高速鐵路概論南京鐵道職業技術學院2021.03——單元3：高速鐵路牽引供電牽引供電系統是指從三相電力系統接受電能向單相交流電氣化鐵道行駛的列車輸送電的電氣網絡。一、牽引供電系統1、牽引供電系統構成（1）供電電壓我國高速鐵路的供電制式為工頻單相交流制。牽引網標稱電壓為25kV,長期最高工作電壓為27.5kV,短時(5min)最高電壓為29kV,最低電壓為20kV。一、牽引供電系統2、供電電壓與外部電源（2）外部電源我國的高速鐵路均優先采用220V電源電壓,牽引變電所設2回獨立220kv進線,互為熱備用。（3）牽引變電所向牽引網的供電高速鐵路普遍采用單邊供電。根據運行方式的不同，可以分為上下行分開供電、并聯供電和全并聯供電三種方式一、牽引供電系統2、供電電壓與外部電源（4）牽引網供電方式高速鐵路牽引網一般采用帶負饋線的直接供電方式和AT供電方式。帶負饋線(也常被稱作回流線)的直接供電方式牽引網拓撲結構如圖所示。一、牽引供電系統2、供電電壓與外部電源（4）牽引網供電方式高速鐵路牽引網一般采用帶負饋線的直接供電方式和AT供電方式。帶負饋線(也常被稱作回流線)的直接供電方式牽引網拓撲結構如圖所示。我國普速鐵路,包括部分提速到200km/h的客貨混跑線路大量采用帶負饋線的直接供電方式,供電臂長度一般為20-25km。一、牽引供電系統2、供電電壓與外部電源（4）牽引網供電方式AT供電方式沿線路設置變比2:1的并聯自耦變壓器，接觸網、鋼軌與正饋線構成2×25kV系統,接觸網與正饋線間的額定電壓為55kV,動車組運行的接觸網與鋼軌間額定電壓保持27.5kV不變。我國新建的250km/h及以上高速鐵路普遍采用AT供電方式,供電臂長度一般為30-40km,設2個或3個AT段。一、牽引供電系統2、供電電壓與外部電源牽引變電所從公用電力系統接受電能,通過變壓器將電能從三相110kV或220kV變換成1個或2個單相27.5kV,對AT系統則為55kV或2×27.5kV,并向兩側鐵路上、下行的牽引網供電。牽引變電所的核心設備是主變壓器一、牽引供電系統3、牽引變電所還包括室外室內設備分區所設于兩變電所之間,把電氣化鐵道牽引網分成不同供電區段,裝有開關設備,根據運行需要可以連接同一供電臂的上、下行牽引網,或連接相鄰供電臂以實現越區供電。越區供電是指當一個牽引變電所故障退出運行時,原先由它供電的牽引網區段,改由它兩側的牽引變電所來承擔,這是提高牽引供電系統可靠性的重要手段。一、牽引供電系統4、分區所開閉所實際上就是開關站,多設于鐵路樞紐,一般兩路進線、多路饋線,每路進線和饋線上都設有斷路器,用以實現對站場各股道群的分別供電控制,可以靈活地對站場各分區接觸網停、供電,在斷路器上可實現短路故障保護,從而可以縮小事故停電范圍,增強供電可靠性一、牽引供電系統5、開閉所AT供電系統中,除變電所、分區所外,在牽引網上放置自耦變壓器的場所。6、自耦變壓器所接觸網沿鐵路線路露天敷設,通過接觸線和受電弓的滑動接觸把電能輸送給電力機車,是高速鐵路的重要供電設施。接觸網主要由接觸懸掛、支持與定位裝置、補償下錨裝置、支柱與基礎以及軸助供電設施等構成。與電力系統的輸電線相比,接觸網具有無備用、結構復雜、存在與受電弓的動態相互作用、故障率高等特點。二、接觸網1、高速鐵路接觸網構成接觸懸掛由接觸導線、承力索和吊弦組成，是傳輸電流的主體。高速鐵路接觸網一般采用鏈型懸掛方式,高速鐵路接觸網的跨距較短,各國高速鐵路接觸網多采用50m長跨距。二、接觸網（1）接觸懸掛簡單鏈形懸掛二、接觸網（1）接觸懸掛彈性鏈型懸掛復式鏈型懸掛二、接觸網（1）接觸懸掛接觸導線承力索吊弦二、接觸網（2）支持與定位裝置二、接觸網（3）補償下錨裝置為滿足接觸網在供電和機械兩方面的需求,將接觸網分成若干一定長度且相互獨立的分段,每一個分段叫錨段。錨段與錨段之間的銜接部分被稱作錨段關節。高速列車通過錨段關節時,受電弓應能平滑、安全地由一個錨段過渡到另一個錨段,且弓網接觸良好。二、接觸網2.自動過分相在單相交流牽引供電系統中,為了平衡電力系統的A、B、C各相負荷,一般要實行A、B相輪流供電。所以A、B相之間要進行可靠的電氣隔離,稱之為電分相。根據結構的不同，可分為分相絕緣器式電分相和錨段關節式電分相。高速鐵路接觸網中一般采用錨段關節式電分相。我國高速鐵路接觸網在A、B兩相之間存在了一個中性段。車運行到中性段時無法獲取電能,只能“情行”通過。（1）電分相二、接觸網2.自動過分相車載斷電自動過電分相裝置（2）自動過分相方式地面自動轉換電分相裝置電分相裝置二、接觸網3.受電弓與弓網受流接觸網的受流性能不僅與接觸網有關,也與受電弓有關。接觸網和受電弓是一對相互耦合的動態受流系統。（1）受電弓二、接觸網3.受電弓與弓網受流受電弓與接觸線之間需要一定的接觸壓力。國際上一般以50N接觸壓力為標準,當接觸壓力大于50N時,弓網間處于良好接觸狀態,受電弓正常受流；當接觸壓力小于50N時,弓網間接觸狀態變差,接觸電阻增大,影響電能傳輸。當接觸壓力為0時,弓網在機械上脫離并伴隨著電弧放電現象。（2）接觸壓力（3）弓網離線200km/h及以上的高速鐵路,離線率最好不要超過5%,