城軌供電系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）城軌供電系統(tǒng)系 部： 軌道交通系 班 級(jí)： 11級(jí)南昌地鐵供電 學(xué) 號(hào)： 201113240119 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師姓名： 指導(dǎo)教師職稱： 二一三年十一月八日摘 要以長(zhǎng)沙地鐵為設(shè)計(jì)參考，給出設(shè)計(jì)負(fù)荷和供電方式。主要采用1500v直流供電，牽引變壓器采用37500kv，一用二備，一級(jí)負(fù)荷。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括；牽引變電所，變流所，城軌接觸網(wǎng)三大部分。關(guān)鍵詞：牽引變電所，變流所，城軌接觸網(wǎng)abstractthe changsha metro design reference, given the design load and power supply mode. the main

2、 use of 1500v dc power supply, the 37500kv traction transformer, a prepared with two, a level load. the design content mainly includes; traction substations, converter, city rail contact of three parts.key words：traction substations, converter, city rail contact of three parts.目 錄摘 要iabstractii概 述1第

3、一章 牽引變電所11.1 牽引變電所的類型及原理11.2 牽引變電所供電的接線圖1 1.3.變電所內(nèi)的控制和信號(hào)電路1第二章 變流所22.1 變流所的認(rèn)識(shí)22.2 變流所的功能2第三章 城軌接觸網(wǎng)53.1 接觸網(wǎng)的組成5 3.2接觸網(wǎng)的特點(diǎn)及要求.53.3 接觸網(wǎng)的分類5 3.4接觸網(wǎng)的供電方式6結(jié) 論7參 考 文 獻(xiàn)8致 謝81 城市軌道交通的定義1.1供電對(duì)象1.11為城市軌道交通電動(dòng)列車提供牽引供電;1.12為城市軌道交通運(yùn)營(yíng)服務(wù)的其他設(shè)施提供電能。1.2 供電制式1.21城市軌道交通供電制式組成；變電所，接觸網(wǎng)，回流網(wǎng)。1.22牽引網(wǎng)的供電制式主要指電流制，電壓等級(jí)和饋電方式。 我國(guó)國(guó)

4、家標(biāo)準(zhǔn) 地鐵直流牽引供電系統(tǒng)，規(guī)定了dc1500v和dc750v兩種電制式1.3 供電制式選擇原則1.31供電制式與客流量相適應(yīng) 1.32供電安全可靠性1.33便于安裝和事故搶修1.34牽引網(wǎng)實(shí)用壽命長(zhǎng)，維修工作量小1.35注重環(huán)境和景觀效果 2 牽引變電所2.1 牽引變電所的類型及原理牽引變電所的電源一般來(lái)自電力系統(tǒng)的區(qū)域變電所，牽引變電所的任務(wù)就是將電力系統(tǒng)提供的三相工膝交流電變?yōu)闋恳玫碾娔?。根?jù)牽引制式的不同，牽引變電所又分為直流牽引變電所和交流牽引變電所。根據(jù)不同的牽引制式，變電所內(nèi)完成相應(yīng)的變壓、變相、變流 作用。目前我國(guó)的牽引變電所主要有電氣化鐵路的單相工新交流制牽引變電所和城

5、市軌道交通系統(tǒng)（地鐵、輕軌）的直流牽引變電所。 2.2 牽引變電所供電的接線圖 1.環(huán)行供電接線由兩個(gè)或兩個(gè)以上主降壓變電站和所有的牽引變電所用輸電線聯(lián)成一個(gè)環(huán)行。環(huán)行供電是很可靠的供電線路，因?yàn)樵谶@種情況下，一路輸電線和一個(gè)主降壓變電站同時(shí)停止工作時(shí)，只要其母線仍保持通電，就不致中斷任何一個(gè)牽引變電所的正常供電。但其投資較大。 2雙邊供電接線 由兩個(gè)主降壓變電站向沿線牽引變電所供電，通往牽引變電所的輸電線都經(jīng)過(guò)其母線聯(lián)接，為了增加供電的可靠性，用雙路輸電線供電，而每路按輸送功率計(jì)算。這種接線可靠性稍低于環(huán)行供電。當(dāng)引入線數(shù)目較多時(shí)，開關(guān)設(shè)備多，投資增加。 3單邊供電接線 當(dāng)軌道沿線附近只有一

6、側(cè)有電源時(shí)，則采用單邊供電。單邊供電較環(huán)行供電和雙邊供電的可靠性差，為了提高可靠性，應(yīng)用雙回路輸電線供電。單邊供電設(shè)備較投資少。 4輻射形供電接線 每個(gè)牽引變電所用兩路獨(dú)立輸電線與主降壓變電站聯(lián)接。這種接線方式適合軌道線路成弧形的情況。這種接線簡(jiǎn)單，但當(dāng)主降壓變電所停電時(shí)，將全線停電。 應(yīng)當(dāng)指出，實(shí)際情況常常是以上某些典型接線方式的綜合。變配電接線圖的選擇應(yīng)該是這樣的，當(dāng)供電系統(tǒng)的一個(gè)元件故障損壞時(shí)，它應(yīng)能自動(dòng)解列而不致破壞牽引供電。2.3變電所內(nèi)的控制和信號(hào)電路二次接線（電路）圖及控制方式概述1)二次接線（電路）圖供變電裝置中，為了保證高壓電氣設(shè)備的安全運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)對(duì)一次設(shè)備的操作控制而設(shè)置的

7、控制、信號(hào)、檢測(cè)與繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置等一系列低壓、弱電電氣設(shè)備，通常稱為二次設(shè)備。用來(lái)表明二次設(shè)備相互聯(lián)接的電氣接線圖，稱為二次接線圖。二次接線圖一般有三種表達(dá)形式，即： （1）原理接線圖：也稱歸總式原理圖，用來(lái)表示二次設(shè)備中的監(jiān)視儀表、控制與信號(hào)、保護(hù)和自動(dòng)裝置等的工作原理。使人們對(duì)整個(gè)裝置易于形成完整而清晰的概念。其特點(diǎn)是圖中標(biāo)有相關(guān)的主體部分，各設(shè)備元件都以整體形式表示。并將所包括的交流電壓回路、交流電流回路和直流控制、信號(hào)電路等各組成部分一并畫出。（2） 展開接線圖：展開接線是在相應(yīng)原理接線圖的基礎(chǔ)上，將其總體形式的電路分解為交流電流、電壓回路及直流回路等相對(duì)獨(dú)立的各個(gè)組成部分。這時(shí)電

8、路中設(shè)備元件的不同線圈與接點(diǎn)等將分別繪入相應(yīng)部分的回路中。例如，電流繼電器的線圈繪于交流電流回路中，而其接點(diǎn)則繪于直流回路中。（3） 安裝接線圖：安裝接線圖是為二次設(shè)備的制造、安裝或調(diào)試檢修而專門繪制的。安裝圖一般應(yīng)包括盤面布置圖、盤后接線圖和端子排接線圖等組成部分。 變電所的電氣主接線是指由變壓器、斷路器、開關(guān)設(shè)備、母線等及其連接導(dǎo)線所組成的接受和分配電能的電路。電氣主接線反映了變電所的基本結(jié)構(gòu)和功能，在運(yùn)行中，它能標(biāo)明電能的輸送和分配的關(guān)系以及變電所一次設(shè)備的運(yùn)行方式，成為實(shí)際運(yùn)行操作的依據(jù)。 在設(shè)計(jì)中，主接線的確定對(duì)變電所的設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)配置和計(jì)算、自動(dòng)裝置和控制方式選

9、擇等都有重大影響。此外，電氣主接線對(duì)牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。電能質(zhì)量、運(yùn)行靈活性和經(jīng)濟(jì)性起著決定性作用，因此，電氣主接線是牽引變電所的主體部分。一、對(duì)電器主接線的基本要求1 可靠性 保證在各種運(yùn)行方式下，牽引負(fù)荷以及其他動(dòng)力的供電連續(xù)性。牽引負(fù)荷是一級(jí)負(fù)荷，中斷供電將造成重大經(jīng)濟(jì)損失與社會(huì)影響，甚至造成人員傷亡，所以，高質(zhì)量、連續(xù)的供電是對(duì)電氣主接線的首要要求。 2靈活性 靈活性是指在系統(tǒng)故障或變電所設(shè)備故障和檢修時(shí)，能適潮調(diào)度的要求，靈活、簡(jiǎn)便、迅速地改變運(yùn)行方式，且故障影響嗎范圍最小。這就要求主接線力求簡(jiǎn)捷、明了、沒(méi)有多余的電氣細(xì)備，投人或切除某些設(shè)備和線路的操作方便，避免誤操作，靈周性

10、還表現(xiàn)在具有適應(yīng)發(fā)展的可能性。 3安全性 保證在進(jìn)行一切操作切換時(shí)，工作人員和設(shè)備的安全以及朗在安全條件下進(jìn)行維護(hù)檢修工作。 4經(jīng)濟(jì)性 應(yīng)使主接線投資與運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到經(jīng)濟(jì)、合理。經(jīng)濟(jì)性主要取決于母線的結(jié)構(gòu)類型與組數(shù)、主變壓器容量、結(jié)構(gòu)型式和數(shù)量、高壓斷路器數(shù)量、配電裝置結(jié)構(gòu)類型和占地面積等因素。 經(jīng)濟(jì)性往往與可靠性之間存在著矛盾，要增強(qiáng)主接線的因此，在確定主接線的型式時(shí)，要進(jìn)行、可使在變供電，或者保證用戶的饋線能從不同的變壓得特別重要單母線不分段是比較簡(jiǎn)單的接線器和隔離開關(guān)后分別與母線特點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單，設(shè)備少，配電可靠性與靈活性，就需增加設(shè)備和投資。 此外，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，鐵路和城市交通的運(yùn)量

11、相應(yīng)迅速增長(zhǎng)，牽引變電所增容。增加饋線和其他設(shè)備的改建、擴(kuò)建經(jīng)常存在，因此，電氣主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，精心設(shè)計(jì)，給將來(lái)的擴(kuò)建留有余地。特別是在城市軌道交通變電所設(shè)計(jì)中還應(yīng)注意場(chǎng)地條件安排與城市規(guī)劃發(fā)展相結(jié)合 變電所的變壓器與債線之間采用什么方式連接，以保證工作可靠、靈活是十分重要的問(wèn)題、解決的措施是采用母線制。應(yīng)用不同的母線連接方式、可使在變壓器數(shù)量少的情況下也能向多個(gè)用戶供電，或者保證用戶的饋線能從不同的變壓器獲得電能。母線又稱匯流排，在原理上它是電路中的一個(gè)電氣節(jié)點(diǎn)。 它起著集中變壓器的電能和給各用戶的饋電線分配電能的作用，所以，若母線發(fā)生故障，將使用戶供電全部中斷。故在主接線的設(shè)計(jì)中

12、選擇什么樣的母線制就顯得特別重要行維護(hù)檢修工作。 此外，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，鐵路和城市交通的運(yùn)量相應(yīng)迅速增長(zhǎng)，牽引變電所增容。增加饋線和其他設(shè)備的改建、擴(kuò)建經(jīng)常存在，因此，電氣主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，精心設(shè)計(jì)，給將來(lái)的擴(kuò)建留有余地。特別是在城市軌道交通變電所設(shè)計(jì)中還應(yīng)注意場(chǎng)地條件安排與城市規(guī)劃發(fā)展相結(jié)合 變電所的變壓器與債線之間采用什么方式連接，以保證工作可靠、靈活是十分重要的問(wèn)題、解決的措施是采用母線制。應(yīng)用不同的母線連接方式壓器數(shù)量少的情況下也能向多個(gè)用戶器獲得電能。 母線又稱匯流排，在原理上它是電路中的一個(gè)電氣節(jié)點(diǎn)。它起著集中變壓器的電能和給各用戶的饋電線分配電能的作用，所以，若母線發(fā)

13、生故障，將使用戶供電全部斷。故在主接線的設(shè)計(jì)中選擇什么樣的母線制就顯。 合閘時(shí)，如遇永久性故障，繼電保護(hù)立即使其跳閘。為此，如控制開關(guān)未復(fù)歸或自動(dòng)裝置出口繼電器觸點(diǎn)被卡住，使合閘回路一直通電，將引起斷路器再次，合閘繼而又跳閘，如此反復(fù)即出現(xiàn)“跳躍”現(xiàn)象，導(dǎo)致斷路器損壞。為防止此種情況，應(yīng)在控制回路中設(shè)電氣防跳措施，或斷路器本身設(shè)置機(jī)械防跳。 （5）采用液壓和氣壓操動(dòng)的機(jī)構(gòu)，跳、合閘操作回路中應(yīng)分別設(shè)有液壓或氣壓閉鎖，在低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)壓力情況下，閉鎖操作回路。斷路器與隔離開關(guān)配合使用時(shí)，應(yīng)有防誤操作的閉鎖措施。 （6）對(duì)跳、合閘回路及其電源的完好性，應(yīng)能進(jìn)行監(jiān)視。 控制、信號(hào)回路的接線方式有多種，

14、按監(jiān)視方式可分為燈光監(jiān)視的回路和音響監(jiān)視的回路，前者適用于一般有人值班的變電所，后者可用于無(wú)人值班的變電所和大型變電所。1) 中央信號(hào)系統(tǒng)概述 牽引變電所主控制室中的中央信號(hào)裝置，用于集中監(jiān)視變電所中電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，便于值班人員及時(shí)了解和處理故障及各種異常情況。 中央信號(hào)裝置通常由事故信號(hào)裝置和預(yù)告信號(hào)裝置兩部分組成。事故一般指主電路系統(tǒng)發(fā)生短路故障，繼電保護(hù)動(dòng)作并導(dǎo)致有關(guān)斷路器跳閘、在切除短路故障部分的同時(shí)，造成該部分主電路系統(tǒng)的停電，這是事故區(qū)別于一般故障的主要特征。 事故信號(hào)裝置通常包括事故音響與事故閃光信號(hào)兩部分。預(yù)告信號(hào)則包括除上述事故以外的一、二次電氣設(shè)備的故障與不正常運(yùn)行狀態(tài)

15、，即所有非正常運(yùn)行狀態(tài)均應(yīng)給出預(yù)告信號(hào)。事故音響信號(hào)和全部預(yù)告信號(hào)都安裝在公用的中央信號(hào)盤上。2)、中央信號(hào)裝置的功能與要求（1）事故信號(hào)裝置功能。所內(nèi)所有斷路器事故跳閘后，應(yīng)能立即發(fā)出音響信號(hào)（如蜂鳴器音響），并應(yīng)使該斷路器的位置狀態(tài)信號(hào)燈（綠色信號(hào)燈ld）發(fā)出閃光。（2） 預(yù)告信號(hào)裝置功能。當(dāng)電氣設(shè)備、裝置發(fā)生故障或各種不正常的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，應(yīng)能發(fā)出區(qū)別于上述事故音響的另一種音響信號(hào)（如警鈴音響），并使相應(yīng)具體設(shè)備監(jiān)視異常狀態(tài)的有關(guān)光字牌亮燈。 (3)事故信號(hào)、預(yù)告信號(hào)裝置都應(yīng)能進(jìn)行裝置功能狀態(tài)良好與否的試驗(yàn)，以便經(jīng)常檢查。 （4）事故、預(yù)告信號(hào)音響都應(yīng)能手動(dòng)或自動(dòng)復(fù)歸。表明故障或不正常運(yùn)行

16、狀態(tài)性質(zhì)的光字牌顯示，則應(yīng)保留至事故消除、恢復(fù)正常運(yùn)行以后，方允許自動(dòng)或手動(dòng)復(fù)歸。3變流所3.1變流所的認(rèn)識(shí) 變流所是一種大型變流技術(shù)的設(shè)備，變流技術(shù)是一種電力變換的技術(shù)，相對(duì)于電力電子器件制造技術(shù)而言，是一種電力電子器件的應(yīng)用技術(shù)，它的理論基礎(chǔ)是電路理論。 變流技術(shù)主要包括：用電力電子器件構(gòu)成各種電力變換的電路，對(duì)電路進(jìn)行控制，以及用這些技術(shù)構(gòu)成更為復(fù)雜的電力電子裝置和系統(tǒng)通常所說(shuō)的“變流”是指：交流電變直流電，直流電變交流電，直流電變直流電和交流電變交流電。直流供電系統(tǒng)：直流供電系統(tǒng)由整流器、蓄電池、直流變換器和直流配電屏等部分組成，當(dāng)市電中斷時(shí)，蓄電池單獨(dú)給通信設(shè)備供電。由于蓄電池通常處

17、于充足電狀態(tài)，所以市電短期中斷時(shí)，由蓄電池保證不間斷供電。若市電中斷期過(guò)長(zhǎng)，整流器應(yīng)由油機(jī)發(fā)電機(jī)組供電。直流供電系統(tǒng)特點(diǎn)：1 整流器的交流電源由交流配電屏引入，整流器的輸出端通過(guò)直流配電屏與蓄電池和負(fù)載連接。2 當(dāng)通信設(shè)備需要多種不同數(shù)值的電壓時(shí)，采用直流變換器將基礎(chǔ)電源的電壓變換為所需的電壓。3. 由于直流供電系統(tǒng)中設(shè)置了蓄電池組，可保證不間斷供電。4 目前廣泛應(yīng)用的直流供電方式為并聯(lián)浮充供電方式。 并聯(lián)浮充供電方式是將整流器與蓄電池并聯(lián)后對(duì)通信設(shè)備供電。在市電正常的情況下，整流器一方面給通信設(shè)備供電，一方面又給蓄電池充電，以補(bǔ)充蓄電池因局部放電而失去的電量。 在并聯(lián)浮充工作狀態(tài)下，蓄電池還

18、起一定的濾波作用。 當(dāng)市電中斷時(shí)，蓄電池單獨(dú)給通信設(shè)備供電。由于蓄電池通常處于充足電狀態(tài)，所以市電短期中斷時(shí)，由蓄電池保證不間斷供電。若市電中斷期過(guò)長(zhǎng)，整流器應(yīng)由油機(jī)發(fā)電機(jī)組供電。 并聯(lián)浮充供電方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，供電效率較高。但是，采用這種工作方式時(shí)，在浮充工作狀態(tài)下，輸出電壓較高，當(dāng)蓄電池單獨(dú)供電時(shí)，輸出電壓較低，因此負(fù)載電壓變化范圍較大。直流供電系統(tǒng)設(shè)備：直流屏 直流屏通用名為智能免維護(hù)直流電源屏，簡(jiǎn)稱直流屏，通用型號(hào)為gzdw。簡(jiǎn)單地說(shuō)，直流屏就是提供穩(wěn)定直流電源的設(shè)備。（在輸入有380v電源時(shí)直接轉(zhuǎn)化為220v，在輸入（市電和備用電）都無(wú)輸入時(shí)，直接轉(zhuǎn)化為蓄電池供電直流2

19、20v：實(shí)際上也可以說(shuō)是一種工業(yè)專用應(yīng)急電源）。 發(fā)電廠和變電站中的電力操作電源現(xiàn)今采用的都是直流電源，它為控制負(fù)荷和動(dòng)力負(fù)荷以及直流事故照明負(fù)荷等提供電源，是當(dāng)代電力系統(tǒng)控制、保護(hù)的基礎(chǔ)。直流屏由交配電單元、充電模塊單元、降壓硅鏈單元、直流饋電單元、配電監(jiān)控單元、監(jiān)控模塊單元及絕緣監(jiān)測(cè)單元組成。 主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)中小型發(fā)電廠、水電站、各類變電站，和其他使用直流設(shè)備的用戶（如石化、礦山、鐵路等），適用于開關(guān)分合閘及二次回路中的儀器、儀表、繼電保護(hù)和故障照明等場(chǎng)合。直流電源 直流電源（dc power）有正、負(fù)兩個(gè)電極，正極的電位高，負(fù)極的電位低，當(dāng)兩個(gè)電極與電路連通后，能夠使電路兩端之間維持

20、恒定的電位差，從而在外電路中形成由正極到負(fù)極的電流。 單靠水位高低之差不能維持穩(wěn)恒的水流，而借助于水泵持續(xù)地把水由低處送往高處就能維持一定的水位差而形成穩(wěn)恒的水流。與此類似，單靠電荷所產(chǎn)生的靜電場(chǎng)不能維持穩(wěn)恒的電流，而借助于直流電源，就可以利用非靜電作用（簡(jiǎn)稱為“非靜電力”）使正電荷由電位較低的負(fù)極處經(jīng)電源內(nèi)部返回到電位較高的正極處，以維持兩個(gè)電極之間的電位差，從而形成穩(wěn)恒的電流。 因此，直流電源是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它把其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能供給電路，以維持電流的穩(wěn)恒流動(dòng)。交流供電系統(tǒng)通信交流供電系統(tǒng)一般有以下組成：1、 主用交流電源（一般是市電，特殊可用風(fēng)電等）2、 備用交流電源（油機(jī)發(fā)電

21、機(jī)組或者燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組等）3、 高壓開關(guān)柜4、 電力降壓變壓器5、 低壓配電屏6、 低壓電容屏7、 交流調(diào)壓穩(wěn)壓設(shè)備具有以下特點(diǎn)：1 電信局的電源一般由高壓電網(wǎng)供給。為了提高供電可靠性，重要通信樞紐局一般由兩個(gè)變電站引入兩路高壓電源，并且用專線引入，一路主用，另一路備用。2 電信局內(nèi)通常設(shè)有降壓變電室。室內(nèi)裝有高、低壓配電屏和降壓變壓器。通過(guò)這些變、配電設(shè)備，將高壓電源（一般為10 kv）變?yōu)榈蛪弘娫矗ㄈ?80 v），為整流設(shè)備和照明設(shè)備供電。3 在高層通信大樓中，為了縮短低壓供電線路，降壓變電站可設(shè)在主樓內(nèi)，此時(shí)，電力變壓器應(yīng)選用干式變壓器，配電設(shè)備中的高壓開關(guān)應(yīng)選用戶內(nèi)高壓真空斷路器。4

22、為了不間斷供電，電信局內(nèi)一般配有油機(jī)發(fā)電機(jī)組。當(dāng)市電中斷時(shí)，通信設(shè)備由油機(jī)發(fā)電機(jī)組供電。采用無(wú)人值守自動(dòng)啟動(dòng)油機(jī)發(fā)電機(jī)組，當(dāng)市電中斷時(shí)，能自動(dòng)啟動(dòng)。由于市電比油機(jī)發(fā)電機(jī)供電經(jīng)濟(jì)可靠，因此，在有市電的條件下，通信設(shè)備由市電供電。5 通過(guò)低壓交流配電屏完成低壓市電和油機(jī)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)換。低壓交流配電屏將低壓交流電分別送給整流器、照明設(shè)備和空調(diào)裝置。它還能監(jiān)測(cè)交流電壓和電流的變化情況，當(dāng)市電中斷或電壓發(fā)生較大變化時(shí)，自動(dòng)發(fā)出告警信號(hào)。6 為了確保通信電源不中斷、無(wú)瞬變，采用靜止型交流不間斷電源（ups）。該電源系統(tǒng)一般由蓄電池、整流器、逆變器和靜態(tài)開關(guān)等部分組成。市電正常時(shí)，市電經(jīng)整流和逆變后，給通信設(shè)

23、備供電，此時(shí)，蓄電池處于并聯(lián)浮充狀態(tài)。當(dāng)市電中斷時(shí)，蓄電池通過(guò)逆變器（dc/ac變換器）給通信設(shè)備供電。通過(guò)交流靜態(tài)開關(guān)完成逆變器和市電的轉(zhuǎn)換。3.2變流所的功能交叉新技術(shù) 變流技術(shù)是伴隨著半導(dǎo)體器件的發(fā)展而發(fā)展出來(lái)的一種交叉新技術(shù)。半導(dǎo)體器件制造技術(shù)中已經(jīng)先后經(jīng)歷了以晶閘管為代表的分立器件，以可關(guān)斷晶閘管（gto）、巨型晶體管（gtr）、功率mosfet、絕緣柵雙極晶體管（igbt）為代表的功率集成器件（pid），以智能化功率集成電路（spic）、高壓功率集成電路（hvic）為代表的功率集成電路（pic）等三個(gè)發(fā)展時(shí)期。器件結(jié)構(gòu) 在器件結(jié)構(gòu)上，從分立器件，發(fā)展到由分立器件組合成功率變換電路的

24、初級(jí)模塊，繼而將功率變換電路與觸發(fā)控制電路、緩沖電路、檢測(cè)電路等組合在一起的復(fù)雜模塊。功率集成器件從單一器件發(fā)展到模塊的速度更為迅速，今天已經(jīng)開發(fā)出具有智能化功能的模塊（ipm）。器件控制 在器件的控制模式上，從電流型控制模式發(fā)展到電壓型控制模式，不僅大大降低了門極（柵極）的控制功率，而且大大提高了器件導(dǎo)通與關(guān)斷的轉(zhuǎn)換速度，從而使器件的工作頻率由工頻中頻高頻不斷提高。1.一般工業(yè) 直流電動(dòng)機(jī)有良好的調(diào)速性能，給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置； 近年來(lái)電力電子變頻技術(shù)的迅速發(fā)展，使交流電機(jī)的調(diào)速性能可與直流電機(jī)媲美，交流調(diào)速技術(shù)大量應(yīng)用并占據(jù)主導(dǎo)地位。幾百w到數(shù)千kw的變頻調(diào)

25、速裝置，軟起動(dòng)裝置等； 電化學(xué)工業(yè)大量使用直流電源，如電解鋁、電解食鹽水等。 冶金工業(yè)中的高頻或中頻感應(yīng)加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場(chǎng)合，需要大容量整流電源。電鍍裝置也需要整流電源。2.交通運(yùn)輸電氣機(jī)車中的直流機(jī)車中采用整流裝置，交流機(jī)車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來(lái)的磁懸浮列車中，電力電子技術(shù)更是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。除牽引電機(jī)傳動(dòng)外，車輛中的各種輔助電源也都離不開電力電子技術(shù)電動(dòng)汽車的電機(jī)靠電力電子裝置進(jìn)行電力變換和驅(qū)動(dòng)控制，其蓄電池的充電也離不開電力電子裝置。一臺(tái)高級(jí)汽車中需要許多控制電機(jī)，它們也要靠變頻器和斬波器驅(qū)動(dòng)并控制； 飛機(jī)、船舶需要很多不同要求的電源，因此航

26、空和航海都離不開電力電子技術(shù)；如果把電梯也算做交通運(yùn)輸，那么它也需要電力電子技術(shù)。以前的電梯大都采用直流調(diào)速系統(tǒng)，近年來(lái)交流變頻調(diào)速成為主流。3. 電力系統(tǒng) 據(jù)估計(jì)，發(fā)達(dá)國(guó)家在用戶最終使用的電能中有60%以上至少經(jīng)過(guò)一次電力電子變流裝置的處理。電力系統(tǒng)在通向現(xiàn)代化的進(jìn)程中，電力電子技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)之一。毫不夸張地說(shuō)，離開電力電子技術(shù)，電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化是不可想象的。 直流輸電（hvdc)在長(zhǎng)距離、大容量輸電時(shí)有很大的優(yōu)勢(shì)，其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都采用晶閘管變流裝置。近年發(fā)展起來(lái)的柔性交流輸電（facts）可以大幅度提高電網(wǎng)輸電能力和穩(wěn)定性。手段：快速、精確、連續(xù)地控制大容量有功和無(wú)功等參

27、數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)潮流變化、功率流向、輸送能力、阻尼振蕩的性能加以改進(jìn)和提高。如有源濾波器（apfactivepowerfilter)可進(jìn)行用戶端的無(wú)功補(bǔ)償和諧波抑制。4.不間斷電源（ups）和各種開關(guān)電源各種電子裝置一般都需要不同電壓等級(jí)的直流電源供電。通信設(shè)備中的程控交換機(jī)所用的直流電源以前用晶閘管整流電源，現(xiàn)在已改為采用全控型器件的高頻開關(guān)電源。大型計(jì)算機(jī)所需的工作電源、微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部的電源現(xiàn)在也都采用高頻開關(guān)電源。在各種電子裝置中，以前大量采用線性穩(wěn)壓電源供電，由于高頻開關(guān)電源體積小、重量輕、效率高，現(xiàn)在已逐漸取代了線性電源。5.家用電器 照明在家用電器中有十分突出的地位。由于電力電子照明電

28、源體積小、發(fā)光效率高、可節(jié)省大量能源，通常被稱為“節(jié)能燈”，正逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈。變頻空調(diào)器是家用電器中應(yīng)用電力電子技術(shù)的典型例子之一。電視機(jī)、音響設(shè)備、家用計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備的電源部分也都需要電力電子技術(shù)。此外，有些洗衣機(jī)、電冰箱、微波爐等電器也應(yīng)用了電力電子技術(shù)。4.接觸網(wǎng)4.1接觸網(wǎng)的組成 接觸網(wǎng)是沿鐵路上空架設(shè)的一條特殊形式的輸電線路，它由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱與基礎(chǔ)等幾個(gè)部分組成，如圖111所示。圖1-1-1架空是接觸網(wǎng)空間結(jié)構(gòu)示意圖1、 支柱及其基礎(chǔ)類型 支柱與基礎(chǔ)用以承受接觸懸掛、支持裝置和定位裝置的全部重量，并將接觸懸掛固定在規(guī)定的位置和高度上。我國(guó)接觸網(wǎng)中

29、采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱和鋼柱，其中鋼筋混凝土支柱又可按外觀形態(tài)上分為矩形橫腹桿和等頸圓支柱兩種。預(yù)應(yīng)力鋼筋輥凝土支柱與基礎(chǔ)整體制成，下端直接埋入地下。鋼支柱通過(guò)焊接或螺栓連接等方式固定在地下用鋼筋昆凝土制成的基礎(chǔ)上?；A(chǔ)承受支柱傳給的全部荷載，將荷載傳遞并分散到地基土層中，以保證整個(gè)支柱的安全和穩(wěn)定性。二、支持裝置支持裝置用以支持接觸懸掛，并將其負(fù)荷傳給支柱或其他懸掛的全部設(shè)備。根據(jù)接觸網(wǎng)所在區(qū)間、站場(chǎng)和大型建筑物而有所不同。支持裝置包括腕臂、水平拉桿、懸式絕緣子串、捧式絕緣子及其它建筑物上的特殊支持設(shè)備。支持裝置結(jié)構(gòu)應(yīng)能適應(yīng)各種場(chǎng)所，盡量輕巧耐用，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，方便施工和檢修。三、定位

30、裝置定位裝置其作用是固定接觸線的位置，在受電弓滑板運(yùn)行軌跡范圍內(nèi)，保證接觸線與受電弓不脫離，使接觸線磨耗均勻，同時(shí)將接觸線的水平負(fù)荷傳給支柱。定位裝置包括定位管、定位器、支持器及其連接零件。四、接觸網(wǎng)的懸掛裝置 接觸懸掛是通過(guò)支持裝置架設(shè)在支柱上的供電裝置，它將牽引變電所獲得的電能輸送給電力機(jī)車。電力機(jī)車運(yùn)行時(shí)，受電弓頂部的滑板緊貼接觸線摩擦滑行取流。因此，要求接觸線彈性均勻，弛度變化小，保證在任何條件下都能不問(wèn)斷地給機(jī)車供電。接觸懸掛包括接觸網(wǎng)導(dǎo)線(接觸線)、吊弦、承力索和墜砣補(bǔ)償器等。 接觸懸掛的彈性是其質(zhì)量?jī)?yōu)劣的主要標(biāo)志。接觸懸掛的彈性是指懸掛中某一點(diǎn)在受電弓的壓力下，每單位垂直力使接觸

31、線升高的程度。 衡量接觸懸掛的彈性有兩個(gè)指標(biāo)：一是彈性的大小，取決于接觸線的張力；二是彈性的均勻程度，取決于接觸懸掛的結(jié)構(gòu)。為了改善接觸懸掛彈性，保證滑板的良好取流，接觸懸掛應(yīng)達(dá)到下列要求：（1） 盡量使受電弓對(duì)接觸線的壓力不隨受電弓的起伏波動(dòng)而變化。在受電弓抬升力的作用下，接觸線的升高應(yīng)盡量相等，且接觸線在懸掛點(diǎn)間應(yīng)無(wú)硬點(diǎn)存在。 （2）受電弓沿接觸線滑行時(shí)接觸點(diǎn)的軌跡，盡可能地近于水平直線。接觸線對(duì)軌面的高度應(yīng)盡量相等，若受懸掛條件限制時(shí)，接觸線高度變化應(yīng)避免出現(xiàn)陡坡。 （3）接觸懸掛在受電弓壓力及風(fēng)力作用下應(yīng)有良好的穩(wěn)定性，即電力機(jī)車運(yùn)行時(shí)，接觸線不發(fā)生劇烈的上、下振動(dòng)，影響正常取流。（4

32、） 減輕接觸懸掛(特別是接觸線上)的集中重量，采用輕型零件。零件應(yīng)具有一定的抗腐蝕能力和耐磨性，以延長(zhǎng)使用年限4.2接觸網(wǎng)的特點(diǎn)及要求1)沒(méi)有備用；一旦接觸網(wǎng)故障，整個(gè)供電區(qū)間即全部停電，在其間運(yùn)行的電動(dòng)車組失去電能供應(yīng)，列車停運(yùn)2) 經(jīng)常處在動(dòng)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)中 3)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高 由于接觸網(wǎng)是露天設(shè)置，沒(méi)有備用，線路上的負(fù)荷又是隨著電力機(jī)車的運(yùn)行而沿接觸線移動(dòng)和變化的，對(duì)接觸網(wǎng)提出以下要求： 1. 在高速運(yùn)行和惡劣的氣候條件下，能保證電力機(jī)車正常取流，要求接觸網(wǎng)在機(jī)械結(jié)構(gòu)上具有穩(wěn)定性和足夠的彈性。 2接觸網(wǎng)設(shè)備及零件要有互換性，應(yīng)具有足夠的耐磨性和抗腐蝕能力并盡量延長(zhǎng)設(shè)備的使用年限。 3要

33、求接觸網(wǎng)對(duì)地絕緣好，安全可靠。 4設(shè)備結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，便于施工，有利于運(yùn)營(yíng)及維修。在事故情況下，便于搶修和迅速恢復(fù)送電。 5盡可能地降低成本，特別要注意節(jié)約有色金屬及鋼材。 總的來(lái)說(shuō)，要求接觸網(wǎng)無(wú)論在任何條件下，都能保證良好地供給電力機(jī)車電能，保證電力機(jī)車在線路上安全，高速運(yùn)行，并在符合上述要求的情況下，盡可能地節(jié)省投資、結(jié)構(gòu)合理、維修簡(jiǎn)便、便于新技術(shù)的應(yīng)用。4.3 接觸網(wǎng)的分類接觸網(wǎng)分為架空式接觸網(wǎng)和接觸軌式接觸網(wǎng)。架空式接觸網(wǎng)由接觸懸掛、支持裝置、支柱與基礎(chǔ)幾大部分組成。接觸懸掛電能傳導(dǎo)給電動(dòng)車組的供電設(shè)備。支持裝置用來(lái)支持懸掛，并將懸掛的負(fù)荷傳遞給支柱或固定裝置的。支柱與基礎(chǔ)用以承受接觸懸

34、掛和支持裝置所傳荷（包括自身重量），并將接觸線懸掛固定在一定的高度。一、 架空式接觸網(wǎng) 接觸懸掛的類型很多，概括起來(lái)可分為簡(jiǎn)單懸掛和鏈形懸掛兩類（一）簡(jiǎn)單懸掛 簡(jiǎn)單接觸懸掛，是由一根或幾根相互平行的直接固定到支持裝置上的接觸線所組成的懸掛。簡(jiǎn)單接觸懸掛一般用于車速較低的線路上。簡(jiǎn)單懸掛的懸掛方式比較簡(jiǎn)單，支持裝置和支柱所承受的負(fù)荷較輕，支柱高度要求較低，因而建造費(fèi)用比較經(jīng)濟(jì)，施工方便和維修簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)是弛度大，彈性不均勻，不利于電動(dòng)車組高速運(yùn)行時(shí)對(duì)取流的要求。彈性不均勻會(huì)造成由于受電弓上下追隨速度和電動(dòng)車組運(yùn)行速度不協(xié)調(diào)而發(fā)生離線和沖擊現(xiàn)象，當(dāng)受電弓由a點(diǎn)移至b點(diǎn)時(shí)，可能因?yàn)檐囁俅蠖€脫離，

35、發(fā)生電弧，并且，由于對(duì)b點(diǎn)的局部沖擊而增加接觸線局部的機(jī)械磨耗和損傷。因此，簡(jiǎn)單懸掛最大車速不宜超過(guò)40kmh。 為了改善上述狀況，在一些國(guó)家的干線上大量采用了帶彈性吊索的簡(jiǎn)單懸掛，稱為彈性簡(jiǎn)單接觸懸掛（又叫簡(jiǎn)化接觸網(wǎng)）。彈性簡(jiǎn)單接觸懸掛，相應(yīng)地改善了懸掛點(diǎn)處的彈性和運(yùn)行狀態(tài)。彈性簡(jiǎn)單接觸懸掛具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、支柱高度低、支柱負(fù)荷小、建造費(fèi)用低及施工維修方便等優(yōu)點(diǎn)，而電動(dòng)車組的運(yùn)行速度卻有所提高。（2） 鏈形懸掛接觸線通過(guò)吊弦（或輔助索）而懸掛到承力索上的懸掛稱為鏈形懸掛。鏈形懸掛可以在某一溫度下，使接觸線處于無(wú)弛度狀態(tài)。鏈形懸掛承力索懸掛于支柱支持裝置上，接觸線通過(guò)吊弦懸掛在承力索上，使接觸線在

36、不增加支柱情況下，增加了懸掛點(diǎn)，吊弦可以使跨距內(nèi)各吊弦處接觸線盡量與支柱懸掛點(diǎn)處接觸線對(duì)鋼軌面高度保持一致。這樣，在整個(gè)跨距內(nèi)，可使接觸線至軌面保持相等的高度。這種懸掛由于接觸線是懸掛到承力索上的，因而基本上消除了懸掛點(diǎn)處的硬點(diǎn)，使接觸懸掛的彈性在整個(gè)跨距內(nèi)都比較均勻。 鏈形懸掛比簡(jiǎn)單懸掛的性能好，但也帶來(lái)了結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投資工和維修調(diào)整較為困難等問(wèn)題。 鏈形懸掛的類型很多，可以按懸掛鏈數(shù)、線索拉緊方法、支柱吊弦形式和線索相對(duì)位置等特征進(jìn)行分類1 按懸掛的鏈數(shù)劃分 可分為單鏈形懸掛、雙鏈形懸掛和多鏈形懸掛。彈性鏈形懸掛使支柱處接觸線的彈性得到改善，并使整個(gè)跨距的彈性更趨均勻。 （2） 雙鏈形接觸懸

37、掛 由接觸線、承力索及一根輔助索組成的懸掛稱為雙鏈形接觸懸掛，雙鏈形接觸懸掛由于多了一根輔助導(dǎo)線，其彈性更加趨于均勻。（3） 多鏈形接觸懸掛多鏈形懸掛由接觸線、承力索及兩條或兩條以上的輔助索組成。因多鏈形懸掛的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝和維修比較困難，實(shí)用意義比較小。2按線索相對(duì)于線路中心的位置分（1） 直鏈形接觸懸掛接觸線和承力索在平面上的投影重合。線索既可以沿鐵路中心布置，也可以布置成“之”字形，以利于受流器滑板的均勻磨損，“之”字形既可以每隔一個(gè)懸掛點(diǎn)形成一個(gè)，也可以每隔幾個(gè)懸掛點(diǎn)布置成一個(gè)循環(huán)。在曲線區(qū)段上，直鏈形接觸懸掛的投影成折線形狀。（2） 半斜鏈形接觸懸掛 承力索沿線路中心布置，接觸線成“

38、之”字形布置，這種懸掛稱為半斜鏈形懸掛，這種形式吊弦的橫向偏斜不大，對(duì)接觸線的固定構(gòu)件和機(jī)械計(jì)算方法均不必特別考慮。但是，它與直鏈形相比，不僅有較好的穩(wěn)定性而且施工更為方便。只需要接觸線按標(biāo)準(zhǔn)要求定位，承力索沿線路中心布置就可以了。因此，我國(guó)和不少國(guó)家都采用這種懸掛形式。（3） 斜鏈形接觸懸掛 這種懸掛的吊弦具有很大的偏斜，因而必須采用特殊的辦法來(lái)解決接觸線的扭曲問(wèn)題。 在承力索和接觸線間存在有較為明顯的橫向水平力，因而在計(jì)算方法上較直鏈形懸掛復(fù)雜。接觸線和承力索依次在懸掛點(diǎn)固定于線路兩側(cè)。 在曲線區(qū)段上的斜鏈形懸掛其承力索對(duì)接觸線有一個(gè)相當(dāng)大的外側(cè)位移，吊弦是傾斜的，在跨距中部把接觸線向外側(cè)

39、拉。斜鏈形懸掛的特點(diǎn)是風(fēng)穩(wěn)定性好它適用于強(qiáng)臺(tái)風(fēng)和曲線比較多的地面區(qū)段。但由于施工困難，一般較少采用。 以上各種懸掛方式的適用速度范圍各不相同，各種改善型的簡(jiǎn)單接觸懸掛其應(yīng)用速度可達(dá)7080km/h，而彈性支柱吊弦的各種單鏈形懸掛，其應(yīng)用速度可達(dá)100kmh以上，對(duì)城市軌道交通而言，因其運(yùn)行速度并不太高，列車功率也不太大，一般多采用單鏈形懸掛。（4) 具有季節(jié)調(diào)整的鏈形接觸懸掛 為了減小線索張力和弛度的變化范圍，可在接觸線的下錨處，安裝一個(gè)松緊調(diào)整螺絲，以便進(jìn)行張力調(diào)整，通常在春季和秋季各調(diào)整一次。春季將接觸線拉緊，使其張力在夏季時(shí)不要過(guò)小，秋季將接觸線放松，使其張力在冬季低溫條件下，不致超過(guò)最

40、大許可值。采用這種措施后；使張力的變化限制在一定范圍內(nèi)，馳度也相對(duì)見(jiàn)效，因而改善了運(yùn)行狀態(tài)。（5） 半補(bǔ)償鏈形接觸懸掛 為了減少承力索和接觸線的弛度受氣溫變化的影響，根據(jù)張力和弛度的關(guān)系，在錨柱上設(shè)置張力自動(dòng)補(bǔ)償器。只在接觸線下錨端加設(shè)張力自動(dòng)補(bǔ)償裝置，承力索不補(bǔ)償?shù)?，稱為半補(bǔ)償鏈形接觸懸掛。 張力自動(dòng)補(bǔ)償器通常由墜砣、補(bǔ)償滑輪和補(bǔ)償繩組成。墜砣可采用混凝土制成；滑輪有動(dòng)滑輪和定滑輪，也有采用齒輪結(jié)構(gòu)的；補(bǔ)償繩為一端固定在錨柱上，而另一端通過(guò)補(bǔ)償滑輪系于墜砣上的鋼絞線。 設(shè)置了張力自動(dòng)補(bǔ)償器之后，在承力索或接觸線受熱伸長(zhǎng)時(shí)，由于墜砣重力使其向下錨方向作縱向伸長(zhǎng)，通過(guò)補(bǔ)償滑輪使墜砣下降；在承為索

41、和接觸線受冷收縮時(shí)，補(bǔ)償繩便把墜砣提起。 因?yàn)閴嬳戎亓渴枪潭ǖ?，因此可以使承力索和接觸線在氣溫變化時(shí)保持張力不變。因?yàn)檫@種裝置可以自動(dòng)觸線在受氣溫變化時(shí)本來(lái)要發(fā)生變化的張力，使其得到正的或負(fù)的補(bǔ)償而維持不變，所以稱為張力自動(dòng)補(bǔ)償器或張力補(bǔ)償裝置，簡(jiǎn)稱補(bǔ)償器。（5） 全補(bǔ)償鏈形接觸懸掛 這種懸掛的全部線索在下錨端均安裝張力自動(dòng)調(diào)整裝置，在溫度和負(fù)載（風(fēng)、冰）變化時(shí)，各線索的張力保持不變。因而，具有較好的運(yùn)行條件，這種懸掛方式采用較多。 必須指出，線索的張力不變，不能說(shuō)明線索的弛度也不變。因?yàn)檠a(bǔ)償器維持線索的張力不變，在溫度變化時(shí)，線索的弛度得到了良好的補(bǔ)償；但當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，弛度將發(fā)生相應(yīng)變化。在

42、露天強(qiáng)冰地區(qū)，弛度往往會(huì)達(dá)到不允許的程度。為了消除這個(gè)缺點(diǎn)，裝置的前種，常用的有“人”字形、“t”字形以及在地鐵中定裝置等。在多股道時(shí)，支持與固定裝置廣泛采用軟構(gòu)。 采用限制承力索補(bǔ)償器動(dòng)作范圍的限制器。當(dāng)冰負(fù)載過(guò)大時(shí)，承力索弛度加大，補(bǔ)償器上升，在達(dá)到某個(gè)數(shù)值時(shí)，補(bǔ)償器不工作。這時(shí)承為索處于硬錨狀態(tài)，不致使接觸線弛度過(guò)大。二、接觸軌式接觸網(wǎng) 接觸軌是沿電牽引線路敷設(shè)的與走行軌道平行的附加軌，故又稱第三軌。其功能與架空式接觸網(wǎng)一樣，通過(guò)它將電能輸送給電動(dòng)車組。不同點(diǎn)在于，接觸軌是敷設(shè)在鐵路旁的具有高導(dǎo)電率的特殊軟鋼制成的鋼軌。電動(dòng)車組伸出的受流器與之接觸而取得電能。 接觸軌式接觸網(wǎng)用電電壓一般

43、在600825v，提高電壓可相應(yīng)減少電能損耗，繼而減少變電所數(shù)量，降低電力設(shè)備費(fèi)用。但對(duì)于地下鐵道，主要采用設(shè)于軌道一側(cè)的接觸軌的方法，比較經(jīng)濟(jì)，因?yàn)椋谌壥茈?，不需要像架空線那樣增大隧道尺寸。 接觸軌可以有三種布置方式，即上磨式、下磨式和側(cè)面接觸式。（1）上磨式 接觸軌裝在專用絕緣子上，底朝下。取流時(shí)，接觸靴自上壓向接觸軌。上磨式的接觸力不由受流器（集電靴）的重量和磨耗情況決定，而只受彈簧支座特性的控制，受流平穩(wěn)，并能減少在間隙和道岔等處的電流沖擊。（2） 下磨士 下磨式的接觸軌底朝上，緊固在絕緣子上，并且由固定在枕木上的弓形肩架予以支持，下磨式的優(yōu)點(diǎn)是可以加防護(hù)罩，對(duì)工作人員較為安全。這

44、種方式安裝結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，費(fèi)用較高，在經(jīng)常冰凍和下雪而造成集電困難的地區(qū)使用較為普遍。（3） 側(cè)面接觸式側(cè)面接觸式在工作上與上磨式相似，接觸軌為高導(dǎo)電率鋼制成的特殊斷面的鋼軌。接觸軌通過(guò)的地方要設(shè)置工作人員使用的人行道，在其余地點(diǎn)，必須考慮設(shè)置保護(hù)木板或其他合適材料的保護(hù)板，以防不注意觸電。在所有車站，接觸軌總是設(shè)在遠(yuǎn)離站臺(tái)軌道的一邊，以減少乘客可能摔落在軌道上觸電。在線路露天地段，要沿線用木板保護(hù)起來(lái)，以減少散落物引起電路短路。在結(jié)構(gòu)上，由于考慮到接觸軌的熱脹冷縮和電氣上的分段，各軌節(jié)的連接有三種形式：正常接頭、溫度接頭和絕緣接頭、。（1） 正常接頭在正常接頭處，兩軌端緊密接合，并用魚尾板連接

45、。（2） 溫度接頭在溫度接頭處，軌端留一空隙，其大小視溫差不同而定。軌頭上的魚尾板用螺栓只固定在一的鋼軌上，而另一端的鋼軌自由地放在魚尾板中間，當(dāng)接觸軌隨溫度發(fā)生長(zhǎng)度變化時(shí)，它可以在魚尾板內(nèi)自由移動(dòng)。為了保證電氣方面的良好接觸，在溫度接頭處用軟裸銅線做的連接器加以連接。（3） 絕緣接頭 在絕緣接頭處，是用掬木魚尾板緊扣軌端，而軌端的空隙留50mm。 除了以上接觸軌形式之外，80年代加拿大首先建成的空中列車（因其線路大部分為高架線而得名）動(dòng)車采用線性感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其供電電壓為直流600v，經(jīng)架設(shè)在走行軌一側(cè)的上、下兩根相互絕緣的接觸軌供電，再經(jīng)動(dòng)車內(nèi)的逆變器將直流變成可變頻調(diào)壓的交流電送到線性感應(yīng)

46、電動(dòng)機(jī)上。 常規(guī)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子此時(shí)變成固定鋪設(shè)在兩根走行軌之間的轉(zhuǎn)子感應(yīng)軌（實(shí)際為鋼或鋁板），而定子也為展開式的繞組固定在有輪對(duì)的轉(zhuǎn)向架上。當(dāng)電機(jī)通電后，因轉(zhuǎn)子感應(yīng)軌不能移動(dòng)，代之就是定子（車子）移動(dòng)了。 以上受電形式有兩個(gè)特點(diǎn)，一是兩根接觸軌一正一負(fù)彼此之間，而且與地之間均絕緣，這樣，當(dāng)有一接觸軌絕緣損壞接地時(shí)，供電系統(tǒng)仍舊可以正常運(yùn)行不發(fā)生短路故障，因?yàn)閮筛佑|軌都對(duì)地絕緣，所以正常運(yùn)行時(shí)也沒(méi)有迷流腐蝕的問(wèn)題。 另外一個(gè)特點(diǎn)就是在兩根走行軌之間要鋪設(shè)線性感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子感應(yīng)軌，感應(yīng)軌金屬板表面與定于繞組板間僅有mm級(jí)的距離，技術(shù)上是很復(fù)雜的。4.4接觸網(wǎng)的供電方式 接觸網(wǎng)是架設(shè)在鐵路線上

47、空向電力機(jī)車提供電能的特殊形式的輸電線路。電能由地方電力網(wǎng)輸送到鐵路牽引變電所后，經(jīng)主變壓器降壓達(dá)到電力機(jī)車正常使用所需電壓等級(jí)，再由饋電線將電能送至接觸網(wǎng)。電力機(jī)車靠從接觸網(wǎng)上獲取電能以提供牽引動(dòng)力，保證列車運(yùn)行。 目前，我國(guó)電氣化鐵道干線上牽引變電所牽引側(cè)母線上的額定電壓為275kv(自耦變壓器供電方式為2275kv)，接觸網(wǎng)的額定電壓為25kv，最高電壓為29kv。在供電距離較長(zhǎng)時(shí)，電能在輸電線路和接觸網(wǎng)中產(chǎn)生電能損耗，使接觸網(wǎng)末端電壓降低。但接觸網(wǎng)末端電壓不應(yīng)低于電力機(jī)車的最低工作電壓20kv，系統(tǒng)在非正常運(yùn)行情況(檢修或事故)下，機(jī)車受電弓上的電壓不得低于19kv，所以兩牽引變電所之

48、間的距離一般為4060km，具體間距需經(jīng)供電計(jì)算確定。 電壓從牽引變電所經(jīng)饋電線送至接觸網(wǎng)，流過(guò)電力機(jī)車，再經(jīng)軌道回路和回流線，流回牽引變電所。應(yīng)該指出：由于軌道和大地間是不絕緣的，在電力機(jī)車的電流流到軌道以后，并非全部電流都沿著軌道流回牽引變電所。實(shí)際上有部分電流進(jìn)入大地，并在地中流回牽引變電所。這種由大地中流經(jīng)的電流稱地中電流(又稱泄漏電流或雜散電流)。牽引變電所向接觸網(wǎng)正常供電的方式有兩種：?jiǎn)芜吂╇姾碗p邊供電。如下圖可示;:1.單邊供電兩個(gè)牽引變電所之間將接觸網(wǎng)分成兩個(gè)供電分區(qū)(又稱供電臂)，正常情況兩相鄰供電臂之間的接觸網(wǎng)在電氣上是絕緣的，每個(gè)供電分區(qū)只從一端牽引變電所獲得電能的供電方

49、式稱為單邊供電。單邊供電時(shí)，相鄰供電臂電氣上獨(dú)立，運(yùn)行靈活；接觸網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，只影響到本供電分區(qū)，故障范圍?。粻恳冸娝伨€保護(hù)裝置較簡(jiǎn)單。這是中國(guó)電氣化鐵道采用的主要形式，樂(lè)昌供電車間也在用這種供電方式。2.雙邊供電若兩個(gè)供電分區(qū)通過(guò)開關(guān)設(shè)備，在電路上連通，兩個(gè)供電分區(qū)可同時(shí)從兩個(gè)牽引變電所獲得電能，這種供電方式稱為雙邊供電。雙邊供電可提高接觸網(wǎng)電壓水平，減少電能損耗。但饋線及分區(qū)亭的保護(hù)及開關(guān)設(shè)備都教復(fù)雜，因此，目前采用較少。3.越區(qū)供電單邊和雙邊供電為正常的供電方式，還有一種非正常供電方式(也稱事故供電方式)叫越區(qū)供電，由于越區(qū)供電的供電量大大伸長(zhǎng)，如果列車運(yùn)行數(shù)量相同的情況下，則延伸供

50、電臂的末端電壓就會(huì)大大降低，倘若低于電力機(jī)車允許最低工作電壓時(shí)，將造成機(jī)車不能運(yùn)行，這是不允許的。因此，越區(qū)供電只能保證客車或重要貨車通過(guò)，是作為避免中斷運(yùn)輸?shù)呐R時(shí)性措施。在復(fù)線區(qū)段中，其供電情況與單線區(qū)段類同，只是牽引變電所有四回饋出線分別向兩側(cè)上、下行接觸網(wǎng)供電。在同一側(cè)，上、下行接觸網(wǎng)供電相別相同，以便于上、下行實(shí)現(xiàn)并聯(lián)供電，可提高接網(wǎng)末端電壓。越區(qū)供電時(shí)，通過(guò)分區(qū)所內(nèi)的開關(guān)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。復(fù)線區(qū)段供電示意如下圖所示： 我國(guó)電氣化鐵路均采用單邊供電方式，即牽引變電所向接觸網(wǎng)供電時(shí)，每一個(gè)臂的接觸網(wǎng)只從一端的牽引變電所獲得電能（從兩邊獲得電能則為雙邊供電，可提高接觸網(wǎng)末端網(wǎng)壓，但由于其故障范圍

51、大、繼電保護(hù)裝置復(fù)雜等原因尚未有采用）。復(fù)線區(qū)段可通過(guò)分區(qū)亭將上下行接觸網(wǎng)聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)“并聯(lián)供電”，可適當(dāng)提高末端網(wǎng)壓。當(dāng)牽引變電所發(fā)生故障時(shí)，相鄰變電所通過(guò)分區(qū)亭實(shí)現(xiàn)“越區(qū)供電”，此時(shí)供電范圍擴(kuò)大，網(wǎng)壓降低，通常應(yīng)減少列車對(duì)數(shù)或牽引定數(shù)，以維持運(yùn)行。1、 直接供電方式 如前所述，電氣化鐵路采用工頻單相交流電力牽引制，單相交流負(fù)荷在接觸網(wǎng)周圍空間產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)，從而對(duì)附近通信設(shè)施和無(wú)線電裝置產(chǎn)生一定的電磁干擾。我國(guó)早期電氣化鐵路（如寶成線、陽(yáng)安線）建設(shè)時(shí)，處于山區(qū)，地方通信技術(shù)不發(fā)達(dá)，鐵路通信采用高屏蔽性能的同軸電纜，接觸網(wǎng)產(chǎn)生的電磁干擾影響極小，不用采取特殊防護(hù)措施，因此上述單邊供電方式亦稱為

52、直接供電方式（簡(jiǎn)稱tr供電方式）。 隨著電氣化鐵路向平原和大城市發(fā)展，電磁干擾矛盾日顯突出，于是在接觸網(wǎng)供電方式上采取不同的防護(hù)措施，便產(chǎn)生不同的供電方式。 目前有所謂的bt、at和dn供電方式。從以下的介紹中可以看出這些供電方式有一個(gè)共同特點(diǎn)，即在接觸網(wǎng)支柱田野側(cè)，與接觸懸掛同等高度處都掛有一條附加導(dǎo)線。電力牽引時(shí)，附加導(dǎo)線中通過(guò)的電流與接觸網(wǎng)中通過(guò)的牽引電流，理論上講（或理想中）大小相等、方向相反，從而兩者產(chǎn)生的電磁干擾相互抵消。但實(shí)際上是做不到的，所以不同的供電方式有不同的防護(hù)效果。2、 吸流變壓器（bt）供電方式 bt供電方式原理結(jié)線圖 h回流線；t接觸網(wǎng)；r鋼軌；ss牽引變電所；bt

53、吸流變壓器。 牽引網(wǎng)阻抗與機(jī)車至牽引變電所的長(zhǎng)度不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。隨著機(jī)車取流位置的不同，牽引網(wǎng)內(nèi)的電流分布可有很大不同，例如圖中當(dāng)機(jī)車位于供電臂內(nèi)第一臺(tái)bt前方時(shí)，牽引負(fù)荷未通過(guò)吸流變壓器一次繞組，其二次繞組沒(méi)有電流流通，因此牽引網(wǎng)按直接供電方式運(yùn)行，到達(dá)bt處后，吸流變壓器一次繞組有牽引電流流過(guò)，牽引回流被迫由鋼軌逆行至遠(yuǎn)離電源側(cè)的吸上線進(jìn)入回流線，再經(jīng)吸流變壓器二次繞組返回牽引變電所，使?fàn)恳W(wǎng)阻抗大增。 圖的曲線是機(jī)車由牽引變電所出發(fā)在不同位置時(shí)的牽引網(wǎng)總阻抗。圖中曲線是供電方式長(zhǎng)回路牽引網(wǎng)阻抗，即牽引負(fù)荷全程流經(jīng)接觸網(wǎng)和回流線時(shí)的阻抗，相當(dāng)于機(jī)車位于吸上線處的牽引網(wǎng)阻抗。牽引網(wǎng)阻抗通

54、常較直接供電方式大。 bt供電方式牽引網(wǎng)阻抗圖1直接供電方式牽引網(wǎng)阻抗；2bt供電方式長(zhǎng)回路牽引網(wǎng)阻抗；3列車由牽引母線側(cè)運(yùn)行至末端牽引網(wǎng)阻抗變化。 這種供電方式，在接觸網(wǎng)上每隔一段距離裝一臺(tái)吸流變壓器（變比為1:1），其原邊串入接觸網(wǎng)，次邊串入回流線（簡(jiǎn)稱nf線，架在接觸網(wǎng)支柱田野側(cè)，與接觸懸掛等高），每?jī)膳_(tái)吸流變壓器之間有一根吸上線，將回流線與鋼軌連接，其作用是將鋼軌中的回流“吸上”去，經(jīng)回流線返回牽引變電所，起到防干擾效果。 由于大地回流及所謂的“半段效應(yīng)”，bt供電方式的防護(hù)效果并不理想，加之“吸回”裝置造成接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)車受流條件惡化，近年來(lái)已很少采用。 3、自耦變壓器（at）供