高速铁路牵引供电系统2012.5.ppt

高速牵引供电系统主讲：张丽西南交通大学电气工程学院一、牵引供电系统与电力系统的关系
二、牵引供电系统供电方式
1、直接供电方式
2、吸流变压器（BT）供电方式
3、带回流线的直接供电方式
4、自耦变压器（AT）供电方式
三、牵引变压器接线一、牵引供电系统与电力系统的关系高压输电网：500/220/110kV
低压配电网：
35/10/0.38kV优质的供、用电应具有以下特征：
(1)供电电压具有稳定的标称频率、幅值和波形；
(2)保持三相电压和电流的平衡，保证电网最大传输效率；
(3)持续稳定和充足的电能供应；
(4)低廉的电价；
(5)对环境的不良影响较小。GB/T12325-2008电能质量供电电压偏差
GB/T15945-2008电能质量电力系统频率偏差
GB/T15543-2008电能质量三相电压不平衡度
GB/T12326-2008电能质量电压波动和闪变
GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波
GB/T24337-2009电能质量公用电网间谐波
GB/T18481-2001电能质量暂时过电压和瞬态过电压1、牵引供电系统与电力系统的关系牵引供电系统一、牵引供电系统与电力系统的关系一、牵引供电系统与电力系统的关系电压损失概念及计算方法计算到负荷端口，系统电压损失表达式如下

式中，XS为负荷端口看出的电网等值相电抗，；
Q为该相线路传输的无功功率，kvar；
UN为线路额定相电压，kV；
为负荷功率因数角，感性负荷取正值。进一步，计算电压偏差

式中，Sk为负荷端口的系统三相短路容量，MVA；
ST为负荷三相容量，kVA；
负荷功率因数角。一、牵引供电系统与电力系统的关系一、牵引供电系统与电力系统的关系一、牵引供电系统与电力系统的关系一、牵引供电系统与电力系统的关系一、牵引供电系统与电力系统的关系一、牵引供电系统与电力系统的关系一、牵引供电系统与电力系统的关系一、牵引供电系统与电力系统的关系一、牵引供电系统与电力系统的关系电力系统短路容量大小是反映该点短路时短路电流的大小，同时也就反映了该点至恒定电压点之间总电抗的大小。短路容量值越大，说明该点与电源联系越紧密，电气量越稳定。由电铁负荷产生的谐波、负序以及电压波动等问题对电力系统的影响程度都与之密切相关。一、牵引供电系统与电力系统的关系一、牵引供电系统与电力系统的关系韩国电铁接入系统的短路容量随着电网发展，系统短路容量呈日益加大的趋势，则系统的短路阻抗减小，对牵引供电系统的影响：
①使得系统电压损失降低，从而牵引变压器出口电压水平提高，牵引网电压水平提高。
②负序电压、谐波电压畸变对系统的影响相对减小；系统结构发生变化，使得负序电流和谐波电流在系统中的渗透发生改变。
③牵引变压器进线短路容量增大。牵引变电所高、低压侧的各种电气设备、开关电器等将承受更大的短路电流。系统短路容量不可能无限制变大，目前部分地区已经因为短路容量太大导致开关选择的困难。一、牵引供电系统与电力系统的关系牵引变电所换相连接
在减小负荷不对称造成的负序电流方面，欧洲各国大都采用单相变压器，为减小单相牵引负荷在电力系统中的电流不平衡，各变电所采取按相序轮换方式接入系统，使全区达到平衡的措施。法国为改善不平衡状态，最初采用Scott平衡变压器，但没能解决电压不平衡对电力系统的影响。后来，随着电网的发展，全部以单相变压器代替，并且使用轮换相序接入电力系统，使不同变电所产生的负序电流部分抵消，削弱了电铁产生的负序电流。单相牵引变电所换相连接
方案1：由3台单相变构成相别循环方案2：由6台单相变构成相别循环Vv接线变压器换相连接一、牵引供电系统与电力系统的关系采用平衡变压器
与法国不同，日本采用Scott接线或变形WB接线的平衡变压器，变压器一次侧不换相接入电源。当两个供电臂上的负荷完全相同时，一次侧就不会产生负序电流，利用这种特殊接线方式的变压器来消除电气化铁路负荷不对称对电力系统所造成的影响。
1、直接供电方式（TR）2、BT(吸流变压器)供电方式
2、BT(吸流变压器)供电方式
2、BT(吸流变压器)供电方式
3、带回流线的直接供电方式(TRNF)

3、带回流线的直接供电方式(TRNF)

3、带回流线的直接供电方式(TRNF)

4、AT(自耦变压器)供电方式

4、AT(自耦变压器)供电方式

4、AT(自耦变压器)供电方式

4、AT(自耦变压器)供电方式

世界主要高速铁路国家电铁供电方式三、牵引变压器接线CAT55kV日本模式（京秦线采用）AT2×27.5kV法国模式（京津线采用）b2目前，国外高速铁路牵引变压器多采用三相-两相平衡变压器、单相变压器。
意大利、新西兰采用单相接线牵引变压器
法国TGV采用单相和Vv接线变压器
日本东海道新干线采用Scot