1、城市軌道交通城市軌道交通電力牽引系統(tǒng)電力牽引系統(tǒng)城市軌道交通概論城市軌道交通概論 第九章第九章電力系統(tǒng)術(shù)語電力系統(tǒng)術(shù)語 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng) Power SystemPower System 生產(chǎn)、輸送、分配、消費(fèi)電能的發(fā)電機(jī)、生產(chǎn)、輸送、分配、消費(fèi)電能的發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路、各種用電設(shè)備聯(lián)系在變壓器、電力線路、各種用電設(shè)備聯(lián)系在一起組成的統(tǒng)一體。一起組成的統(tǒng)一體。 動(dòng)力系統(tǒng)與電力系統(tǒng)動(dòng)力部分：火電站的動(dòng)力部分：火電站的鍋爐、汽輪機(jī)鍋爐、汽輪機(jī)； 水電站的水電站的水庫(kù)、水輪機(jī)水庫(kù)、水輪機(jī)； 熱電站的熱電站的熱力網(wǎng)熱力網(wǎng)等。等。動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng) （Dynamic System）：）： 電力系統(tǒng)和

2、電力系統(tǒng)和“動(dòng)力部分動(dòng)力部分”的總和的總和電力系統(tǒng)單線示意圖：電力系統(tǒng)單線示意圖：G發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)輸電線路輸電線路降降 壓壓變壓器變壓器發(fā)電廠發(fā)電廠配電系統(tǒng)配電系統(tǒng)負(fù)荷負(fù)荷BLB升升 壓壓變壓器變壓器F火力發(fā)電廠水力發(fā)電廠 一、電力牽引系統(tǒng)的發(fā)展概況一、電力牽引系統(tǒng)的發(fā)展概況第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述接觸網(wǎng)（第三軌）受流器 變流裝置 牽引電機(jī)齒輪傳動(dòng)箱輪對(duì) 列車運(yùn)行 車軸 車輪 牽引電機(jī) 齒輪傳動(dòng)箱 二、軌道交通電力牽引系統(tǒng)主要類型二、軌道交通電力牽引系統(tǒng)主要類型第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述根據(jù)供電電壓制式可分為： 直流：600，750，1500，3000V (標(biāo)稱值) 交流：6250，15000，2

3、5000V(標(biāo)稱值)根據(jù)牽引電機(jī)可分為： 直流電力牽引系統(tǒng) 交流電力牽引系統(tǒng)二、軌道交通電力牽引系統(tǒng)主要類型二、軌道交通電力牽引系統(tǒng)主要類型第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述三、軌道交通車輛的結(jié)構(gòu)與特性三、軌道交通車輛的結(jié)構(gòu)與特性第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述有軌電車電動(dòng)車組特種電動(dòng)車 獨(dú)軌電動(dòng)車 輕軌車 磁浮列車四、電動(dòng)車組牽引特性四、電動(dòng)車組牽引特性第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述第二節(jié)第二節(jié) 直流電力牽引系統(tǒng)直流電力牽引系統(tǒng)一、直流電機(jī)一、直流電機(jī)第二節(jié)第二節(jié) 直流電力牽引系統(tǒng)直流電力牽引系統(tǒng)NSNS 直流電機(jī)由定子轉(zhuǎn)子兩部分構(gòu)成。一、直流電機(jī)一、直流電機(jī)第二節(jié)第二節(jié) 直流電力牽引系統(tǒng)直流電力牽引系統(tǒng) 直流電機(jī)

4、各部分的作用：直流電機(jī)各部分的作用：定子的作用是用來產(chǎn)生磁場(chǎng)，提供磁路和作為電機(jī)的機(jī)械支撐轉(zhuǎn)子部分是用來產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩從而實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的主要部件轉(zhuǎn)子通過軸承與定子保持相對(duì)位置，使兩者之間有一個(gè)空氣隙一、直流電機(jī)一、直流電機(jī)第二節(jié)第二節(jié) 直流電力牽引系統(tǒng)直流電力牽引系統(tǒng) 直流電機(jī)工作原理：直流電機(jī)工作原理：一、直流電機(jī)一、直流電機(jī)第二節(jié)第二節(jié) 直流電力牽引系統(tǒng)直流電力牽引系統(tǒng) 直流電機(jī)分類：直流電機(jī)分類：根據(jù)勵(lì)磁繞組與電樞繞組的聯(lián)接方式主要分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)四種。一、直流電機(jī)一、直流電機(jī)第二節(jié)第二節(jié) 直流電力牽引系統(tǒng)直流電力牽引系統(tǒng) 機(jī)械特性：機(jī)械特性：電動(dòng)機(jī)是用來拖動(dòng)車輛運(yùn)

5、行的，而車輛運(yùn)行對(duì)電動(dòng)機(jī)提出的主要要求是轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。n0T串勵(lì)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性串勵(lì)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性他勵(lì)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性他勵(lì)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性二、直流牽引調(diào)速系統(tǒng)二、直流牽引調(diào)速系統(tǒng)第二節(jié)第二節(jié) 直流電力牽引系統(tǒng)直流電力牽引系統(tǒng)直流電機(jī)的基本調(diào)速方法直流牽引電動(dòng)機(jī)調(diào)速的基本形式二、直流牽引調(diào)速系統(tǒng)二、直流牽引調(diào)速系統(tǒng)-基本調(diào)速方法基本調(diào)速方法第二節(jié)第二節(jié) 直流電力牽引系統(tǒng)直流電力牽引系統(tǒng) 在上式中，CE是常數(shù)，Id是由負(fù)載決定的，因此調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以有三種方法：調(diào)解電樞供電電壓U、減弱勵(lì)磁磁通和改變電樞回路電阻R。EdCRIUn二、直流牽引調(diào)速系統(tǒng)二、直流牽引調(diào)速系統(tǒng)-基本形式基本形式第二節(jié)第二節(jié) 直

6、流電力牽引系統(tǒng)直流電力牽引系統(tǒng)（一）調(diào)壓法：（一）調(diào)壓法： （1 1）變阻控制 調(diào)節(jié)電阻的方法又可分為兩類，即采用有觸點(diǎn)組合式凸輪開關(guān)調(diào)阻和無觸點(diǎn)斬波調(diào)阻。 CH0R有觸點(diǎn)開關(guān)調(diào)阻有觸點(diǎn)開關(guān)調(diào)阻斬波調(diào)阻斬波調(diào)阻二、直流牽引調(diào)速系統(tǒng)二、直流牽引調(diào)速系統(tǒng)-基本形式基本形式第二節(jié)第二節(jié) 直流電力牽引系統(tǒng)直流電力牽引系統(tǒng) 直流斬波電直流斬波電路原理路原理直流斬波電直流斬波電壓波形壓波形t0LRUonToffTTLRuU （一）調(diào)壓法：（一）調(diào)壓法： （2）斬波調(diào)壓TTonUTtUUonRL二、直流牽引調(diào)速系統(tǒng)二、直流牽引調(diào)速系統(tǒng)-基本形式基本形式第二節(jié)第二節(jié) 直流電力牽引系統(tǒng)直流電力牽引系統(tǒng) 改變負(fù)載

7、平均電壓有三種典型的控制方法: （1）定頻調(diào)寬控制（脈寬調(diào)制）定頻調(diào)寬控制（脈寬調(diào)制）：即保持?jǐn)夭ㄖ芷赥不變，改變斬波器導(dǎo)通時(shí)間，從而改變負(fù)載平均電壓。二、直流牽引調(diào)速系統(tǒng)二、直流牽引調(diào)速系統(tǒng)-基本形式基本形式第二節(jié)第二節(jié) 直流電力牽引系統(tǒng)直流電力牽引系統(tǒng) 改變負(fù)載平均電壓有三種典型的控制方法: （2）定寬調(diào)頻控制（頻率調(diào)制）：定寬調(diào)頻控制（頻率調(diào)制）：即保持?jǐn)夭ㄆ鲗?dǎo)通時(shí)間不變，通過改變斬波器周期T來改變負(fù)載平均電壓。二、直流牽引調(diào)速系統(tǒng)二、直流牽引調(diào)速系統(tǒng)-基本形式基本形式第二節(jié)第二節(jié) 直流電力牽引系統(tǒng)直流電力牽引系統(tǒng) 改變負(fù)載平均電壓有三種典型的控制方法: （3）調(diào)頻調(diào)寬混合控制：調(diào)頻調(diào)寬

8、混合控制：不但改變斬波器的工作頻率，而且改變斬波器的導(dǎo)通時(shí)間。二、直流牽引調(diào)速系統(tǒng)二、直流牽引調(diào)速系統(tǒng)-基本形式基本形式第二節(jié)第二節(jié) 直流電力牽引系統(tǒng)直流電力牽引系統(tǒng) 三種典型控制方法特點(diǎn): （1）定頻調(diào)寬控制：頻率固定，易于設(shè)計(jì)消除高次諧波的濾波器。 （2）定寬調(diào)頻控制：控制方便，易發(fā)生共振及干擾通信信號(hào)。 （3）調(diào)頻調(diào)寬混合控制：常用在需要大幅度改變輸入電壓，同樣帶來濾波器設(shè)計(jì)困難等問題。 圖圖 5.15 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)削弱法串勵(lì)電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)削弱法 （a） （b） （a）短路匝數(shù)法）短路匝數(shù)法 （b）分路電流法）分路電流法 MM（ 二 ）（ 二 ） 調(diào)調(diào)節(jié) 主 極節(jié) 主 極磁通：磁通：第二節(jié)

9、第二節(jié) 直流電力牽引系統(tǒng)直流電力牽引系統(tǒng)二、直流牽引調(diào)速系統(tǒng)二、直流牽引調(diào)速系統(tǒng)-基本形式基本形式三、牽引電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)三、牽引電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)第二節(jié)第二節(jié) 直流電力牽引系統(tǒng)直流電力牽引系統(tǒng)（一）電阻制動(dòng)：（一）電阻制動(dòng)：nEUdILIdERZnId+-ERZndIILIL(a)(b)(c)MMM電機(jī)牽引工況電機(jī)牽引工況他勵(lì)電阻制動(dòng)工況他勵(lì)電阻制動(dòng)工況 dUDPLSUMidiZ+三、牽引電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)三、牽引電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)第二節(jié)第二節(jié) 直流電力牽引系統(tǒng)直流電力牽引系統(tǒng)（二）再生制動(dòng)：（二）再生制動(dòng)：四、牽引主回路及其控制四、牽引主回路及其控制第二節(jié)第二節(jié) 直流電力牽引系統(tǒng)直流電力牽引系統(tǒng)

10、第三節(jié)第三節(jié) 交流電力牽引系統(tǒng)交流電力牽引系統(tǒng)一、交流牽引系統(tǒng)特點(diǎn)及發(fā)展概況二、三相異步電機(jī)三、交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)四、交流傳動(dòng)的脈寬調(diào)制技術(shù)一、交流牽引系統(tǒng)特點(diǎn)及發(fā)展概況一、交流牽引系統(tǒng)特點(diǎn)及發(fā)展概況第三節(jié)第三節(jié) 交流電力牽引系統(tǒng)交流電力牽引系統(tǒng) 直流電力傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：直流電力傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：具有良好的調(diào)速性能 直流電力傳動(dòng)缺點(diǎn)：直流電力傳動(dòng)缺點(diǎn)：防空轉(zhuǎn)性能較差；換向器與電刷，因而帶來了較大的體積與重量，容易產(chǎn)生環(huán)火以及繁雜的維護(hù)問題 交流電力傳動(dòng)特點(diǎn)：交流電力傳動(dòng)特點(diǎn)：電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低；正作可靠，壽命長(zhǎng)，維修、運(yùn)行費(fèi)用低；防空轉(zhuǎn)能力好一、交流牽引系統(tǒng)特點(diǎn)及發(fā)展概況一、交流牽引系統(tǒng)特點(diǎn)及發(fā)展概況第三

11、節(jié)第三節(jié) 交流電力牽引系統(tǒng)交流電力牽引系統(tǒng) 第一階段：交流電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型復(fù)雜，初期，人們對(duì)其調(diào)速特點(diǎn)沒有很好的掌握； 第二階段：充分掌握其調(diào)速理論，受變流器本身限制，調(diào)速裝置無法實(shí)現(xiàn)； 第三階段：電力電子器件的發(fā)展促進(jìn)了交流電機(jī)的應(yīng)用。 交流牽引系統(tǒng)已被世界各國(guó)公認(rèn)為近代最優(yōu)越交流牽引系統(tǒng)已被世界各國(guó)公認(rèn)為近代最優(yōu)越的牽引調(diào)速系統(tǒng)，交流牽引也是今后世界各國(guó)軌道的牽引調(diào)速系統(tǒng)，交流牽引也是今后世界各國(guó)軌道交通發(fā)展的總趨勢(shì)。交通發(fā)展的總趨勢(shì)。二、三相異步電機(jī)二、三相異步電機(jī)-基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)第三節(jié)第三節(jié) 交流電力牽引系統(tǒng)交流電力牽引系統(tǒng)鐵心：由內(nèi)周有槽的硅鋼片疊成。A -XB -Y C- Z三相繞

12、組機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵二、三相異步電機(jī)二、三相異步電機(jī)-基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)第三節(jié)第三節(jié) 交流電力牽引系統(tǒng)交流電力牽引系統(tǒng)鼠籠轉(zhuǎn)子(1) 鼠籠式轉(zhuǎn)子 鐵芯槽內(nèi)放銅條，端 部用短路環(huán)形成一體。 或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。(2) 繞線式轉(zhuǎn)子 同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。二、三相異步電機(jī)二、三相異步電機(jī)-工作原理工作原理第三節(jié)第三節(jié) 交流電力牽引系統(tǒng)交流電力牽引系統(tǒng) 120sin120sinsinmCmBmAtIitIitIi 定子三相繞組通入三相交流電(星形聯(lián)接)BiAXBYCZAiCiCiAiBiitmIo二、三相異步電機(jī)二、三相異步電機(jī)-工作原理工作原理第三節(jié)第三節(jié) 交流電力牽引系統(tǒng)交流電力牽

13、引系統(tǒng)iCiAiBitmIo0n i : “+” 首端流入，尾端流出。首端流入，尾端流出。 i : “” 尾端流入，首端流出。尾端流入，首端流出。 AYCBZX()電流出電流出( )電流入電流入二、三相異步電機(jī)二、三相異步電機(jī)-工作原理工作原理第三節(jié)第三節(jié) 交流電力牽引系統(tǒng)交流電力牽引系統(tǒng)CiBiAii tAXYCBZAXYCBZAXYCBZNS 三相電流合成磁三相電流合成磁場(chǎng)的分布情況場(chǎng)的分布情況0 t 60t 合成磁場(chǎng)方向向下 合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)600n60 90t 合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)90600mIoSNSN定子三相繞組通入三相交流電定子三相繞組通入三相交流電分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn 方向方向:

14、 :順時(shí)針順時(shí)針 切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體Blv右手定則右手定則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E E2020旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)電流感應(yīng)電流 I I2 2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)Bli左手定則左手定則電磁力電磁力F F電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩T TnAXYCBZv0nNS二、三相異步電機(jī)二、三相異步電機(jī)-工作原理工作原理第三節(jié)第三節(jié) 交流電力牽引系統(tǒng)交流電力牽引系統(tǒng)FF二、三相異步電機(jī)二、三相異步電機(jī)-工作原理工作原理第三節(jié)第三節(jié) 交流電力牽引系統(tǒng)交流電力牽引系統(tǒng) 由前面分析可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相等，即0nn 異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)如果如果: :0nn

15、 無轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流 轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁通不切 割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條無轉(zhuǎn)矩二、三相異步電機(jī)二、三相異步電機(jī)-工作原理工作原理第三節(jié)第三節(jié) 交流電力牽引系統(tǒng)交流電力牽引系統(tǒng) 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速間必須要有差別。%10000nnns二、三相異步電機(jī)二、三相異步電機(jī)-工作原理工作原理第三節(jié)第三節(jié) 交流電力牽引系統(tǒng)交流電力牽引系統(tǒng) maxTmSNSOTS曲線)(sfT 曲線)(Tfn stT1NTNnmaxTstTOnTNT0n三、交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)三、交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)第三節(jié)第三節(jié) 交流電力牽引系統(tǒng)交流電力牽引系統(tǒng)

16、 三相交流異步電機(jī)調(diào)速方法可分為改變極對(duì)數(shù)、調(diào)節(jié)供電頻率、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差三大類。變頻調(diào)速是最為理想的調(diào)速方法。 變頻調(diào)速是把交、直流電變換為可調(diào)電壓、可調(diào)頻率的交流電，向交流電機(jī)供電。三、交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)三、交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)第三節(jié)第三節(jié) 交流電力牽引系統(tǒng)交流電力牽引系統(tǒng) 圖圖 5-27 一定的電壓，不同的電源頻率一定的電壓，不同的電源頻率 時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的矩速特性時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的矩速特性 Mn增高1f 圖圖 5.26 一定的氣隙磁通，不同的頻率一定的氣隙磁通，不同的頻率 時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的矩速特性時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的矩速特性 Mn增高1f四、交流傳動(dòng)的脈寬調(diào)制控制技術(shù)四、交流傳動(dòng)的脈寬調(diào)制控制技術(shù)第三節(jié)第三節(jié) 交

17、流電力牽引系統(tǒng)交流電力牽引系統(tǒng) 用于交流電傳動(dòng)的變頻器實(shí)際上是變壓(Variable Voltage，簡(jiǎn)稱VV)、變頻(Variable Frequency，簡(jiǎn)稱VF)器，即所謂VVVF裝置。一、直線電機(jī)特點(diǎn)及發(fā)展概況一、直線電機(jī)特點(diǎn)及發(fā)展概況第四節(jié)第四節(jié) 城市軌道車輛用直線感應(yīng)電機(jī)城市軌道車輛用直線感應(yīng)電機(jī)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：LTM車輛有著斷面小、爬坡能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)彎半徑小、良好的牽引和制動(dòng)性能、噪聲小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：與普通的旋轉(zhuǎn)電機(jī)相比，它的效率和功率因數(shù)低。直線電機(jī)系統(tǒng)一次側(cè)和二次側(cè)的氣隙對(duì)LIM的性能影響較大，所以對(duì)軌道、反作用板、軌枕的尺寸精度及安裝精度，LIM的安裝精度及支撐結(jié)構(gòu)都

18、相應(yīng)有較高的要求。一、直線電機(jī)特點(diǎn)及發(fā)展概況一、直線電機(jī)特點(diǎn)及發(fā)展概況第四節(jié)第四節(jié) 城市軌道車輛用直線感應(yīng)電機(jī)城市軌道車輛用直線感應(yīng)電機(jī)加拿大的多倫多、溫哥華，LIM驅(qū)動(dòng)的輕軌車輛已運(yùn)營(yíng)多年馬來西亞也計(jì)劃建設(shè)同樣的交通系統(tǒng)在日本，LIM驅(qū)動(dòng)方式也被用于地鐵車輛牽引，如大阪地鐵的鶴見綠地線電動(dòng)車輛、東京地鐵的都營(yíng)12號(hào)線電動(dòng)車輛，都采用了LIM驅(qū)動(dòng)方式，二、直線感應(yīng)電機(jī)的基本工作原理二、直線感應(yīng)電機(jī)的基本工作原理第四節(jié)第四節(jié) 城市軌道車輛用直線感應(yīng)電機(jī)城市軌道車輛用直線感應(yīng)電機(jī) 轉(zhuǎn)子(次級(jí)）定子（初級(jí)）a)b)轉(zhuǎn)子(次級(jí)）定子（初級(jí)）二、直線感應(yīng)電機(jī)的基本工作原理二、直線感應(yīng)電機(jī)的基本工作原理第

19、四節(jié)第四節(jié) 城市軌道車輛用直線感應(yīng)電機(jī)城市軌道車輛用直線感應(yīng)電機(jī)三、直線感應(yīng)電機(jī)控制及在地鐵動(dòng)車上的應(yīng)用三、直線感應(yīng)電機(jī)控制及在地鐵動(dòng)車上的應(yīng)用第四節(jié)第四節(jié) 城市軌道車輛用直線感應(yīng)電機(jī)城市軌道車輛用直線感應(yīng)電機(jī) 車輛用直線感應(yīng)電機(jī)的牽引控制原理與旋轉(zhuǎn)式異步電機(jī)的控制方法是一樣的，都采用變頻變壓控制，由VVVF逆變器完成牽引控制功能。 控制方法既可采用較為簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)差頻率控制，亦可采用高級(jí)的動(dòng)態(tài)控制方法，如矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。 但車輛用直線電機(jī)的控制還必須考慮當(dāng)電機(jī)氣隙變化時(shí)的頻率問題和反應(yīng)板材料變化的相應(yīng)控制。 電力牽引系統(tǒng)電力牽引系統(tǒng) electric traction system e

20、lectric traction system ： 1 1、電力牽引供電系統(tǒng)、電力牽引供電系統(tǒng) electric traction supply systemelectric traction supply system 保證實(shí)現(xiàn)電力牽引方式且能夠安全可靠的、不間斷保證實(shí)現(xiàn)電力牽引方式且能夠安全可靠的、不間斷工作的電力供應(yīng)系統(tǒng)工作的電力供應(yīng)系統(tǒng) （1 1）牽引變電所）牽引變電所 traction substationtraction substation （2 2）牽引網(wǎng)）牽引網(wǎng) traction networktraction network 饋電線饋電線 feeder line feede

21、r line 接觸網(wǎng)接觸網(wǎng) overhead contact lineoverhead contact line 鋼軌及回流線鋼軌及回流線 rail, negative feederrail, negative feeder 2 2、電力機(jī)車、電力機(jī)車 electric locomotiveelectric locomotive交流電力牽引系統(tǒng)概述交流電力牽引系統(tǒng)概述G電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)( (發(fā)電廠）發(fā)電廠）輸電線輸電線牽引變電所牽引變電所電力機(jī)車電力機(jī)車接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)饋電線饋電線回流線回流線鋼軌、地鋼軌、地3、電力牽引系統(tǒng)組成原理圖、電力牽引系統(tǒng)組成原理圖電力牽引系統(tǒng)電力牽引系統(tǒng)直流牽引供電系統(tǒng)

22、概述直流牽引供電系統(tǒng)概述 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)發(fā)發(fā)電電廠廠升壓升壓變壓器變壓器升壓升壓變壓器變壓器輸電線路輸電線路接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)饋線饋線回回流流線線走行軌道走行軌道主降壓變電站主降壓變電站直流牽引變電所直流牽引變電所發(fā)發(fā)電電廠廠G電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)(發(fā)電廠）發(fā)電廠）輸電線輸電線直流牽引變電所直流牽引變電所接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)饋電線饋電線回流線回流線電動(dòng)車輛電動(dòng)車輛走行軌走行軌主（降壓）變電站主（降壓）變電站電力地鐵或者表示為：或者表示為：電力系統(tǒng)與電力牽引供電系統(tǒng)電力系統(tǒng)與電力牽引供電系統(tǒng)一、構(gòu)成一、構(gòu)成1.電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)是一個(gè)包括發(fā)電廠、輸電是一個(gè)包括發(fā)電廠、輸電(線線)、變電、配、變電、配電、用電裝置的

23、完整工作系統(tǒng)。電、用電裝置的完整工作系統(tǒng)。發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)升壓升壓變壓器變壓器降壓降壓變壓器變壓器輸電線路輸電線路用戶用戶發(fā)電廠發(fā)電廠配電系統(tǒng)配電系統(tǒng)GTMTML接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)饋饋線線2727. .5 5kVkV回回流流線線牽引變電所牽引變電所鋼軌鋼軌110110kVkV專用高壓輸電線路專用高壓輸電線路( (牽引牽引) )供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)電電氣氣化化鐵鐵道道供供電電系系統(tǒng)統(tǒng)2、電力牽引供電系統(tǒng)的組成部分與作用、電力牽引供電系統(tǒng)的組成部分與作用 （1）牽引變電所）牽引變電所:把電力系統(tǒng)供應(yīng)的電能變換成適合電把電力系統(tǒng)供應(yīng)的電能變換成適合電力機(jī)車牽引要求的電能。力機(jī)車牽引要求的電能。 （2）饋電線）饋電

24、線:連接牽引變電所和接觸網(wǎng)的導(dǎo)線。它將牽連接牽引變電所和接觸網(wǎng)的導(dǎo)線。它將牽引變電所變換后的電能送到接觸網(wǎng)。引變電所變換后的電能送到接觸網(wǎng)。 （3）接觸網(wǎng)）接觸網(wǎng):是一種懸掛在軌道上方，沿軌道鋪設(shè)的和是一種懸掛在軌道上方，沿軌道鋪設(shè)的和鐵路鋼軌保持一定高度，牽引電能就由接觸網(wǎng)進(jìn)入電動(dòng)車鐵路鋼軌保持一定高度，牽引電能就由接觸網(wǎng)進(jìn)入電動(dòng)車組，從而驅(qū)動(dòng)牽引電動(dòng)機(jī)使列車運(yùn)行。組，從而驅(qū)動(dòng)牽引電動(dòng)機(jī)使列車運(yùn)行。 （4）軌道）軌道:在非電牽引情形下只作為列車的導(dǎo)軌。在電在非電牽引情形下只作為列車的導(dǎo)軌。在電力牽引時(shí)，軌道除仍具有導(dǎo)軌功能外，還需要完成導(dǎo)通回力牽引時(shí)，軌道除仍具有導(dǎo)軌功能外，還需要完成導(dǎo)通回

25、流的任務(wù)。因此，電力牽引的軌道，需要具有良好的導(dǎo)電流的任務(wù)。因此，電力牽引的軌道，需要具有良好的導(dǎo)電性能。性能。 （5）回流線）回流線: 是連接軌道和牽引變電所的導(dǎo)線。通過回流線把軌是連接軌道和牽引變電所的導(dǎo)線。通過回流線把軌 道中的回路電流導(dǎo)入牽引變電所的主變壓器。道中的回路電流導(dǎo)入牽引變電所的主變壓器。 牽引網(wǎng)牽引網(wǎng): 通常將接觸網(wǎng)、饋電線、鋼軌回路通常將接觸網(wǎng)、饋電線、鋼軌回路(包括大地包括大地)和回和回 流線稱為牽引網(wǎng)。流線稱為牽引網(wǎng)。 牽引變電所和牽引網(wǎng)構(gòu)成牽引變電所和牽引網(wǎng)構(gòu)成牽引供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng) 。 專用高壓輸電線路和牽引供電系統(tǒng)稱為專用高壓輸電線路和牽引供電系統(tǒng)稱為電氣鐵路

26、供電系統(tǒng)電氣鐵路供電系統(tǒng) 。3、 牽引供電系統(tǒng)的其他供電設(shè)備牽引供電系統(tǒng)的其他供電設(shè)備（1）、）、開閉所開閉所sub-feeder switching post：指不進(jìn)行電：指不進(jìn)行電壓變換而用開關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)電路開閉的配電所。壓變換而用開關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)電路開閉的配電所。 位置：位置：設(shè)在車站、貨場(chǎng)附近、電力機(jī)務(wù)段、樞紐站等大宗負(fù)荷處。設(shè)在車站、貨場(chǎng)附近、電力機(jī)務(wù)段、樞紐站等大宗負(fù)荷處。 作用：作用：將供電臂分段，事故時(shí)縮小事故范圍，提高供電的可靠性、將供電臂分段，事故時(shí)縮小事故范圍，提高供電的可靠性、靈活性；減少變電所的復(fù)雜性；不改變電壓大小，只擴(kuò)大饋線回路數(shù)，靈活性；減少變電所的復(fù)雜性；不改變電壓

27、大小，只擴(kuò)大饋線回路數(shù)，相當(dāng)于配電所。相當(dāng)于配電所。（2）、）、分區(qū)亭分區(qū)亭（SP，分區(qū)所），分區(qū)所）section post：設(shè)置于兩：設(shè)置于兩個(gè)牽引變電所的中間，可使兩相鄰的接觸網(wǎng)供電區(qū)段實(shí)現(xiàn)個(gè)牽引變電所的中間，可使兩相鄰的接觸網(wǎng)供電區(qū)段實(shí)現(xiàn)并聯(lián)或單獨(dú)工作。并聯(lián)或單獨(dú)工作。 位置位置：設(shè)在兩個(gè)牽引變電所中間，增加供電的靈活性、可靠性：設(shè)在兩個(gè)牽引變電所中間，增加供電的靈活性、可靠性 作用作用：分相；越區(qū)供電；縮小事故的范圍：分相；越區(qū)供電；縮小事故的范圍（3）、）、自耦變壓器站（自耦變壓器站（AT所）所）auto transformer post二、牽引變電所一次側(cè)的供電方式二、牽引變電所

28、一次側(cè)的供電方式(1)單邊供電：?jiǎn)芜吂╇姡弘娔苡梢粋€(gè)方向送來電能由一個(gè)方向送來1C2C3C1A1B2B2A3A3B110kV35kV(2)兩邊供電：兩邊供電：就是牽引變電所的電能由電力系統(tǒng)中就是牽引變電所的電能由電力系統(tǒng)中兩個(gè)方向的發(fā)電廠送來。兩個(gè)方向的發(fā)電廠送來。(3)環(huán)形供電：環(huán)形供電：若干個(gè)發(fā)電廠、地方變電所通過高壓輸電線連若干個(gè)發(fā)電廠、地方變電所通過高壓輸電線連接成環(huán)形的電力系統(tǒng)，牽引變電所處于環(huán)形電力系統(tǒng)的一接成環(huán)形的電力系統(tǒng)，牽引變電所處于環(huán)形電力系統(tǒng)的一段環(huán)路之中。段環(huán)路之中。三、牽引供電系統(tǒng)的構(gòu)成方式三、牽引供電系統(tǒng)的構(gòu)成方式(1)牽引供電系統(tǒng)向接觸網(wǎng)的供電方式牽引供電系統(tǒng)向接

29、觸網(wǎng)的供電方式、單線區(qū)段、單線區(qū)段 一邊供電一邊供電 兩邊供電兩邊供電、雙線區(qū)段、雙線區(qū)段 同相一邊并聯(lián)供電同相一邊并聯(lián)供電 同相一邊分開供電同相一邊分開供電 雙邊紐結(jié)供電雙邊紐結(jié)供電(2)牽引供電系統(tǒng)向電力機(jī)車的供電方式牽引供電系統(tǒng)向電力機(jī)車的供電方式 直接供電方式直接供電方式(DF) Direct feed 帶回流線的直接供電方式帶回流線的直接供電方式(DN供電方式供電方式) 自耦變壓器供電方式自耦變壓器供電方式(AT供電方式供電方式) Auto-Transformer 吸流變壓器供電方式吸流變壓器供電方式(BT供電方式供電方式) Booster-Transformer 同軸電力電纜供電方式（同軸電