第1讲-接触网技术(西南交大电气学院)

乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6接触网技术主讲人董昭德西南交通大学电气工程学院2006.6两个特点乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6课程安排第1讲电气化铁路及接触网概述（6.19）第2讲接触网的设备与结构（6.21）第3讲接触网参数计算（上）（6.26）第4讲接触网参数计算（下）（6.28）第5讲弓网关系（7.3）第6讲接触网的运营管理（7.5）乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6第1讲电气化铁路及接触网概述1.1电气化铁路的基本组成及其优越性1.2电气化轨道交通的起源与发展1.3电气化铁路与电力系统的关系1.4电气化铁路牵引网供电方式1.5接触网的基本组成与供电方式乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.61.1电气化铁路的基本组成及其特点电气化铁路的定义以电能作为牵引动力的一种轨道交通运输形式;电气化铁路由三大元件组成1牵引变电所2牵引网3电力机车乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6三大元件：变电所、接触网、电力机车的关系1.1电气化铁路的基本组成及其特点乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.61牵引变电所从地方电力系统引入的110kV或220kV高压，通过牵引变压器降至适合电力机车运行的27.5kV电压，送至接触网，供给电力机车运行。其作用是接受、分配、输送电能。我国牵引供电系统采用27.5kV工频单相制式。1.1电气化铁路的基本组成及其特点乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6变电所的组成：一次设备和二次设备一次设备是指高压侧的设备，主要用于电能的接收、转换、电路的分合以及过电压保护，主要有：①用于将电压升高或降低的电力变压器，它是变电所的中心设备，如果主变压器产生故障，变电所就需投入备用变压器；②用于接通和开断电路的高压开关设备，包括：断路器、隔离开关、熔断器、接触器等；③用于限制故障电流和防御过电压的电抗器、避雷器等；④用于传输电能的母线、电缆等载流导体。1.1电气化铁路的基本组成及其特点AC220kV避雷器电压互感器电流互感器架空地线主变压器1.1电气化铁路的基本组成及其特点一次设备单相变压器AC220kVAC27.5kV1.1电气化铁路的基本组成及其特点主变压器AC27.5kV母线27.5kV真空断路器隔离开关隔离开关控制手柄1.1电气化铁路的基本组成及其特点27.5kV高压室内布置AC27.5kVAC27.5kV出口1.1电气化铁路的基本组成及其特点27.5kV侧馈线布置避雷器27.5kV馈电线与接触网相接1.1电气化铁路的基本组成及其特点乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6变电所二次设备二次设备是用于监控、调度、测量、保护一次设备的设备，主要有：①用于迅速反应故障或不正常工作状态，作用于开关电器、切除故障，或作用于信号装置发出警报信号的继电保护装置；②降低电路中的电压和电流，为测量仪表和继电保护装置提供相关信息的电压互感器和电流互感器；③用于电力系统中保护设备和人员安全的接地装置；④用于调整电压和无功补偿的电力电容器、静止补偿装置等。1.1电气化铁路的基本组成及其特点乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.62牵引网牵引网包括馈电线、接触网、钢轨、回流线、大地回路。馈电线是连接牵引变电所和接触网的电力供给线，多为铜绞线（TJ150）；钢轨在电气化铁路中有三大作用：列车导轨、牵引电流的电气回路、信号系统的信号回路；回流线是连接钢轨和牵引变电所的电连接线，主要为回流提供电气通路。接触网是牵引网的核心，是电气化铁道的主要供电设施，其功能是全天候不间断地向电力机车供电。1.1电气化铁路的基本组成及其特点乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6电气化轨道交通所特有的、沿路轨架设的、为电力机车或电动车组提供电能的特殊供电线路，是电气化轨道交通牵引供电系统的重要组成部分。接触网接触网的组成架空接触网由支柱与基础、支持装置、定位装置、接触悬挂、供电辅助设备。1.1电气化铁路的基本组成及其特点基础支柱支持装置接触悬挂乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.63电力机车由机械部分、电气部分和空气管路系统三部分组成。机械部分主要包括机车车体和走行部；空气管路系统主要包括制动气路系统、控制气路系统和辅助气路系统；电气部分主要包括受电弓、主断路器、牵引变压器、转换硅机组、调压开关、整流硅机组、平波电抗器、牵引电动机和制动电阻柜等。1.1电气化铁路的基本组成及其特点乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.61.1电气化铁路的基本组成及其特点（1）具有牵引功率大;（可实现高速和重载）（2）能源综合利用率高;（不受制于石油）（3）劳动生产率高;（4）不污染环境;（5）便于实现自动化控制;（6）能促进沿线地区电力工业发展的特点。4电气化铁路的特点乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6谢谢大家，课间休息！乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.61.2、电气化轨道交通的起源与发展基本参数：线路：轨距1m、全长300m、椭圆形电力机车：2.2kW串励式二级直流电机、总重945kg；供电制式：外部DC150V第三轨供电；编组：由3节敞开式“客车车箱”，每节“车箱”可乘坐6人；最高时速：13km。世界上第一条电气化轨道交通诞生于1879年。乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6世界第一条电气化轨道交通线路业绩：四个月共运送乘客8万多人；平均每天运送乘客700多人次。1.2、电气化轨道交通的起源与发展乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6发展分支地铁轻轨磁浮交通电气化铁路城市轨道交通城际间快速旅客运输干线铁路第一条地铁英国伦敦1863第一条电化地铁英国伦敦1891第一条磁浮运营线上海：机场至浦东1.2、电气化轨道交通的起源与发展乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6目前：40个国家和地区有地下铁，线路总长7000多公里。1.2、电气化轨道交通的起源与发展世界几大著明地铁系统伦敦地铁（1863）,12条线路，408公里，日客流量250万，年运量8.15亿。巴黎地铁（1900）,19条线路，315公里，日客流量330万，年运量12亿。纽约地铁（1904），27条线路，443.2公里，日客流量420万，年运量15亿。东京地铁（1927），12条线路，230.3公里，日客流量690万，年运量25亿。莫斯科地铁（1935）,9条线路，243.6公里，日客流量800万，年运量26亿。乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6世界电气化铁路的基本情况铁路1825年英国电气化铁路1879年德国至今127年目前68个国家和地区拥有电气化铁路总里程：25.8566万km平均电化率：22.5%运量百分比：50%以上发展高潮：第一次高潮：60~70年代以苏联、日本、西欧各国等工业发达国家为代表第二次高潮：80~90年代以中国、印度、南非、巴西等发展中国家为代表第三次高潮：现在，中国1.2、电气化轨道交通的起源与发展数据截止至2005年底乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6我国电气化铁路的起步与发展1949年在西南交通大学成立电气工程学院；1953年11月开始设计；1957年10月开始筹建；1958年6月开始动工；1961年8月15日开通；第一条电气化铁路：宝鸡~凤州90公里；截止至2005年年底，20132公里，居世界第三；俄罗斯44526；德国：21102，我国明年居第二位。电气化铁道学科诞生两个院士1.2、电气化轨道交通的起源与发展乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6我国电气化铁路的发展阶段第一阶段：1953~1961起步阶段；第二阶段：1968~1980恢复建设阶段；第三阶段：1981~2000快速发展阶段；第四阶段：2001~2005高速起步阶段；第五阶段：2006~2020高速快速发展；1.2、电气化轨道交通的起源与发展乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6起步阶段：1953~1961我国第一条电气化铁路宝凤电气化铁路技术参数：线路：2个马蹄形；1个“8”字形；3层重叠；全长91km；高差：817m；最长隧道：2360m；线路坡度：30%0供电制式：1954年，DC3000V；1957年，工频单相AC25kV；为我国电气化铁路的发展打下了良好的技术基础。1.2、电气化轨道交通的起源与发展乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6恢复发展阶段：1968~1980由于历史原因，修建完宝凤线后，我国电气化铁路进入停滞阶段，到1968年12月以宝成线的广元~马角坝区段电气化开始动工为标志，我国电气化铁路建设进入恢复发展和建设阶段。主建线路：宝成(1968)，阳安(1973)，襄渝(1975)，石太(1978)，宝天(1979)，成资(1980)。总里程：1679.6km，电化率：3.28%，运量2.6%。1.2、电气化轨道交通的起源与发展乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6特点：1分段进行：先建广~马，马~绵；后建广~凤，最后绵~成；1975.7.1我国第一条干线铁路宝成铁路(676km)全线贯通；2地形复杂地区采用电力牵引(60中期)；3内电并举，以电为主(1977)；4机电投资占总投资的比例为26%左右，接触网仅占电化主体工程投资的15%，标准低，弓网故障多；5对弓网关系认识不足。恢复发展阶段：1968~19801.2、电气化轨道交通的起源与发展乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6快速发展阶段1981~2000特点：1引进外资和技术；2建设速度加快，由平均每年500km增至1000km;3注重相关技术攻关；4涉足准高速和高速领域；5自主开发力度不够，无指导性综合发展规划。新建设里程：“六.五”期间：2507.6km；“七.五”期间：2664.5km;“八.五”期间：3012.2km;“九.五”期间：5549.52km;初步涉及高速铁路，建成广深准高速电气化铁路。1.2、电气化轨道交通的起源与发展乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6高速起步阶段2001~20052001年：开通电气化铁路3278.7km，创世界纪录；2002年：开通电气化铁路1193.12km；自行设计施工完成秦沈客运专线，试验速度321.5km/h2003年：开通电气化铁路1109.9km;2004年：在建和新开工电气化铁路达5000多公里，创世界之最；2005年：开通电气化铁路1224.4km;“十.五”期间共建成开通5587km,是建成开通电气化铁路最多的五年。1.2、电气化轨道交通的起源与发展乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6高速快速发展阶段2006~2020“十一.五”目标与任务：(1)建成新线1万公里，既有线0.4万公里，既有线电化0.6万公里；(2)建成武广、石太、郑西快速客运专线，京津、广珠、广深、沪杭、沪宁城际快速客运铁路；开工京武、哈达、津秦快速客运专线；(3)续继对京沪、京广、京哈、京九、陆桥、沪汉蓉、沪昆七大干线进行配套改造；(4)快速线路运营里程2.2万公里。1.2、电气化轨道交通的起源与发展乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6(1)电化总里程5万公里；电化率50%；电化复线率80%；承担总运量的80%；(2)京哈、京广、京沪、陆桥、沪汉蓉、沪昆全部实现电化；“八纵八横”中有12条实现电化；客运专线达1.2万公里；(3)主要长大干线运行速度在160km/h~200km/h以上；主要繁忙干线的货车载重量均在5000t以上，大秦和塑黄线实现2万吨重载运输。(4)大大提高装备国产化率，技术自创能力，电化理论水平。今后15年的发展目标1.2、电气化轨道交通的起源与发展乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6我国各时期电气化铁路建设图1.2、电气化轨道交通的起源与发展乌局供电班接触网讲座SWJTUDONG2006.6谢谢大家，课间休息！乌局供