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文檔簡介

供電基礎知識培訓供電基礎知識培訓一、電力系統概述二、鐵路供電系統行車供電系統牽引供電系統三、供電調度簡介四、故障案例供電基礎知識培訓一、電力系統概述如圖所示,電力系統是從發電、輸電、變電、配電到用電的一個有機整體,動力源可以是水能、熱能等傳統能源,也可以是太陽能、風能、核能等新能源。而鐵路供電系統是電力系統中具有特殊負荷特性的一個子系統。電力系統通過發電廠將一次能源轉換成電能,再通過升壓、輸電、降壓、配電后供給各級用戶。在電力系統中,將一定的交流電從發電廠輸送到用戶,通常需要經過很長的輸電線,只有采用高壓輸電,才能減小輸電電流,從而降低輸電過程中的損耗。而發電機因受絕緣等條件的限制,輸出的電壓不可能很高,因此需要用變壓器將電壓升高后在進行輸送;而在用戶端又需用變壓器再降低電壓,以保證用電過程的安全。發電機升壓輸電線降壓動力源鐵路供電系統配電線地方供電系統一、電力系統原理一、電力系統原理電力系統的基本構成如圖所示,電力系統是從發電、輸電、變電、配電到用電的一個有機整體,動力源可以是水能、熱能等傳統能源,也可以是太陽能、風能、核能等新能源。而鐵路供電系統是電力系統中具有特殊負荷特性的一個子系統。電力系統通過發電廠將一次能源轉換成電能,再通過升壓、輸電、降壓、配電后供給各級用戶。在電力系統中,將一定的交流電從發電廠輸送到用戶,通常需要經過很長的輸電線,只有采用高壓輸電,才能減小輸電電流,從而降低輸電過程中的損耗。而發電機因受絕緣等條件的限制,輸出的電壓不可能很高,因此需要用變壓器將電壓升高后在進行輸送;而在用戶端又需用變壓器再降低電壓,以保證用電過程的安全。發電機升壓輸電線降壓地方負荷動力源鐵路供電系統配電線一、電力系統原理1.發電:將一次能源轉變成電能的過程叫發電。例如,水電廠將水的動能轉化成電能,火電廠將礦物能燃燒轉化成電能。發電機因受絕緣等條件的限制,輸出的電壓不可能很高。2.變電:將一種等級電壓轉變成另一種等級電壓叫變電。變電可分為升壓變電和降壓變電。2.1升壓:從發電廠輸送到用戶,通常需要經過很長的輸電線,因此需要用變壓器將電壓升高后在進行輸送,才能減小輸電電流,從而降低輸電過程中的損耗。2.2降壓:將輸電線的電壓降低后配給各級用戶,以保證用電過程的安全。一、電力系統原理線路電壓(kV)輸送功率(kW)輸送距離(km)0.2250以下0.15以下0.38100以下0.6以下6100—12004—1510200—20006—20352000—1000020—5011010000—5000050200000200—300330400000—600000300—400500600000—10000000400—6003.輸電網:將電能由發電廠輸送到降壓變電所間的電力網叫輸電網。一般電壓等級為110kV及以上。根據輸電電壓的不同又分為高壓輸電網(110-220kV)、超高壓輸電網(330-750kV)、特高壓輸電網(1000kV及以上)4.配電網:將電能直接輸送到用戶的電力網叫配電網。一般電壓等級為110kV以下。根據配電電壓的不同又分為高壓配電網(110以下至1kV)、低壓配電網(1kV以下)不同電壓等級的線路,所能輸送功率的大小和輸送距離的遠近都不同,其大致關系見下表:一、電力系統原理5.電氣設備的高低壓分類電氣設備一般可分為高壓和低壓兩種:高壓:電壓等級在1000V及以上者;低壓:電壓等級在1000V以下者。一、電力系統原理6.電網中性電接地方式電力系統中性點與大地之間的電氣連接方式,稱為電網中性點接地方式。一般來說,電網中性點接地方式也就是變電所中變壓器中性點接地方式。輸電網一般采用中性點大電流接地方式(直接接地和小電阻接地),發生單相接地故障時,接地短路電流很大,能迅速動作跳閘,切除故障。高壓配電網一般采用中性點小電流接地方式(不接地或經消弧線圈接地),發生單相接地故障時,接地短路電流較小,可不立即跳閘,可帶單相接地故障運行2小時。低壓配電網一般采用中性點直接接地方式,接線方式為三相四線制或三相五線制。一、電力系統原理三相四線制:三相交流星形接線系統中,用四根導線傳輸電能的方式。其中三根導線分別接在三相的端點A、B、C上,一根導線(又稱零線)接在星形連接的中性點上,可同時獲得線電壓或相電壓。廣泛用于380V/220V低壓配電網。三相五線制:在三相四線制中,把零線的兩個作用分開,即一根線做工作零線,用于構成供電回路,另一根線專做保護零線,與用電設備外殼相連,僅起保護作用。兩根線僅在變壓器中性點有電氣連接。能夠有效的隔離三相四線制有故障造成的危險電壓,使用電設備外殼始終保持在地電位,從而消除了用電設備外殼產生危險電壓的隱患。二、鐵路電力供電系統二、鐵路電力供電系統鐵路供電系統處于電力系統末端,并直接面對用戶部分,主要為鐵路運輸生產服務。二、鐵路電力供電系統1.電力供電系統電力是鐵路運輸生產的重要能源。它與提高運輸效率,保證行車安全有著密切關系。自動閉塞電線路、電力貫通線路及鐵路變、配電所,電源線路等設施構成的電力供電網絡是鐵路重要的行車設備。鐵路電力供電系統是鐵路運輸的重要組成部分。主要任務是:不斷提高供電質量和可靠性,滿足鐵路運輸生產需要。

二、鐵路電力供電系統鐵路電力供電線路:一般由沿鐵路全線設置的一條自閉電力線路(一級貫通電力線路)和一條貫通電力線路(綜合貫通電力線路)。自閉貫通電線路電壓等級通常為10kV,供電距離為30-50m,特殊情況下(如青藏鐵路、如哈局管內加格達奇-大楊樹區間、烏奴爾-博克圖區間)采用35kV電壓等級,供電距離超過100km。沿線與行車有關的通信、信號、綜合調度系統等一級負荷由自閉線(一級貫通)提供主電源,貫通線(綜合貫通線)提供備用電源。其他用電負荷及各牽引變電所所用電源由貫通線(綜合貫通線)提供,在區間各用電點設置變壓器臺(箱式變電站)。二、鐵路電力供電系統電力供用電設備分管原則(行規附件2第13條)1.兩路電源供電的用電設備,其轉換裝置由使用部門負責管理,并應保證安全可靠性。2.對室內用電設備的供電:采用電纜引入方式,以電纜終端頭分界。信息機房、通信信號機械室為進線口附近室內開關箱中的電源端子。端子至引入電纜由供電段管理,開關(包括開關箱或防雷箱)至負荷側由用電單位管理。3.有兩路電源監控裝置的通信信號機械室,以電務配電盤中引入端子為界,引入線由供電段管理,端子及負荷側由電務部門管理。二、鐵路電力供電系統高鐵電力供用電設備分管原則:鐵總運[2015]

49號《高速鐵路電力管理規則》中規定:高鐵車站信號(通信)供電:采用外線電纜引入時,以信號、通信機械室(房)進線電纜終端頭(不含端子)為界;采用內線電纜引入時,以車站信號變電所低壓配電柜出線端子(含端子)為界。高鐵車站供電:以車站綜合變電所低壓配電柜出線端子(含端子)為界。兩路電源的用戶,供電部門承擔兩路電源同時停電的責任,不承擔用戶設備故障導致兩路電源停電的責任,也不承擔一路電源正常另一路電源異常時由于用戶雙電源互投轉換裝置原因引發停電的責任。

二、鐵路電力供電系統普速鐵路,自閉貫通線通常為架空線,中性點不接地,發生單相接地的概率大,但多數為瞬時故障,能夠自行恢復,發生單相接地故障允許繼續運行2小時,這種單相接地故障短路電流很小,不利于快速確定故障點。變壓器自閉或貫通線低壓配電箱二、鐵路電力供電系統高速鐵路:為提高供電可靠性,一級、綜合貫通線多采用電纜線路并埋入專門的電纜溝,中性點經消弧線圈接地或直接接地,利于準確判定故障點位置。二、鐵路電力供電系統電壓互感器1所用變1所用變2電壓互感器2電源進線1電源進線2安宋一貫大安一貫宋安綜貫安大綜貫斷路器隔離開關調壓器安肇自閉讓安自閉安讓貫通肇安貫通二、鐵路電力供電系統區間箱變安宋一貫大安一貫宋安綜貫斷路器隔離開關安達配電所大慶東站信號變電廳哈齊客專行車供電供電臂示意圖安大綜貫三、電氣化鐵路牽引供電系統三、電氣化鐵路牽引供電系統

電氣化鐵路牽引供電系統為電氣化鐵路的電力機車(動車組)提供電能。電能產生電能傳輸電能饋出機車受流三、電氣化鐵路牽引供電系統1.電氣化鐵路概述我國鐵路運輸的牽引動力,目前主要有蒸汽牽引、內燃牽引和電力牽引三種形式。以電力牽引作為主要牽引方式的干線鐵路稱為電氣化鐵路。電氣化鐵路:設有牽引變電所、接觸網并以電力作為牽引動力的鐵路。由牽引變電所、接觸網和電力機車三大部分組成。我國第一條電氣化鐵路始建于1958年,1961年8月15日寶成鐵路寶雞—風州段91km建成通車,采用了較先進的單相工頻交流供電方式。三、電氣化鐵路牽引供電系統2.電氣化鐵路的優越性一、能多拉快跑,提高運輸能力。由于電力機車功率大、速度快,因而能多拉快跑,提高牽引噸數,縮短在區間運行時間,從而可以大幅度提高運輸能力。二、能綜合利用資源,降低燃料消耗。由于電力機車的能源可以來自多方面,因而可以綜合利用資源。三、能降低運輸成本,提高勞動生產率。由于電力機車構造簡單,牽引電動機和電氣設備工作穩定可靠,因而機車檢修周期長,維修量少,可以減少維修費用和維修人員。電力機車不需要添煤、加水和加油,整備作業少,宜長交路行駛,因而可以少設機務段,乘務人員和運用機車臺數相應減少。這樣就降低了運輸成本,提高了勞動生產率。四、能改善勞動條件,不污染環境。由于電力機車沒有煤煙,使機車乘務員不受有害氣體侵害,同時也對沿線的環境不產生污染。

三、電氣化鐵路牽引供電系統3.牽引供電系統概述牽引供電系統是將電能從電力系統傳送給電力機車的電力裝置的總稱。由牽引變電所、饋電線、接觸網、軌道回路、回流線等構成。牽引變電所電能經高壓輸電線由電力系統通過牽引變壓器后由饋線供電給接觸網。電力機車通過受電弓由接觸網上接受電能并經電力機車用電設備、接地裝置、回流線返回牽引變電所。牽引變電所牽引網工頻單相交流25kV供電線回流線接觸網鋼軌牽引變壓器220kV發電機升壓變壓器高壓輸電線路降壓變壓器用電設備降壓變壓器工頻三相交流三、電氣化鐵路牽引供電系統

牽引供電回路基本形式4.牽引供電方式

a.主要有直接供電、AT供電、帶回流線的直接供電和BT供電四種方式。

b.BT供電方式由于供電能力差、能耗大、造價較高等缺點已經基本不采用。

c.目前哈局管內普速京哈線、哈齊客專、牡綏新線及在建的濱洲電氣化改造線路,均采用帶回流線的直接供電方式。京哈高鐵采用AT供電方式。三、電氣化鐵路牽引供電系統直接供電方式:牽引電流通過電力機車后直接從鋼軌或大地返回牽引變電所。

a.優點是結構簡單,投資最少,維護費用低。

b.缺點在負荷電流較大的情況下,鋼軌電位高,對弱電系統的電磁干擾較大。三、電氣化鐵路牽引供電系統BT供電方式:沿線路架設一條回流線,每隔一定距離在接觸網和回流線內串聯接入吸流變壓器,使回流由回流線返回牽引變電所。

a.優點是減輕了對鄰近通信線路的干擾。

b.缺點是牽引網阻抗大、能耗大、造價較高。三、電氣化鐵路牽引供電系統帶回流線的直接供電方式:相對直接供電方式增加一條回流線,相對BT供電方式取消掉吸流變壓器,回流電流一部分經回流線,一部分經鋼軌和大地返回牽引變電所。優點:鋼軌電位和對通信線路的干擾有所改善,鋼軌電位降低;牽引網阻抗降低,供電距離增長;對弱電系統的電磁干擾減小。三、電氣化鐵路牽引供電系統AT供電方式:沿線路架設一條正饋線,每隔一定距離在接觸網與正饋線之間并聯接入自耦變壓器,其中性點與鋼軌相接。

a.優點是阻抗小,供電距離長,防干擾效果好。適合高速、大功率電力機車運行。

b.缺點是造價高,接觸網結構結構復雜,供變電設施較多,運營維護難度較大。三、電氣化鐵路牽引供電系統三、電氣化鐵路牽引供電系統5.電力機車電力機車工作原理:通過受電弓將接觸網的高壓電源引入機車內部,經車載變壓器變壓后向車載電動機提供電能,車載電動機將電能轉換為動能。目前我國電力機車根據傳動方式不同分為交直型和交直交型兩種。哈局管內運行:交直型:SS4改、SS9。交直交型:CRH5、CRH380B、HXD36.牽引變電所工作原理、主要設備

a.牽引變電所的工作原理是把電力系統的三相高壓電變成電力機車所需要的電能。

b.主要設備有牽引變壓器、高壓開關設備、互感器、二次回路、自用電系統、回流接地和防雷裝置等。高壓開關設備包括斷路器和隔離開關等。

c.在正常情況下操作斷路器切斷或接通電路;

d.在故障情況下,保護裝置作用于斷路器自動跳閘切除故障。三、電氣化鐵路牽引供電系統哈西變電所室外設備視頻三、電氣化鐵路牽引供電系統隔離開關避雷器電壓互感器電流互感器220kV電源進線牽引變電所220kV高壓設備SF6斷路器SF6斷路器牽引變壓器的作用是將高壓220kV變成27.5kV或55kV(AT供電方式)的電能。三、電氣化鐵路牽引供電系統主變壓器主變高壓側220kV主變低壓側27.5kV斷路器:用以保護和控制電力系統的自動開關。具有強烈的滅弧能力,不但可以接通或斷開正常的負荷電流,還可以斷開故障情況下的短路電流。

室外220kV六氟化硫斷路器室內27.5kV真空斷路器

三、電氣化鐵路牽引供電系統三、電氣化鐵路牽引供電系統27.5KV真空斷路器①合閘按鈕②分閘按鈕③彈簧儲能點④彈簧儲能指示⑤分合閘指示器⑥分合閘計數器⑦手車腳踏板⑧二次電纜三、電氣化鐵路牽引供電系統27.5KV真空斷路器⑨電流互感器⑩真空滅弧室真空斷路器是利用真空作為消弧和絕緣介質,由真空滅弧室、導電回路、接觸系統、殼體支撐部分、操作機構和傳動部分組成,具有性能可靠,壽命長等特點。三、電氣化鐵路牽引供電系統隔離開關:一種沒有滅弧裝置的開關電器。作用是檢修時隔離電源,使檢修設備與帶電設備間有明顯斷開點。嚴禁帶負荷操作隔離開關。互感器:包括電壓互感器和電流互感器。作用是可以對高電壓、大電流進行間接測量,從而保證測量儀表及人身的安全。二次回路:包括測量儀表、監視裝置、信號裝置、控制裝置、繼電保護、自動裝置和遠動裝置等。作用是正確反映一次系統的工作狀態,控制一次系統的運行操作。

27.5kV真空斷路器隔離開關隔離開關控制手柄牽引變電所27.5kV高壓設備27.5kV母線三、電氣化鐵路牽引供電系統27.5KV單極隔離開關①閘刀②機構箱③手動搖把插頭④輔助結點三、電氣化鐵路牽引供電系統

27.5KV電壓互感器①27.5KV高壓端②一次線圈接地端互感器:包括電壓互感器和電流互感器。作用是可以對高電壓、大電流進行間接測量,從而保證測量儀表及人身的安全。三、電氣化鐵路牽引供電系統綜合自動化系統對現場的運行設備進行監視和控制,以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能。三、電氣化鐵路牽引供電系統自用電系統:又稱所用電。分為交流自用電和直流自用電兩個系統。交流自用電由一路10kV貫通電源、一路母線27.5kV電源供電,互為備用。分別通過變壓器變為220V后向所內直流系統、照明系統等供電。直流自用電由蓄電池組、整流充電裝置及直流配電系統組成。作用是向所內設備操作、控制、保護和信號回路供電。回流接地和防雷裝置:牽引變電所的保護接地和工作接地采用同一個環狀接地網。主變壓器牽引側接地端與接地網相連,也與鋼軌、回流線相連,從而形成牽引電流的回流通路。

10KV所用變①手動隔離開關②變壓器本體③溫度指示器三、電氣化鐵路牽引供電系統27.5KV所用變①變壓器本體②溫度指示器三、電氣化鐵路牽引供電系統回流接地和防雷裝置:牽引變電所的保護接地和工作接地采用同一個環狀接地網。主變壓器牽引側接地端與接地網相連,也與鋼軌、回流線相連,從而形成牽引電流的回流通路。三、電氣化鐵路牽引供電系統

回流箱①回流母排②電流互感器三、電氣化鐵路牽引供電系統

27.5KV避雷器及穿墻套管①27.5KV穿墻套管②27.5KV避雷器③27.5KV避雷器動作計數器

三、電氣化鐵路牽引供電系統三、電氣化鐵路牽引供電系統27.5kV饋電線27.5kV出口27.5kV饋電線三、電氣化鐵路牽引供電系統7.牽引變壓器主接線牽引變壓器主接線常用單相接線(普速京哈線)、單相V/V接線(京哈高鐵、哈齊客專、牡綏新線)、斯科特接線及三相/兩相平衡接線等。(A)(B)CT單相接線變壓器普速京哈線采用(C)CTVv接線變壓器1哈齊、牡綏采用(A)(B)CTFVv接線變壓器2京哈高鐵采用(C)(A)(B)三、電氣化鐵路牽引供電系統8.分區所、AT所、開閉所分區所:不進行電壓轉換而用開關設備將兩相鄰接觸網供電區段實現并聯并可以實現越區供電的處所。開閉所:不進行電壓變換而用開關設備實現電路開閉的配電所。AT所:僅在AT(自耦變壓器)供電方式中設置,作用是改善電壓水平和防干擾性能。

9.鐵路遠動系統鐵路供電遠動系統是保證鐵路運輸安全暢通的主要技術裝備,是保障供電設備安全可靠運行的基礎設施,是鐵路供電系統的重要組成部分。供電遠動系統由調度主站、遠動傳輸通道、被控站和復示設備構成。供電遠動系統包括牽引供電遠動系統和電力遠動系統。供電遠動系統調度主站應集中設置總公司、鐵路局,并按照高鐵、普速兩套系統分別設置。高鐵調度主站監控高速鐵路牽引供電、電力設備運行。普速調度主站監控普速鐵路牽引供電設備運行。普速電力遠動系統調度主站應設置在供電段。供電調度通過遠動系統監控供電系統運行、采集測量數據并遠程控制牽引變電所、接觸網的開關設備實現施工停送電,故障時實現切除故障區段,恢復無故障區段供電。三、電氣化鐵路牽引供電系統10.高速鐵路供電安全檢測監測系統(6C)簡介高速鐵路的快速發展和運營品質的需要,對于鐵路牽引供電系統供電設備的安全運行提出了更高的要求。為確保高鐵動車組運營,提高動車組的供電安全性、可靠性,應構建高速鐵路供電安全檢測監測系統(6C系統)。其目的是對高速鐵路的牽引供電系統進行全方位、全覆蓋的綜合檢測監測。主要功能是對高速鐵路的牽引供電系統進行全方位、全覆蓋的綜合檢測監測,主要包括對高速接觸網懸掛參數合弓網運行參數等檢測(C1裝置)、在運營的動車組上對接觸網的懸掛部分進行進行周期性圖像采集和分析(C2裝置)、在運營的動車組上對接觸網參數及技術狀態的在線檢測(C3裝置)、對接觸網懸掛、腕臂結構、附屬線索和零部件的高清圖像檢測(C4裝置)、對動車組受電弓滑板狀態的實時監測(C5裝置)、對接觸網運行參數和供電設備參數的實時在線監測(C6裝置)。在前期各種檢測設備運行基礎上,通過完善功能、技術集成,形成完整的系統性、平臺化的高速鐵路供電安全檢測監測(6C)系統。三、電氣化鐵路牽引供電系統C1.高速弓網綜合檢測裝置高速弓網綜合檢測裝置為在綜合檢測列車安裝的車載式接觸網檢測設備,隨著綜合檢測列車在高速鐵路上巡回檢測運行,對高速鐵路接觸網的參數合狀態、高速弓網關系進行綜合檢測。C2.接觸網安全巡檢裝置接觸網安全巡檢裝置為在運營動車組上臨時安裝的檢測設備,對接觸網的狀態進行檢測,統計分析接觸網懸掛部件技術狀態,指導接觸網狀態維修。C3.車載接觸網運行狀態檢測裝置在運營的動車組加裝車載接觸網運行狀態檢測裝置,隨著運營動車組的運行監測接觸網的運行狀態,以實現高速鐵路接觸網狀態的全覆蓋、全天候的動態檢測。三、電氣化鐵路牽引供電系統C4.接觸網懸掛狀態檢測監測裝置接觸網懸掛狀態檢測監測裝置安裝在接觸網作業車或專用車輛上,周期性的對接觸網懸掛系統的零部件及接觸網幾何參數,特別是腕臂區域的零部件進行高分辨率成像檢測,在檢測數據的自動識別與分析的基礎上,形成維修建議,指導接觸網檢修。C5.受電弓滑板監測裝置在高速鐵路的車站、動車組出入庫區域、車站咽喉區加裝受電弓滑板監測裝置,監測動車組受電弓滑板的技術狀態,及時發現運營動車組受電弓滑板的異常狀態,指導故障消缺,確保接觸網和受電弓的運行狀態良好。C6.接觸網及供電設備地面監測裝置為在接觸網特殊斷面(如:定位點、隧道出入口)及牽引變電所設置的監測設備,監測接觸網張力、振動、抬升量、線索溫度、補償位移;供電設備的絕緣狀態、電纜頭溫度等參數,指導接觸網及供電設備的維修。三、電氣化鐵路牽引供電系統四、認識接觸網1.接觸網概述沿鐵路線路上空假設,向電力機車及電動車組提供電能的特殊形式的輸電線路。四、認識接觸網四、認識接觸網2.接觸網的特點:接觸網是露天設置的輸電線、單一、沒有備用、電力機車的受電弓與其滑動接觸、負載是移動和變化的,其職能決定了具有以下特性:(1)具有明顯的周邊特性:與沿線建筑、電力、通信設施相互影響。(2)具有明顯的氣候特性:與溫度、濕度、冰雪、大風、大霧、雷電、環境污穢等大氣因素的相互作用明顯。(3)具有明顯的不備用特性:一旦發生故障或事故,影響列車運行。(4)具有明顯的機電復合特性:具備穩定的空間結構、動靜態特性和高的波動傳播速度特性,同時具備輸電線路的特性。

(5)負荷具有明顯的不確定性和移動性:高速移動不確定和隨機供電負荷。(6)具有明顯的多學科交叉特性:涉及電氣、機械、力學、地質、材料、環保等學科領域。四、認識接觸網3.接觸網的組成:接觸網由支柱、基礎、支持和定位裝置、接觸懸掛四大部分組成。四、認識接觸網3.1支柱:布置在線路一側,與線路中心保持一定的限界,并將接觸懸掛支持在鐵路上方,其選型是根據其工作狀態下所承受的垂直和水平負責進行計算來確定。四、認識接觸網3.2支持和定位裝置支持和定位裝置是接觸網弓網受流的關鍵部件。作用一是承載接觸懸掛的重量。作用二是將接觸線定位。其分類如下:四、認識接觸網一般支持裝置結構四、認識接觸網中間柱支持裝置:只安裝一個腕臂,懸吊一支接觸懸掛。四、認識接觸網轉換柱支持裝置:分非絕緣和絕緣兩類,安裝兩套腕臂,懸吊兩支接觸懸掛,一支為工作支,另一支為非工作支。四、認識接觸網中心柱支持裝置:位于四跨絕緣錨段關節的兩轉換支柱之間,安裝兩套腕臂,懸吊兩支接觸懸掛均為工作支,兩支接觸導線為等高。四、認識接觸網錨柱支持裝置四、認識接觸網雙線隧道獨立吊柱支持裝置四、認識接觸網雙線隧道共用吊柱支柱裝置四、認識接觸網軟橫跨:在站場或多股道接觸懸掛借助于橫向線索懸掛,并固定在線路兩側的兩根支柱上,軟橫跨具有橫向承力索、上部定位索和下部定位索。哈局管內用于普速線站場。四、認識接觸網硬橫跨(梁):在站場或多股道接觸懸掛借助于硬橫梁吊柱旋轉腕臂懸掛,并固定在線路兩側的兩根支柱上。哈局管內多用于京哈高鐵、哈齊客專站場。四、認識接觸網定位裝置:為了使電力機車受電弓滑板在運行中與接觸線良好地接觸取流,需將接觸線按受電弓的運行要求進行定位,這種對接觸線進行定位的裝置稱為定位裝置。定位裝置的主要作用是:使接觸線始終在受電弓滑板的工作范圍內,并且使接觸線對受電弓的磨耗均勻;將接觸線所產生的水平力傳遞給腕臂。定位裝置由定位管、定位器、定位線夾及連接零件組成。定位方式大體分為正定位和反定位。正定位:通過定位管和定位器將接觸線拉向支柱側的定位方式稱為正定位。反定位:通過定位管和定位器將接觸線拉向支柱反側的定位方式稱為反定位。四、認識接觸網定位裝置僅對接觸線實行橫向定位:正反定位四、認識接觸網拉出值:在定位點處,接觸線偏移受電弓中心的距離稱為拉出值。為了使受電弓摩擦均勻和使接觸線不超出受電弓的工作范圍,需要將接觸線固定在相對于受電弓中心一定的位置上。在直線區段也稱為“之”字值。在任何情況下,拉出值不得大于450mm。運行速度km/h標準值安全值限界值v≤160直線區段±300mm;隧道及曲線區段符合設計設計值±30mm,但最大不超過:之字值400mm,拉出值450mm之字值450mm拉出值450mmv>160直線區段±200mm;曲線區段150~250mm設計值±30mm同安全值四、認識接觸網絕緣子:作用是保持接觸懸掛對地的電氣絕緣。由于絕緣子是串接在支持裝置或接觸懸掛中,所以絕緣子應具備承受一定機械負荷的能力。接觸網常用的絕緣子有:懸式、棒式和硅橡膠絕緣子三種類型。絕緣子的閃絡:絕緣子周圍的氣體或液體電介質被擊穿時,沿絕緣子表面放電的現象。絕緣子閃絡的原因:一是絕緣子表面和瓷群內表面污穢,受潮以后耐壓強度降低,使絕緣子表面形成放電回路,泄漏電流增大,當達到一定值時,造成表面擊穿放電。二是絕緣子表面污穢較少,但由于某種原因電壓過大,在過電壓的作用下使絕緣子表面閃絡放電。四、認識接觸網3.4接觸懸掛由接觸線、承力索、彈性吊索和吊弦組成。接觸懸掛的基本要求:接觸線與軌面高度盡量相等——限界和平直度要求。

接觸懸掛應具有均勻的彈性——弓網關系要求。

接觸懸掛應具有良好的穩定性——安全性要求。四、認識接觸網接觸網懸掛方式:四、認識接觸網簡單懸掛最高速度:80km/h四、認識接觸網簡單鏈形懸掛最高速度:250km/h四、認識接觸網彈性鏈形懸掛最高速度:350km/h及以上四、認識接觸網鏈形懸掛按線索相對位置分類四、認識接觸網直鏈型懸掛四、認識接觸網半斜鏈形懸掛四、認識接觸網接觸網線索:接觸線、承力索及附加導線。接觸線:作用是保證質量良好地向電力機車供電。接觸線應具有良好的導電性,具備足夠的機械強度和耐磨性。接觸線一般采用銅合金材質。銅銀合金線主要是提高導電率為主,一般適用于普速重載鐵路。銅鎂合金線主要是以提高抗拉強度為主,線索硬度較高,但導電率有較大下降,一般適用于高速快速鐵路。承力索:作用是通過吊弦將接觸線懸吊起來,提高懸掛的穩定性,與接觸線并聯供電。承力索應能承受較大的張力,具有較強的抗腐蝕能力,隨溫度變化較小。承力索一般采用銅合金絞線。四、認識接觸網接觸線斷面形狀:四、認識接觸網吊弦:四、認識接觸網吊弦:四、認識接觸網電連接:四、認識接觸網接觸網線岔接觸網的線岔是關系行車安全的關鍵設備之一,實際運行中,弓網故障多發生于此。在道岔處,兩組接觸懸掛相交處設置限制器,其作用是保證受電弓由一股道順利過渡到另一股道。

4.接觸網錨段

a.錨段的定義:在區間或站場上,根據供電和機械方面的要求,將接觸網分成若干一定長度且相互獨立的分段,這種獨立的分段稱為錨段。

b.錨段的作用:縮小事故范圍;便于加張力補償裝置;縮小因檢修而停電的范圍;便于實現電分段。四、認識接觸網懸掛類型錨段所在線路情況錨段長度(m)半補償鏈形懸掛直線區段(一般)1600直線區段(困難)1800直線和曲線各占一半時1300曲線占70%以上時1100全補償鏈形懸掛直線區段(一般)1800直線區段(困難)2000曲線占70%以上時不超過1500受電弓通過錨段關節視頻5.接觸網錨段關節

a.錨段關節的定義:兩個相鄰錨段的銜接部分稱為錨段關節。

b.錨段關節的作用:保證電力機車受電弓能平滑、安全地由一個錨段過渡到另一個錨段,且取流情況良好。

c.錨段關節按其用途分為非絕緣錨段關節和絕緣錨段關節兩種。

d.非絕緣錨段關節只起機械分段作用,不進行電分段,又可稱為電不分段錨段關節。

e.絕緣錨段關節不僅起機械分段作用,同時起同相電分段作用,又可稱為電分段錨段關節。四、認識接觸網四、認識接觸網中心錨節:設在錨段的中部,用于溫度變化過程中及故障時,限制承力索和接觸線向一側移動,同時在一端發生斷線故障時,不至于影響另一端接觸網。四、認識接觸網6.接觸網跨距和補償裝置接觸網跨距:同一組接觸懸掛在在相鄰支柱中心間的距離。張力自動補償裝置:裝在接觸網錨段的兩端,并串在接觸線、承力索上,其作用是在溫度變化時,錨段長度變化后盡量使接觸懸掛的張力及接觸線的位置保持基本穩定。主要形式:滑輪組式棘輪式彈簧式等四、認識接觸網滑輪組式補償裝置

四、認識接觸網棘輪式補償裝置

四、認識接觸網彈簧式補償裝置

四、認識接觸網7.接觸網接地為保障接觸網絕緣泄漏電流和故障短路電流回路暢通,接觸網的支持裝置、支柱、及其它電氣裝置必須進行保護接地,在隔離開關處,應進行安全接地。

8.接觸網的電分段:

a.定義:為增強接觸網供電的靈活性和安全性,方便供電停電、設備檢修,最大限度縮小故障影響范圍,根據車站站場分布、接觸網供電臂以及變電所(亭)饋出線情況,將接觸網分成不同的片區,這種將接觸網從電氣上分束的區段就叫電分段。

b.電分段的主要實現方式:主要以絕緣錨段關節和分段絕緣器結構實現,并通過隔離開關進行電氣斷開和連接。

c.絕緣錨段關節用于供電臂縱向電分段。

d.分段絕緣器用于車站如上下行渡線電氣隔離以及貨物專用線、有裝卸作業的側線、專用線、機務整備庫內隔離無電區等。

四、認識接觸網四、認識接觸網承力索接觸線接觸網隔離開關分段絕緣器絕緣子接觸網隔離開關分段絕緣器接觸線承力索四、認識接觸網接觸網柱上隔離開關:作用是檢修時隔離電源,使檢修設備與帶電設備間有明顯斷開點。嚴禁帶負荷操作隔離開關。一般接觸網柱上隔離開關設置在絕緣錨段關節處。特殊情況設置在分段絕緣器處。分段絕緣器:將接觸網在電的方面分成獨立區段,既能保證作業人員的人身安全與作業方便,又能使電力機車受電弓平滑過渡的設備。一般設置于車站裝卸線、機車整備線、車庫線、專用線及同一車站不同車場、包括復線上下行之間的橫向電分段處等。常與隔離開關配合使用。適用于同相電分段。通過隔離開關的開合使獨立區段停電或帶電。四、認識接觸網接觸網柱上隔離開關:四、認識接觸網分段絕緣器:適用于同相電分段四、認識接觸網9.接觸網的電分相:

a.定義:為了保證穩定的弓網關系,需要保持不同相供電臂的機械連接,為了防止異相短路,又需要對兩個供電臂進行電氣隔離,能夠實現上述功能的裝置稱為電分相。

b.接觸網電分相有兩種形式,分別是器件式電分相及關節式分相。四、認識接觸網器件式電分相:將接觸網上不同相位的電能隔開,以免發生相間短路并起機械連接的設備。三絕緣器件式分相:目前哈屯線分相采用。關節式分相一般由兩個絕緣錨段關節和一段接觸網中性段組合形成。它是一種通過在絕緣錨段關節之間設置相間中性段的接觸網分相結構。哈局管內普速京哈線、京哈高鐵、哈齊客專、牡綏新線均采用關節式分相。四、認識接觸網四、認識接觸網錨段關節式電分相結構示意圖電力機車、電動車組必須斷電(斷開主斷路器)通過電分相。電力機車、電動車組運行一般采用自動斷電過分相方式,自動斷電過分相裝置由地面設備和車載設備組成。四、認識接觸網四、認識接觸網12345電力機車在A相(紅色)電內運行電力機車進入電分相電力機車在中性區運行電力機車駛出電分相電力機車在B相(藍色)電內運行電力機車過分相演示圖為什么要設置接觸網電分相?

a.鐵路牽引供變電系統,是將地方三相交流220kV電力系統引入牽引變電所,通過牽引變壓器變壓為單相25kV送到接觸網上,向電力機車提供連續電能。

b.由于鐵路牽引供電采用單相電,為了減小負荷不對稱造成的負序電流,盡量保持地方電網的三相平衡,相鄰牽引變電所電源要進行換相,輪換相序接入電力系統,使不同變電所產生的負序電流部分抵消。

c.因此,兩牽引變電所相鄰供電臂間及同一牽引變電所兩供電臂間需設置接觸網電分相,以保證電力機車能夠正常通過,不會造成電網混相跳閘、燒損設備等事故。四、認識接觸網四、認識接觸網單相牽引變電所換相連接:由3臺單相變構成相別循環電分相上承受電壓為四、認識接觸網由6臺單相變構成相別循環(哈局管內均采用此種方式)電分相上承受電壓為受電弓的動態包絡線運行中的受電弓在最大抬升及擺動時可能達到的最大輪廓線。接觸網設計、施工在動態包絡線范圍內不得有任何障礙影響受電弓運行四、認識接觸網10.接觸網停送電作業為什么要進行停送電作業?根據施工或故障搶修需要,要將某區段接觸網停電,就是將該區段的接觸網由運行狀態轉換成檢修狀態,需要斷開相關的斷路器和隔離開關,就是通過倒閘作業實現。什么叫倒閘作業?

電氣設備分為運行、備用(冷備用及熱備用)、檢修三種狀態。將電氣設備由一種狀態轉換成另一種狀態的過程叫倒閘,所進行的操作叫倒閘操作。四、認識接觸網接觸網倒閘影響范圍與停電范圍停電范圍是根據現場施工作業需要提報的,一般只停站場、區間的一行或兩行。理論上來說,只要將停電范圍兩端的隔離開關斷開就可以實現停電了。但帶電運行中開合電路時,會產生弧光放電,而隔離開關沒有滅弧功能。因此,必須通過具有滅弧功能的斷路器來開合運行中的電路。但是,斷開斷路器就會對整個供電臂接觸網造成影響,這個受到影響范圍就是倒閘影響范圍。在倒閘時,倒閘影響范圍是停電的,倒閘結束后,除停電范圍外,其他區段恢復帶電狀態。

觀看視頻:四、認識接觸網隔離開關未帶負荷斷開隔離開關帶負荷斷開哈樞紐地區正常供電方式示意圖哈西牽變215供電臂停電示意圖哈樞紐地區正常供電方式示意圖哈西牽變216供電臂停電示意圖哈樞紐地區正常供電方式示意圖哈西牽變215、216供電臂停電示意圖11.接觸網故障跳閘因發生接觸網短路故障,安裝于牽引變電所(開閉所、分區所)內的繼電保護裝置被故障產生的短路電流啟動,自動將向故障點供電的斷路器斷開,以縮小事故范圍,保證其他設備的安全運行和向非事故線路正常供電。這種因故障而自動斷開斷路器的動作,習慣上稱為“跳閘”。斷路器的“跳閘”除了牽引變電所(開閉所、分區所)本身設備故障外(這種情況的比例很小),引起“跳閘”的短路電流主要來自接觸網。因接觸網處在不間斷的運行狀態之中,接觸網下的電力機車不停地執行著繁忙的運輸任務。惡劣天氣、機車故障、設備零部件脫落、異物侵限、外力破壞、人身觸電等方面都可能造成接觸網“跳閘”。

四、認識接觸網引起供電系統跳閘的原因

a.供電設備故障本身原因:接觸網設備故障、變電設備故障、SCADA系統故障、接觸網作業車故障。

b.電力機車(動車組)原因:高壓接地、車頂異物、受電弓故障、機車內部故障、闖無電區、機車作業。

c.外部原因:異物侵限、樹木侵限、臨近施工作業、外部電源停電、鳥害、上跨線異物搭網、水害、交通肇事、雷擊、污(霧)閃等四、認識接觸網五、典型供電故障處置原則五、典型供電故障處置原則1.接觸網跳閘處置原則(《行規》第183條)供電調度員發現接觸網跳閘后立即通知列車調度員。如重合閘成功,列車調度員立即通知故障供電臂內和后續首列即將進入故障供電臂內的電力機車(動車組)司機注意運行,觀察接觸網狀態,發現異常立即采取措施并報告列車調度員(車站值班員)。如重合閘不成功,列車調度員立即扣停尚未進入故障供電臂的后續列車,并確認該供電臂內所有電力機車(動車組)已降弓。供電調度進行試送電,如不成功,恢復其他區段送電,并組織后續故障處理;如試送電成功,列車調度員組織逐臺升弓排查故障,直至確認故障機車(動車組),排查故障時,電力機車(動車組)升弓須在接觸網停電時進行。五、典型供電故障處置原則案例1:2011年4月28日電力機車帶電進入停電區造成接觸網跳閘事故概況:3:10-5:15哈南六場、哈南六場-王崗區間上行線(含王崗站Ⅲ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ道、王崗站上行疏解線)接觸網設備停電施工作業。2:59分上述區段停電后,電調下達停電作業命令,批準現場在停電范圍內進行作業。3:01王崗變電所211斷路器跳閘,自動重合閘成功。3:03王崗變電所211斷路器再次跳閘。3:05手動合閘成功。五、典型供電故障處置原則事故原因:電力機車進入停電區段是發生王崗變電所211斷路器跳閘的直接原因。哈站開出的1302次列車由王崗-夏家區間進入王崗站3道,在經過王崗站04開關絕緣關節時受電弓從帶電區進入無電區,造成第一次跳閘。1302次列車從王崗站3道進入王崗站上行客車線,在經過王崗站02開關絕緣關節時,受電弓從無電區進入有電區,造成第二次跳閘。電力機車通過分段絕緣器將電帶入無電區視頻五、典型供電故障處置原則案例2:2015.03.05哈西動車所承力索斷線事故概況:2:16哈西牽引變電所217、218斷路器跳閘,重合閘不成功。2:19-2:21供電調度試送電217、218斷路器,合閘失敗。2:51哈供電巡視人員發現哈西動車運用所6-8渡線間分段絕緣器(D123#-D125#支柱)哈西站方向10米位置承力索斷線。3:16-4:24分,現場搶修臨時接續承力索。4:30恢復行車。

五、典型供電故障處置原則事故原因:施工單位在施工過程中,因腕臂計算、安裝或線索放線穿線錯誤等原因,導致渡1與渡2錨段承力索交叉相磨,交叉點處長期處于載流發熱狀態,線索力學性能降低,在補償張力作用下多股絞線先后拉斷,致使承力索最終斷線。承力索斷線地點哈西聯絡左線哈西聯絡右線哈西動車所方向臨時修復承力索分段絕緣器分段絕緣器承力索斷頭1承力索斷頭2三、典型供電設備故障案例2016年8月1日影響T5011次列車牡丹江站晚開39分事件概況:2016年8月1日,牡丹江供電段配合中鐵建電化局執行路局施工天窗(日計劃號:117130),計劃時間:15時00分-18時00分。停電范圍:牡丹江站東運轉Ⅲ道-牡丹江中信號丁線,Ⅲ場1、2、3道,Ⅱ場1道。牡丹江站東運轉Ⅱ道對牡丹江中信號丙線,Ⅱ場Ⅳ、6、8、10道,牡中信號Ⅱ場機待1線。牡丹江站3001開關-牡丹江站41號支柱、牡丹江站3002開關-牡丹江站1號支柱間接觸網設備停電。停電時間內:1.禁止電力機車及電力動車組進入停電區段。2.禁止電力機車及電力動車組通過204-206-212-214復式交分道岔220號道岔間渡線。15:00電調根據列調安排的倒閘時間對牡丹江站3001號開關停電,并向現場下達停電作業命令。16:13牡丹江供電段提前結束施工,并向電調消令。16:30電調向行列了解:停電倒閘前HXD3-431號電力機車進入Ⅲ道距離牡丹江站3001隔開(綏芬河側)20米處停車并降弓,準備停電倒閘后轉線。停電倒閘后,HXD3-431號電力機車司機反映接觸網無電,使用調車機將其拉回站內,影響后續列車晚開39分。18:34電調根據列調安排的倒閘時間,將牡丹江站3001GK-牡丹江站41號支柱間、牡丹江站3002GK-牡丹江站1號支柱間接觸網設備送電。三、典型供電設備故障案例行車概況:15時42分-16時39分,牡丹江站東運轉值班員報告,牡丹江站K7002次列車電力機車(HXD3-431號)運行至距離牡丹江站3001號開關20米處因接觸網無電,影響T5011次列車牡丹江站晚開39分。原因分析:施工作業前,牡丹江供電段沒有組織深入現場核實停電范圍,致使機車限行范圍提供不準確。控制措施:1.牡站3001開關斷開接觸網停電時:3001開關至157號支柱間濱綏線350km971m-351km047m為無電區。2.牡站3002開關斷開接觸網停電時:30

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