机车由接触网受电后，牵引电流一般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，经钢轨流回的电流经自耦变压器绕组和正馈线流由钢轨流回，由于自耦变压器的作用，经钢轨流回的电流经自耦变压器绕组和正馈线流回变电所，回变电所，因电流在接触网和正馈线中的方向相反，因而对邻近的通信线路干扰很小。因电流在接触网和正馈线中的方向相反，因而对邻近的通信线路干扰很小。如下图所示。如下图所示。 接触网正馈线(架空回流线)钢轨电力机车四、牵引变电所高压进线接线方式四、牵引变电所高压进线接线方式 牵引变电所进线电源接线方式分为牵引变电所进线电源接线方式分为桥式接线桥式
16、接线和和双双T T接线接线，其中桥式接线又分为，其中桥式接线又分为内桥接线内桥接线和和外桥接线外桥接线。双。双T T接线是目前采用比较普遍的一种接线方式，它比内桥和外桥接线形式都简接线是目前采用比较普遍的一种接线方式，它比内桥和外桥接线形式都简单，双单，双T T接线要求两回进线同时采用，一般都能作主供回路，并能作为互为备用。各种接线接线要求两回进线同时采用，一般都能作主供回路，并能作为互为备用。各种接线如下图所示：如下图所示：三相电源三相电源三相电源三相电源三相电源三相电源GKGKGKGKGKGKGKGKGKGKGKGKDLDLDLDLDLDLDLDLDLDLGKGKGKGKGK1#B1#B1#B2#B2#B2#BGKGKGK五、牵引变电所一次设备模拟接线图五、牵引变电所一次设备模拟接线图 牵引变电所一次设备包括：牵引变电所一次设备包括：牵引变压器、牵引变压器、DLDL、GKGK、YHYH、LHLH、BLBL、电抗器、电容器、接地装置、电抗器、电容器、接地装置等等, ,它的作用是它的作用是接受、分配、输送电能接受、分配、输送电能,所以必须所以必须将它们按一定的接线方式连接起来将它们按一
