牵引网供电方式全解学习教案.pptx

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1、会计学1牵引网供电牵引网供电(n din)方式全解方式全解第一页，共19页。n n直接直接(zhji)供电方式供电方式 两个牵引变电所之间将接触网分成两个供电分区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），正常情况两相邻供电臂之间在接（又称供电臂），正常情况两相邻供电臂之间在接触网上是绝缘的，每个供电臂只从一端牵引变电所触网上是绝缘的，每个供电臂只从一端牵引变电所获得电能的供电方式称为获得电能的供电方式称为(chn wi)单边供电。单边供电。若两个供电臂通过开关设备，在电路上连通，两个若两个供电臂通过开关设备，在电路上连通，两个供电臂可同时从两个牵引变电所获得电能，这种供供电臂可

2、同时从两个牵引变电所获得电能，这种供电方式称为电方式称为(chn wi)双边供电。双边供电可提双边供电。双边供电可提高接触网电压水平，减少电能损耗。但馈线及分区高接触网电压水平，减少电能损耗。但馈线及分区亭的保护及开关设备都较复杂，因此，目前采用较亭的保护及开关设备都较复杂，因此，目前采用较少。少。第1页/共19页第二页，共19页。n n直接直接(zhji)供电方式供电方式单边和双边供电为正常的供电方式单边和双边供电为正常的供电方式(fngsh)，还有一，还有一种非正常供电方式种非正常供电方式(fngsh)（也称事故供电方式（也称事故供电方式(fngsh)）叫越区供电，如下图所示。）叫越区供电

3、，如下图所示。1故障故障(gzhng)牵引变电所；牵引变电所；2越区供电分区。越区供电分区。第2页/共19页第三页，共19页。n n直接直接(zhji)供电方式供电方式 越区供电是当某一牵引变电所因故障越区供电是当某一牵引变电所因故障(gzhng)不能正常供电时，故障不能正常供电时，故障(gzhng)变电变电所担负的供电臂，经开关设备与相邻供电臂接通，所担负的供电臂，经开关设备与相邻供电臂接通，由相邻牵引变电所进行临时供电。这种供电方式称由相邻牵引变电所进行临时供电。这种供电方式称越区供电。因越区供电增大了该变电所主变压器的越区供电。因越区供电增大了该变电所主变压器的负荷，对电器设备安全和供电

4、质量影响较大，因此，负荷，对电器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。的临时性措施。第3页/共19页第四页，共19页。n n直接供电直接供电(n din)方式方式 复线区段供电方式与上述基本相同，但每一供电臂分别复线区段供电方式与上述基本相同，但每一供电臂分别(fnbi)向上、下行接触网供电，因此牵引变电所馈出线有四条。同一侧供向上、下行接触网供电，因此牵引变电所馈出线有四条。同一侧供电臂上、下行线实行并联供电，可提高供电臂末端电压。越区供电电臂上、下行线实行并联供电，可提高供电臂末端电压。越区供

5、电时，通过分区亭开关设备来实现。复线区段供电情况如下图所示。时，通过分区亭开关设备来实现。复线区段供电情况如下图所示。图图 复线区段复线区段(q dun)供电示意图供电示意图 第4页/共19页第五页，共19页。吸流变压器吸流变压器回流线装置回流线装置BT 在牵引网中，每相距在牵引网中，每相距1.5km4km间隔，设置一台变比为间隔，设置一台变比为1:1的吸流变压的吸流变压器。吸流变压器设在分段中央，其原器。吸流变压器设在分段中央，其原边串入接触网，副边串入沿铁路架设边串入接触网，副边串入沿铁路架设的回流线。回流线通常就悬挂在铁路的回流线。回流线通常就悬挂在铁路沿线的接触网支柱沿线的接触网支柱(

6、zhzh)外侧的横外侧的横担上。担上。第5页/共19页第六页，共19页。1牵引变电所；牵引变电所；2馈电馈电(ku din)线；线；3接触网；接触网；4电力机车；电力机车；5钢轨；钢轨；6回流线；回流线；7吸流变压器；吸流变压器；8吸上线。吸上线。第6页/共19页第七页，共19页。n n11接触网；接触网；n n22为轨道；为轨道；n n33为回流为回流(hu li)(hu li)线；线；n n44为吸流变压器，变比为吸流变压器，变比1:11:1，一次线圈串接入接触网，二，一次线圈串接入接触网，二次线圈串接入回流次线圈串接入回流(hu li)(hu li)；n n55为吸上线，一端接回流为吸上

7、线，一端接回流(hu li)(hu li)线，另一端与轨道或吸线，另一端与轨道或吸流变压器线圈中点连接，以提供从电力机车到轨道的返回电流变压器线圈中点连接，以提供从电力机车到轨道的返回电流流到回流流流到回流(hu li)(hu li)线中去的通路。线中去的通路。第7页/共19页第八页，共19页。这种装置的防护作用在于：把本来是尺寸很大的接触网这种装置的防护作用在于：把本来是尺寸很大的接触网这种装置的防护作用在于：把本来是尺寸很大的接触网这种装置的防护作用在于：把本来是尺寸很大的接触网轨道轨道轨道轨道大地回路改变成尺寸相对很小的接触网大地回路改变成尺寸相对很小的接触网大地回路改变成尺寸相对很小的

8、接触网大地回路改变成尺寸相对很小的接触网回流线回路。回流线回路。回流线回路。回流线回路。当牵引电流流经吸流变压器原边时，副边在回流线中产生很大当牵引电流流经吸流变压器原边时，副边在回流线中产生很大当牵引电流流经吸流变压器原边时，副边在回流线中产生很大当牵引电流流经吸流变压器原边时，副边在回流线中产生很大的互感电势。吸流变压器的作用也就是在接触网和回流线之间集中的互感电势。吸流变压器的作用也就是在接触网和回流线之间集中的互感电势。吸流变压器的作用也就是在接触网和回流线之间集中的互感电势。吸流变压器的作用也就是在接触网和回流线之间集中地加大互感。即：地加大互感。即：地加大互感。即：地加大互感。即：

9、设吸流变压器原边电流为设吸流变压器原边电流为设吸流变压器原边电流为设吸流变压器原边电流为I1I1，匝数为，匝数为，匝数为，匝数为11；副边电流；副边电流；副边电流；副边电流I2I2，匝数为，匝数为，匝数为，匝数为22。根据磁势平衡关系：。根据磁势平衡关系：。根据磁势平衡关系：。根据磁势平衡关系：I2 2 I1 1 I2 2 I1 1又因为变比为又因为变比为又因为变比为又因为变比为1:11:1，则，则，则，则1=21=2，所以，所以，所以，所以 I2I1 I2I1 说明说明说明说明(shumng)(shumng)：采用吸流变后，只有变压器原边的激磁电流仍：采用吸流变后，只有变压器原边的激磁电流仍

10、：采用吸流变后，只有变压器原边的激磁电流仍：采用吸流变后，只有变压器原边的激磁电流仍流经轨道和大地，且电流数量很小。流经轨道和大地，且电流数量很小。流经轨道和大地，且电流数量很小。流经轨道和大地，且电流数量很小。如果不设吸流变，单凭接触网和回流线之间的分布互感，仅约如果不设吸流变，单凭接触网和回流线之间的分布互感，仅约如果不设吸流变，单凭接触网和回流线之间的分布互感，仅约如果不设吸流变，单凭接触网和回流线之间的分布互感，仅约10-20%10-20%牵引电流经回流线流回。牵引电流经回流线流回。牵引电流经回流线流回。牵引电流经回流线流回。第8页/共19页第九页，共19页。同时回流线和接触网中的电流

11、基本上大小相等，方向相同时回流线和接触网中的电流基本上大小相等，方向相同时回流线和接触网中的电流基本上大小相等，方向相同时回流线和接触网中的电流基本上大小相等，方向相反。两者的交变磁场基本上可互相平衡反。两者的交变磁场基本上可互相平衡反。两者的交变磁场基本上可互相平衡反。两者的交变磁场基本上可互相平衡(抵消抵消抵消抵消)。显著地减弱。显著地减弱。显著地减弱。显著地减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

12、影响大大地减小。的通信线路中的电磁感应影响大大地减小。的通信线路中的电磁感应影响大大地减小。的通信线路中的电磁感应影响大大地减小。缺点：缺点：缺点：缺点：1.1.电力机车电力机车电力机车电力机车(din l j ch)(din l j ch)处于吸流变压器附近时处于吸流变压器附近时处于吸流变压器附近时处于吸流变压器附近时防护效果差。机车电流经轨道与大地，然后经回流线流回，防护效果差。机车电流经轨道与大地，然后经回流线流回，防护效果差。机车电流经轨道与大地，然后经回流线流回，防护效果差。机车电流经轨道与大地，然后经回流线流回，接触网在接触网在接触网在接触网在a a、b b段中没有电流，而回流线中

13、有电流，则在段中没有电流，而回流线中有电流，则在段中没有电流，而回流线中有电流，则在段中没有电流，而回流线中有电流，则在abab段段段段的长度内等于没有防护。的长度内等于没有防护。的长度内等于没有防护。的长度内等于没有防护。第9页/共19页第十页，共19页。回流线回流线回流线回流线cd cd 中无电流，在中无电流，在中无电流，在中无电流，在接触网接触网接触网接触网cd cd 段的长度内等于段的长度内等于段的长度内等于段的长度内等于没有防护。没有防护。没有防护。没有防护。两种情形都使吸流变压器两种情形都使吸流变压器两种情形都使吸流变压器两种情形都使吸流变压器回流线在半段长度里失去回流线在半段长度

14、里失去回流线在半段长度里失去回流线在半段长度里失去效用，这种现象叫做半段效应，失效区相当于分段长度之效用，这种现象叫做半段效应，失效区相当于分段长度之效用，这种现象叫做半段效应，失效区相当于分段长度之效用，这种现象叫做半段效应，失效区相当于分段长度之半。半。半。半。所以实际装置是在供电臂内设置所以实际装置是在供电臂内设置所以实际装置是在供电臂内设置所以实际装置是在供电臂内设置(shzh)(shzh)长度不大的长度不大的长度不大的长度不大的许多吸上分段，每个分段仅长许多吸上分段，每个分段仅长许多吸上分段，每个分段仅长许多吸上分段，每个分段仅长24km24km，每个分段中央设，每个分段中央设，每个

15、分段中央设，每个分段中央设置置置置(shzh)(shzh)一台吸流变压器。分段以吸上线为界，吸上线一台吸流变压器。分段以吸上线为界，吸上线一台吸流变压器。分段以吸上线为界，吸上线一台吸流变压器。分段以吸上线为界，吸上线一端接回流线，另一端焊入钢轨。一端接回流线，另一端焊入钢轨。一端接回流线，另一端焊入钢轨。一端接回流线，另一端焊入钢轨。第10页/共19页第十一页，共19页。按照这种安排，半段效应长度大大缩小，且只有处在一个按照这种安排，半段效应长度大大缩小，且只有处在一个按照这种安排，半段效应长度大大缩小，且只有处在一个按照这种安排，半段效应长度大大缩小，且只有处在一个(y(y)分段中的机车的

16、电流而不是牵引网总电流在该分段产生半段效分段中的机车的电流而不是牵引网总电流在该分段产生半段效分段中的机车的电流而不是牵引网总电流在该分段产生半段效分段中的机车的电流而不是牵引网总电流在该分段产生半段效应影响。应影响。应影响。应影响。2.2.使牵引网阻抗显著增大。接触网使牵引网阻抗显著增大。接触网使牵引网阻抗显著增大。接触网使牵引网阻抗显著增大。接触网回流线回路比通常牵引网阻抗回流线回路比通常牵引网阻抗回流线回路比通常牵引网阻抗回流线回路比通常牵引网阻抗要高。应用这种装置的牵引网，其阻抗等于接触网要高。应用这种装置的牵引网，其阻抗等于接触网要高。应用这种装置的牵引网，其阻抗等于接触网要高。应用

17、这种装置的牵引网，其阻抗等于接触网回流线回路阻回流线回路阻回流线回路阻回流线回路阻抗与吸流变压器短路阻抗之和。抗与吸流变压器短路阻抗之和。抗与吸流变压器短路阻抗之和。抗与吸流变压器短路阻抗之和。由于牵引网阻抗增高，有时可能必要缩短牵引变电所间的距离，由于牵引网阻抗增高，有时可能必要缩短牵引变电所间的距离，由于牵引网阻抗增高，有时可能必要缩短牵引变电所间的距离，由于牵引网阻抗增高，有时可能必要缩短牵引变电所间的距离，或增设串联电容补偿，来保证牵引网电压水平。或增设串联电容补偿，来保证牵引网电压水平。或增设串联电容补偿，来保证牵引网电压水平。或增设串联电容补偿，来保证牵引网电压水平。第11页/共1

18、9页第十二页，共19页。n n 日本铁路为防止通讯干扰，在日本铁路为防止通讯干扰，在实行交流电气化的前期，在牵引网中实行交流电气化的前期，在牵引网中普遍应用了普遍应用了BT供电供电(n din)方式。方式。n n 但当高速、大功率机车在这种但当高速、大功率机车在这种电路中通过吸流变压器分段时，在受电路中通过吸流变压器分段时，在受电弓上会产生强烈电弧，为了克服此电弓上会产生强烈电弧，为了克服此缺点，后来发展了一种新的牵引网供缺点，后来发展了一种新的牵引网供电电(n din)方式方式自耦变压器供电自耦变压器供电(n din)方式。方式。自耦变压器供电自耦变压器供电(n din)方式方式(AT)第1

19、2页/共19页第十三页，共19页。TT接触网；接触网；接触网；接触网；RR轨道；轨道；轨道；轨道；FF正馈线；正馈线；正馈线；正馈线；ATAT自耦变压器自耦变压器自耦变压器自耦变压器ATAT供电方式：由接触网供电方式：由接触网供电方式：由接触网供电方式：由接触网T T、正馈线、正馈线、正馈线、正馈线F F、轨道大地系统、轨道大地系统、轨道大地系统、轨道大地系统R R以及以及以及以及每隔一定距离的自耦变压器每隔一定距离的自耦变压器每隔一定距离的自耦变压器每隔一定距离的自耦变压器(AT)(AT)构成。构成。构成。构成。ATAT并联于接触导线并联于接触导线并联于接触导线并联于接触导线(doxin)(

20、doxin)与正馈线之间，与正馈线之间，与正馈线之间，与正馈线之间，ATAT中点与钢轨中点与钢轨中点与钢轨中点与钢轨相连。相连。相连。相连。第13页/共19页第十四页，共19页。结构上：结构上：结构上：结构上：ATAT方式是用自耦变压器代替了吸流变压器，正馈线代方式是用自耦变压器代替了吸流变压器，正馈线代方式是用自耦变压器代替了吸流变压器，正馈线代方式是用自耦变压器代替了吸流变压器，正馈线代替了回流线。自耦变压器是并入电路替了回流线。自耦变压器是并入电路替了回流线。自耦变压器是并入电路替了回流线。自耦变压器是并入电路(dinl)(dinl)，这一改变，首先是，这一改变，首先是，这一改变，首先是

21、，这一改变，首先是消除了接触网中的吸流变压器分段。大部分回流流经正馈线，从而消除了接触网中的吸流变压器分段。大部分回流流经正馈线，从而消除了接触网中的吸流变压器分段。大部分回流流经正馈线，从而消除了接触网中的吸流变压器分段。大部分回流流经正馈线，从而降低对邻近通信线的干扰。降低对邻近通信线的干扰。降低对邻近通信线的干扰。降低对邻近通信线的干扰。自耦变压器的工作原理：自耦变压器的工作原理：自耦变压器的工作原理：自耦变压器的工作原理：一次和二次回路共用部分绕组一次和二次回路共用部分绕组一次和二次回路共用部分绕组一次和二次回路共用部分绕组(n2(n2部分部分部分部分)，而而而而n1n1只有一次电流通

22、过。只有一次电流通过。只有一次电流通过。只有一次电流通过。第14页/共19页第十五页，共19页。输入电压为输出电压的输入电压为输出电压的2倍，也倍，也就是说，通过自耦变压器可以输入较就是说，通过自耦变压器可以输入较高的电压而得到机车所需的低电压。高的电压而得到机车所需的低电压。电流则相反，输入电流为输出电流的电流则相反，输入电流为输出电流的一半一半(ybn)。从牵引变电所看，以两。从牵引变电所看，以两倍接触网电压沿线输送倍接触网电压沿线输送1/2I。送电电压加倍，送电电流减半，送电电压加倍，送电电流减半，送电电路中的电压损失将降低为送电电路中的电压损失将降低为1/4。利用利用AT这个特点，可增

23、大变电所这个特点，可增大变电所间的距离和增大传输功率，减少牵引间的距离和增大传输功率，减少牵引网损耗。网损耗。缺点：必须在沿线安设电压较高、容缺点：必须在沿线安设电压较高、容量较大的自耦变压器，牵引网设备的量较大的自耦变压器，牵引网设备的投资相应增加。投资相应增加。第15页/共19页第十六页，共19页。带回流线的直接供电方式带回流线的直接供电方式带回流线的直接供电方式带回流线的直接供电方式(DN)(DN)由于由于由于由于ATAT方式设备复杂，一次投资高、运营费用高、维护方式设备复杂，一次投资高、运营费用高、维护方式设备复杂，一次投资高、运营费用高、维护方式设备复杂，一次投资高、运营费用高、维护

24、困难，特别在多隧道区段应用更为困难。困难，特别在多隧道区段应用更为困难。困难，特别在多隧道区段应用更为困难。困难，特别在多隧道区段应用更为困难。BTBT方式由于其半方式由于其半方式由于其半方式由于其半段效应、接触网分段及牵引网阻抗大等弱点，对高速和重载段效应、接触网分段及牵引网阻抗大等弱点，对高速和重载段效应、接触网分段及牵引网阻抗大等弱点，对高速和重载段效应、接触网分段及牵引网阻抗大等弱点，对高速和重载行车的适应能力差。因此，常采用直接供电加回流线行车的适应能力差。因此，常采用直接供电加回流线行车的适应能力差。因此，常采用直接供电加回流线行车的适应能力差。因此，常采用直接供电加回流线(负馈负

25、馈负馈负馈线线线线)。DNDN供电方式：由接触网、钢轨、沿全线架设的负馈线供电方式：由接触网、钢轨、沿全线架设的负馈线供电方式：由接触网、钢轨、沿全线架设的负馈线供电方式：由接触网、钢轨、沿全线架设的负馈线NF(NF(每每每每隔几公里用隔几公里用隔几公里用隔几公里用P P金属线和钢轨相连金属线和钢轨相连金属线和钢轨相连金属线和钢轨相连)组成。组成。组成。组成。由于由于由于由于NFNF和钢轨并联连接，使得正常运行时钢轨中负荷电和钢轨并联连接，使得正常运行时钢轨中负荷电和钢轨并联连接，使得正常运行时钢轨中负荷电和钢轨并联连接，使得正常运行时钢轨中负荷电流的一部分分流到流的一部分分流到流的一部分分流

26、到流的一部分分流到NFNF中去，因此，可以减少流入大地的电中去，因此，可以减少流入大地的电中去，因此，可以减少流入大地的电中去，因此，可以减少流入大地的电流，减轻对通讯的干扰流，减轻对通讯的干扰流，减轻对通讯的干扰流，减轻对通讯的干扰(gnro)(gnro)危害，降低钢轨电位，减小危害，降低钢轨电位，减小危害，降低钢轨电位，减小危害，降低钢轨电位，减小馈电回路的阻抗。馈电回路的阻抗。馈电回路的阻抗。馈电回路的阻抗。DN DN方式与方式与方式与方式与ATAT、BTBT相比，其馈电回路和设备简单、投资相比，其馈电回路和设备简单、投资相比，其馈电回路和设备简单、投资相比，其馈电回路和设备简单、投资省

27、、运营维护方便。省、运营维护方便。省、运营维护方便。省、运营维护方便。为了能取得最好的防干扰为了能取得最好的防干扰为了能取得最好的防干扰为了能取得最好的防干扰(gnro)(gnro)效果，需研究回流线效果，需研究回流线效果，需研究回流线效果，需研究回流线的空间的空间的空间的空间第16页/共19页第十七页，共19页。1牵引变电所；牵引变电所；2馈电馈电(ku din)线；线；3接触网；接触网；4电力机车；电力机车；5钢轨；钢轨；6回流线；回流线；8吸上线。吸上线。第17页/共19页第十八页，共19页。布置布置布置布置(与接触网的磁耦合关系与接触网的磁耦合关系与接触网的磁耦合关系与接触网的磁耦合关

28、系)和设法降低和设法降低和设法降低和设法降低(jingd)(jingd)回流线回流线回流线回流线地、地、地、地、钢轨钢轨钢轨钢轨地回路的阻抗，以提高回流率。地回路的阻抗，以提高回流率。地回路的阻抗，以提高回流率。地回路的阻抗，以提高回流率。回流率与各导线回流率与各导线回流率与各导线回流率与各导线地回路自阻抗以及各导线地回路自阻抗以及各导线地回路自阻抗以及各导线地回路自阻抗以及各导线地回路间的互阻地回路间的互阻地回路间的互阻地回路间的互阻抗有关，当回流率抗有关，当回流率抗有关，当回流率抗有关，当回流率=1=1时，则接触网电流完全由回流网吸上，地中时，则接触网电流完全由回流网吸上，地中时，则接触网电流完全由回流网吸上，地中时，则接触网电流完全由回流网吸上，地中电流为零。电流为零。电流为零。电流为零。第18页/共19页第十九页，共19页。