電氣化鐵路牽引供電基本知識匯報人：AA2024-01-18電氣化鐵路概述牽引供電系統(tǒng)組成與原理牽引變電所設(shè)備及其功能接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)與設(shè)計要點受電弓與車輛接口技術(shù)牽引供電系統(tǒng)安全運行管理目錄CONTENTS01電氣化鐵路概述電氣化鐵路是以電力為牽引動力的鐵路，通過牽引供電系統(tǒng)向電力機車提供電能。定義電氣化鐵路經(jīng)歷了從直流到交流、從低頻到高頻、從低電壓到高電壓的發(fā)展歷程，逐漸實現(xiàn)了高效、安全、環(huán)保的鐵路運輸。發(fā)展歷程定義與發(fā)展歷程電氣化鐵路優(yōu)勢電力機車具有高效率、低能耗的特點，相比內(nèi)燃機車可節(jié)省大量能源。電力機車無廢氣排放，減少了對環(huán)境的污染。電氣化鐵路可實現(xiàn)重載、高速運輸，提高鐵路運輸能力。電力機車維護成本低，使用壽命長，可降低運營成本。能源利用效率高環(huán)保運輸能力大運營成本低

國內(nèi)外現(xiàn)狀及趨勢國內(nèi)現(xiàn)狀我國電氣化鐵路發(fā)展迅速，已形成了覆蓋全國的電氣化鐵路網(wǎng)，并在高原、山區(qū)等復(fù)雜地形條件下實現(xiàn)了電氣化鐵路的建設(shè)和運營。國外現(xiàn)狀德國、日本等發(fā)達國家在電氣化鐵路方面具有較高的技術(shù)水平，并實現(xiàn)了高速、重載、智能化的鐵路運輸。發(fā)展趨勢未來電氣化鐵路將向更高速度、更重載、更智能化方向發(fā)展，同時注重環(huán)保、節(jié)能等方面的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用。02牽引供電系統(tǒng)組成與原理將電力系統(tǒng)提供的三相交流電轉(zhuǎn)換為適合電力機車使用的單相交流電。功能牽引變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器等。主要設(shè)備一般采用雙母線接線或單母線分段接線，以提高供電可靠性和靈活性。接線方式牽引變電所受電弓電力機車從接觸網(wǎng)取得電能的電氣設(shè)備，安裝在機車或動車車頂上。接觸網(wǎng)沿鐵路線上空架設(shè)的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路，由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱與基礎(chǔ)等幾部分組成。工作原理受電弓升起后與接觸網(wǎng)導(dǎo)線接觸，將接觸網(wǎng)上的電能通過受電弓引入機車內(nèi)部電路系統(tǒng)。接觸網(wǎng)與受電弓軌道電路利用鐵路線路的鋼軌作為導(dǎo)體構(gòu)成的電路，用于監(jiān)督和保證線路的安全運行。工作原理回流線和軌道電路共同構(gòu)成了電氣化鐵路的牽引電流回路，保證牽引電流的暢通和信號傳輸?shù)臏蚀_性。回流線連接鋼軌和牽引變電所負極的導(dǎo)線，用于將電力機車的牽引電流回流至牽引變電所。回流線及軌道電路03實現(xiàn)方式通過合理的接線設(shè)計和設(shè)備配置，實現(xiàn)不同供電區(qū)段之間的電氣連接和越區(qū)供電功能。01供電分區(qū)將電氣化鐵路線路劃分為若干個供電區(qū)段，每個區(qū)段由相應(yīng)的牽引變電所供電。02越區(qū)供電當某個牽引變電所因故障或其他原因不能正常供電時，通過相鄰的牽引變電所進行跨區(qū)段供電的方式。供電分區(qū)與越區(qū)供電03牽引變電所設(shè)備及其功能牽引變壓器專為牽引供電系統(tǒng)設(shè)計的特殊變壓器，用于將電力系統(tǒng)的高壓電能轉(zhuǎn)換為適合鐵路牽引的低壓電能。具有承受短路能力強、過載能力大、溫升限制嚴格等特點。自耦變壓器一種特殊的變壓器，其原邊和副邊共用一部分繞組，具有體積小、重量輕、效率高等優(yōu)點，在高速鐵路等場合應(yīng)用廣泛。變壓器類型及特點將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，以供直流牽引電機使用。整流器通常采用硅整流技術(shù)，具有效率高、體積小、重量輕等優(yōu)點。整流器的功能分為單相半波整流、單相全波整流、三相半波整流和三相全波整流等。不同的整流方式具有不同的輸出電壓波形和效率，適用于不同的牽引供電系統(tǒng)。整流方式整流設(shè)備工作原理無功補償?shù)囊饬x在牽引供電系統(tǒng)中，由于牽引負荷的波動性和非線性，會產(chǎn)生大量的無功功率。無功補償裝置可以平衡系統(tǒng)無功功率，提高功率因數(shù)，降低網(wǎng)損，提高供電質(zhì)量。無功補償裝置類型包括并聯(lián)電容器、靜止無功補償器（SVC）和靜止同步補償器（STATCOM）等。不同類型的無功補償裝置具有不同的工作原理和性能特點，適用于不同的牽引供電系統(tǒng)。無功補償裝置作用VS在牽引供電系統(tǒng)中，保護裝置用于監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障或異常時，及時切斷故障部分，保證系統(tǒng)的安全運行。常見的保護裝置包括過流保護、速斷保護、接地保護等。自動控制系統(tǒng)的功能實現(xiàn)對牽引供電系統(tǒng)的遠程監(jiān)控和自動化管理，包括數(shù)據(jù)采集與處理、故障診斷與定位、系統(tǒng)優(yōu)化與控制等功能。自動控制系統(tǒng)可以提高牽引供電系統(tǒng)的運行效率和可靠性，降低運營成本。保護裝置的作用保護裝置與自動控制系統(tǒng)04接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)與設(shè)計要點接觸網(wǎng)懸掛類型及特點簡單懸掛由一根接觸線直接固定在支柱支持裝置上的懸掛形式。結(jié)構(gòu)簡單，支柱高度低，支撐點承受的負荷較輕，但彈性不均勻。鏈形懸掛接觸線通過吊弦懸掛在承力索上，承力索又通過懸式絕緣子串懸掛在支柱支持裝置上。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，彈性均勻，穩(wěn)定性好，但支柱高度較高，支撐點承受的負荷較重。根據(jù)用途可分為中間柱、轉(zhuǎn)換柱、中心柱、錨柱、定位柱等。根據(jù)材質(zhì)可分為鋼筋混凝土柱和鋼柱。根據(jù)地質(zhì)條件和支柱類型進行基礎(chǔ)設(shè)計，包括基礎(chǔ)類型、基礎(chǔ)埋深、地基承載力等。支柱類型與基礎(chǔ)設(shè)計基礎(chǔ)設(shè)計支柱類型根據(jù)線索的材質(zhì)、截面積、安全系數(shù)等參數(shù)進行張力計算。線索張力計算通過調(diào)整吊弦長度、更換不同規(guī)格的線索或采用張力補償裝置等方法進行調(diào)整。調(diào)整方法線索張力計算與調(diào)整方法根據(jù)電壓等級和污穢等級選擇適當?shù)慕^緣子類型和片數(shù)。絕緣子串應(yīng)能承受最大工作電壓和過電壓的作用，并保持一定的安全距離。在污穢嚴重地區(qū)，應(yīng)采用防污型絕緣子或增加絕緣子片數(shù)以提高絕緣水平。絕緣子串配置原則05受電弓與車輛接口技術(shù)框架式受電弓由弓頭、框架、底架、升弓裝置、傳動裝置等部分組成，具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、升弓高度低等優(yōu)點，適用于低速列車。菱形受電弓由兩個菱形結(jié)構(gòu)組成，具有穩(wěn)定性好、剛度大、升弓高度適中等特點，適用于中速列車。伸縮臂式受電弓由伸縮臂、平衡桿、弓頭、底架等部分組成，具有升弓高度高、適應(yīng)性強等優(yōu)點，適用于高速列車。受電弓結(jié)構(gòu)類型及特點升降弓時間受電弓從落弓位置升至工作高度的時間應(yīng)滿足列車運行要求，同時降弓時間也應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)。接觸壓力受電弓與接觸網(wǎng)之間的接觸壓力應(yīng)保持穩(wěn)定，以確保良好的受流質(zhì)量。橫向穩(wěn)定性受電弓在橫向風(fēng)等外力作用下應(yīng)保持穩(wěn)定，不發(fā)生偏移或擺動。受電弓動態(tài)性能要求接口尺寸車輛接口尺寸應(yīng)符合國際標準或國家標準，確保與不同型號的受電弓具有良好的兼容性。接口電氣性能車輛接口應(yīng)具有良好的電氣性能，包括接觸電阻、耐電壓等參數(shù)，以確保受電弓與車輛之間的安全可靠連接。接口機械性能車輛接口應(yīng)具有足夠的機械強度和剛度，以承受受電弓傳遞的力和振動。車輛接口技術(shù)標準規(guī)范定期對受電弓進行外觀檢查，包括弓頭、框架、底架等部分是否有變形、裂紋等異常現(xiàn)象。外觀檢查功能測試清潔保養(yǎng)更換磨損件對受電弓的升降功能、接觸壓力等進行測試，確保其性能符合要求。定期對受電弓進行清潔保養(yǎng)，包括清除表面積塵、油污等雜質(zhì)，保持其良好的工作狀態(tài)。根據(jù)使用情況及時更換磨損嚴重的零部件，如滑板、軸承等，以延長受電弓的使用壽命。受電弓檢測與維護保養(yǎng)方法06牽引供電系統(tǒng)安全運行管理建立完善的安全運行管理制度包括設(shè)備巡視、缺陷處理、故障應(yīng)急等方面，明確各級管理人員和操作人員的職責(zé)和權(quán)限。制定安全操作規(guī)程針對牽引供電系統(tǒng)的特點和運行要求，制定詳細的安全操作規(guī)程，規(guī)范操作人員的行為。加強安全教育和培訓(xùn)定期開展安全教育和培訓(xùn)活動，提高操作人員的安全意識和操作技能水平。安全運行管理制度體系建立030201巡視檢查實施按照計劃進行巡視檢查，記錄設(shè)備運行狀態(tài)和參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)和處理潛在問題。缺陷處理流程對發(fā)現(xiàn)的缺陷進行評估和分類，制定相應(yīng)的處理措施和計劃，及時消除缺陷，確保設(shè)備安全運行。制定設(shè)備巡視檢查計劃根據(jù)設(shè)備的重要性和運行狀況，制定合理的巡視檢查計劃，明確檢查內(nèi)容和周期。設(shè)備巡視檢查與缺陷處理流程制定故障應(yīng)急處置預(yù)案根據(jù)故障類型和原因，制定相應(yīng)的應(yīng)急處置預(yù)案，明確應(yīng)急處置流程、措施和資源調(diào)配。開展應(yīng)急演練和培訓(xùn)定期組織應(yīng)急演練和培訓(xùn)活動，提高應(yīng)急處置人員的反應(yīng)速度和處置能力。分析故障類型和原因?qū)恳╇娤到y(tǒng)可能出現(xiàn)的故障類型和原因進行深入分析，為制定應(yīng)急處置預(yù)案提供依據(jù)。故障應(yīng)急處置預(yù)案制定和