变电所

变电所

牵引变电所(traction substation)向电气化铁道或城市轨道交通电力牵引等提供电能和变换、分配电能的电气装置与设施。其功能是将电力系统的三相交流电经降压、整流或变频后,供电力机车和动车组使用。

类型与主要设施 根据电力牵引采用电流制的不同,牵引变电所区分为直流、低频交流及工频交流三种类型。直流牵引变电所具有降压和整流两种功能,主要设备有降压变压器及整流装置。用于直流制电气化铁路、矿山与城市轨道交通电力牵引系统。低频交流牵引变电所具有降压和变频两种功能,主要设备有降压变压器、变频设备和升压变压器。电力系统的三相工频交流电,经降压并将工频变换成低频16Hz,供具有单相整流子牵引电机的机车使用。这种牵引变电所在西欧一些国家(德国、瑞士、瑞典等)得到采用。工频交流牵引变电所的主要功能是降压,主要设备是降压变压器,以及无功、谐波综合补偿装置等,随着工频交流电力牵引制的发展,这类牵引变电所在中国、欧洲等不少国家得到广泛应用。

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所有类型牵引变电所,都设有由断路器或快速开关、母线、测量用电流、电压互感器和避雷器等电气设备构成的屋外和屋内式配电装置,用以汇集和分配电能;各种电力变压器和换流设备,用以变换电压(降压和升压)、变换电流(整流)与频率(变频);设于控制室内的控制、测量、信号、继电保护和自动、运动装置,它们是保证电气设备安全、经济运行的监控和保护设施;还设有供变电所运行、维护和控制、保护等需用的交、直流自用电电源与低压配电装置等。各种牵引变电所功能与主要设施的示意框图见下图。 主要特点 电气化铁路和城市轨道交通牵引变电所为一级电力负荷,要求电力系统必须采用双回进线或由两个电源点的环网进线,对其可靠供电。各种牵引变电所的功能不同,主要设施差异较大,变电所地理环境对电气设施形式及其装置有较大影响,形成各自的特点。

工频交流牵引变电所 由于接触网采用25 kV和2×25kV(自耦变压器AT供电方式)单相电压,工频交流牵引变电所之间距离一般可达30km~90km,对于客、货运量大的电气化干线路、重载运输和高速铁路牵引变电所,其主变压器(降压变压器)单台容量可达60MV·A~75MV·A,为保证供电可靠性和供电质量,牵引变电所一般采用110kV~220kV双回输电线路供电。见图(a)。

晶闸管相控电力机车负荷特点是功率因数低,负荷电流含有大量奇次谐波,造成不利影响,要求交流牵引变电所设置无功、谐波综合补偿装置,使无功功率就地平衡并降低注入系统的谐波含量(参见并联综合补偿装置,电力谐波)。

按照变压器接线方式的不同,工频交流牵引变电所分为三相牵引变电所、单相牵引变电所及三相一两相牵引变电所。(分别参见单相接线主变压器,三相接线主变压器,三相一两相接线平衡变压器)。

三相牵引变电所 采用三相电力变压器为主变压器的牵引变电所。变压器接线方式为Y,d11。

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