電氣化鐵路牽引供電基本知識(shí)匯報(bào)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(jì)要點(diǎn)受電弓與車輛接口技術(shù)牽引供電系統(tǒng)安全運(yùn)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(dòng)力的鐵路，通過牽引供電系統(tǒng)向電力機(jī)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(shí)現(xiàn)了高效、安全、環(huán)保的鐵路運(yùn)輸。發(fā)展歷程定義與發(fā)展歷程電氣化鐵路優(yōu)勢(shì)電力機(jī)車具有高效率、低能耗的特點(diǎn)，相比內(nèi)燃機(jī)車可節(jié)省大量能源。電力機(jī)車無廢氣排放，減少了對(duì)環(huán)境的污染。電氣化鐵路可實(shí)現(xiàn)重載、高速運(yùn)輸，提高鐵路運(yùn)輸能力。電力機(jī)車維護(hù)成本低，使用壽命長(zhǎng)，可降低運(yùn)營成本。能源利用效率高環(huán)保運(yùn)輸能力大運(yùn)營成本低

國內(nèi)外現(xiàn)狀及趨勢(shì)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(shí)現(xiàn)了電氣化鐵路的建設(shè)和運(yùn)營。國外現(xiàn)狀德國、日本等發(fā)達(dá)國家在電氣化鐵路方面具有較高的技術(shù)水平，并實(shí)現(xiàn)了高速、重載、智能化的鐵路運(yùn)輸。發(fā)展趨勢(shì)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(shí)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(jī)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(jī)車從接觸網(wǎng)取得電能的電氣設(shè)備，安裝在機(jī)車或動(dòng)車車頂上。接觸網(wǎng)沿鐵路線上空架設(shè)的向電力機(jī)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(jī)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(yùn)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(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性?；亓骶€連接鋼軌和牽引變電所負(fù)極的導(dǎo)線，用于將電力機(jī)車的牽引電流回流至牽引變電所?；亓骶€及軌道電路03實(shí)現(xiàn)方式通過合理的接線設(shè)計(jì)和設(shè)備配置，實(shí)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(gè)供電區(qū)段，每個(gè)區(qū)段由相應(yīng)的牽引變電所供電。02越區(qū)供電當(dāng)某個(gè)牽引變電所因故障或其他原因不能正常供電時(shí)，通過相鄰的牽引變電所進(jìn)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(jì)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(qiáng)、過載能力大、溫升限制嚴(yán)格等特點(diǎn)。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(diǎn)，在高速鐵路等場(chǎng)合應(yīng)用廣泛。變壓器類型及特點(diǎn)將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，以供直流牽引電機(jī)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(diǎn)。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(bǔ)償?shù)囊饬x在牽引供電系統(tǒng)中，由于牽引負(fù)荷的波動(dòng)性和非線性，會(huì)產(chǎn)生大量的無功功率。無功補(bǔ)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(bǔ)償裝置類型包括并聯(lián)電容器、靜止無功補(bǔ)償器（SVC）和靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）等。不同類型的無功補(bǔ)償裝置具有不同的工作原理和性能特點(diǎn)，適用于不同的牽引供電系統(tǒng)。無功補(bǔ)償裝置作用VS在牽引供電系統(tǒng)中，保護(hù)裝置用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或異常時(shí)，及時(shí)切斷故障部分，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。常見的保護(hù)裝置包括過流保護(hù)、速斷保護(hù)、接地保護(hù)等。自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引供電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動(dòng)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(dòng)控制系統(tǒng)可以提高牽引供電系統(tǒng)的運(yùn)行效率和可靠性，降低運(yùn)營成本。保護(hù)裝置的作用保護(hù)裝置與自動(dòng)控制系統(tǒng)04接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)要點(diǎn)接觸網(wǎng)懸掛類型及特點(diǎn)簡(jiǎn)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(jiǎn)單，支柱高度低，支撐點(diǎn)承受的負(fù)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(diǎn)承受的負(fù)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(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，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(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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(jìn)行張力計(jì)算。線索張力計(jì)算通過調(diào)整吊弦長(zhǎng)度、更換不同規(guī)格的線索或采用張力補(bǔ)償裝置等方法進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整方法線索張力計(jì)算與調(diào)整方法根據(jù)電壓等級(jí)和污穢等級(jí)選擇適當(dāng)?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(yán)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(dòng)裝置等部分組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、升弓高度低等優(yōu)點(diǎn)，適用于低速列車。菱形受電弓由兩個(gè)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(diǎn)，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(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于高速列車。受電弓結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)升降弓時(shí)間受電弓從落弓位置升至工作高度的時(shí)間應(yīng)滿足列車運(yùn)行要求，同時(shí)降弓時(shí)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(dòng)。受電弓動(dòng)態(tài)性能要求接口尺寸車輛接口尺寸應(yīng)符合國際標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)，確保與不同型號(hào)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(jī)械性能車輛接口應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，以承受受電弓傳遞的力和振動(dòng)。車輛接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范定期對(duì)受電弓進(jìn)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?，F(xiàn)象。外觀檢查功能測(cè)試清潔保養(yǎng)更換磨損件對(duì)受電弓的升降功能、接觸壓力等進(jìn)行測(cè)試，確保其性能符合要求。定期對(duì)受電弓進(jìn)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(shí)更換磨損嚴(yán)重的零部件，如滑板、軸承等，以延長(zhǎng)受電弓的使用壽命。受電弓檢測(cè)與維護(hù)保養(yǎng)方法06牽引供電系統(tǒng)安全運(yùn)行管理建立完善的安全運(yùn)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(jí)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(duì)牽引供電系統(tǒng)的特點(diǎn)和運(yùn)行要求，制定詳細(xì)的安全操作規(guī)程，規(guī)范操作人員的行為。加強(qiáng)安全教育和培訓(xùn)定期開展安全教育和培訓(xùn)活動(dòng)，提高操作人員的安全意識(shí)和操作技能水平。安全運(yùn)行管理制度體系建立030201巡視檢查實(shí)施按照計(jì)劃進(jìn)行巡視檢查，記錄設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理潛在問題。缺陷處理流程對(duì)發(fā)現(xiàn)的缺陷進(jìn)行評(píng)估和分類，制定相應(yīng)的處理措施和計(jì)劃，及時(shí)消除缺陷，確保設(shè)備安全運(yùn)行。制定設(shè)備巡視檢查計(jì)劃根據(jù)設(shè)備的重要性和運(yùn)行狀況，制定合理的巡視檢查計(jì)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(dòng)，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(jìn)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