静思笃行持中秉正秋记与你分享
漫话机车
主讲人：
时间:
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电气化铁路供电系统
电力机车
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总结、参考文献
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1879年，在柏林的世博会上，西门子和哈尔斯克制作展出了约
300m的电气化铁路，人类第一次采用电力来牵引列车。
世界第一条电气化铁路
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世界第一条高速电气化铁路
日本东海道新干线（东京—大阪）新干线是日本的高速铁路客
运专线系统（250km/h），于1964年10月1日开始通车营运，
是全世界第一条载客营运高速铁路系统。
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中国第一条电气化铁路
中国第一条电气化铁路是宝（鸡）成（都）线宝鸡—凤州段，正式
通车于1961年8月15日，从此揭开了中国电气化铁路建设的序幕。
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中国第一条高速铁路
台湾的“台湾高速铁路“（简称台湾高铁），连接台北和高雄两
个城市，线路全长345公里，最高营运时速315km/h。1999年3月
26日开始动工，2007年1月5日通车运营，2007年3月2日全线正式
运营。
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中国大陆第一条高速铁路
大陆的第一条高速铁路是“京津城际高速铁路”，连接北京和
天津两个城市，线路全长120公里，最高营运时速350公里。
2005年7月开始动工，2008年8月1日正式运营。
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电气化铁路
牵引变电所接触网电力机车
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1电气化铁路供电系统
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低压直流
三相交流
单相低频交流
单相工频交流
1900~1915年，500~750V的直流制。
1915~1930年，开始采用16.7Hz，25Hz的
单相低频交流制和1200~1500V的直流
制，还采用了3600V的使用异步牵引电
动机的三相交流制。
1930~1950年，除继续采用单相低频交流制
和1500V的直流制外，还采用了3000V
的直流制。
1932年，匈牙利在布达佩斯——黑基也什
霍洛姆铁路上第一次采用了16000V的单
相工频交流电力牵引。
1955年，法国在电力机车上静止式变流器和直流牵引电动机获得成
功,25KV工频单相交流制开始在各国推行开来。
地铁采用直流1500V和直流750V
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国家电网供电范围内各地区不同电压供电牵引站分布图
（截至2010年7月在运的有680座，个别的采用330kV）
牵引变电所的供电电源
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单相接线
V/v接线
优点：负荷平稳、电能损耗小、结构
简单、可靠性高、维护方便等。
缺点：没有三相电源不利于变电站内
三相自用电及地区三相电力供应
优点：供电可靠容量利用率高，可达
100%，对接触网可实现双边供电
缺点：一台牵引变压器故障，跨线供
电困难
牵引变压器的接线方式
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YNd11接线
Scott变压器
优点：有利于变电站内的三相自用电，
能很好的适应单线电气化铁路牵引不
均衡的特点
缺点：牵引变压器的容量不能得到充分
利用
优点：变压器两侧是解耦的，一相的负载
不影响另一相的端口电压，负序电流小
缺点：结构复杂，投资较大
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区域
牵引
站个
数
牵引变压器型式
单相V/vScottYNd11阻抗平衡
华北1691564254619
华东8711410728
华中25215113124567
东北35282050
西北137164204237
合计6808526237145151
在运铁路牵引变压器基本分布情况
牵引变电所的设置间距一般为为30~70公里。
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牵引供电方式
直接供电方式
带吸流变压器供电方式
1.5~4km间隔
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AT（自耦变压器）供电方式
带吸流线的直接供电方式
10~15Km
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同轴电缆供电方式
供电方式优点缺点
带吸流线
的直接供
电方式
?供电所和牵引网结构简单
?一次性投资和运营维修费
用少
?供电可靠性高，故障范围
影响小
?牵引变压器容量小
?牵引站数量较多
?抗干扰能力较AT型
差
?牵引网电压损失和
电能损失较大
AT供电方
式
?供电能力强、供电距离远
?抗干扰性能强，电磁兼容
性好
?减少电分相数量，提高运
行速度
?牵引网电压损失和电流损
失小
?供变电设施较多，
牵引网结构复杂
?路内一次性投资大
?施工和维修较困难
?牵引变压器安装容
量大，不便接入电
网
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2电力机车
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直流制还是交流制（供电方式）
直流制：1.5千伏或3千伏的直流电压（欧洲、日本仍有运行）
交流制：单相低频25Hz或16.7Hz（德国瑞士挪威瑞典仍有运行）
和单相工频
直流传动还是交流传动（传动方式）
交流传动电力机车原理图
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单相工频
25KV
单相工频
1500V
2600~3000
直流
0~2300V
0~220Hz
牵引工况/再生制动工况
能量变换与传递途经示意图
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高速动车组技术中的九大关键技术
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SS4型机车
SS7型机车
SS8型机车
SS6型机车
SS9型机车
SS3型机车
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动车组？和谐号？
?1、固定编组
?2、自带动力
?3、两端均设置司机室
?所有引进国外技术、联合设计生产的CRH（China
RailwaysHigh-speed）动车组车辆均命名为“和谐号”
四横四纵？
四横：徐州～郑州～兰州客运专线，
杭州～南昌～长沙～贵阳～昆明客运专线
青岛～石家庄～太原客运专线
南京～武汉～重庆～成都客运专线
四纵：北京～上海客运专线
北京～武汉～广州～深圳客运专线
北京～沈阳～哈尔滨(大连)客运专线
上海～杭州～宁波～福州～深圳客运专线
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动车高铁
速度等级200~250300~350
轨道既有线路客运专线
名称来源动力分散狭义、广义
车次命名D开头G开头
铁轨区别有砟轨道无砟轨道
硬件设备低高
运行控制系统CTCS-2级别CTCS-3级别
车票价格低高
哈大高铁，CRH380B高寒动车组、CRH5A，
开工时间：2007年8月23日通车时间：2012年12月1日
冬季：200km/h夏季：300km/h
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车型运营
速度
(km/h)
生产
厂家
引进技
术厂商
原型车动
力
分
散
受电
弓位
置
牵引
变流
器
CRH1200~2
50
青岛四
方—庞
巴迪
庞巴迪
（加拿
大）
Regina
C2008
5动
3拖
2、7
号车
厢
两电
平
CRH2250~3
50
四方机
车
川崎重
工（日）
E2-10004动
4拖
4、6
号
三电
平
CRH3350唐山轨
道客车
西门子
（德）
Velaro4动
4拖
2、7
号
三电
平
CRH5250长春轨
道客车
阿尔斯
通（法）
Pendoli
noSM3
5动
3拖
3、6
号
三电
平
CRH38
0A
350~3
80
四方机
车
CRH2C
CRH38
0B
350~3
80
唐山、
长春轨
道客车
CRH3C
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CRH1CRH2
CRH3CRH5
CRH380BCRH380A
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型号
牵引变压器输出电
压（脉冲整流器输
入电压）（V）
中间直流侧电
压（V）
牵引逆变器输
出电压（V）
CRH190016500-1287
CRH215002600-30000-2800
CRH315502700-36000-2800
CRH5177036000-2808
高速动车组各环节的电压参数
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型号基本动力单元受电弓（个）牵引变压器（个）牵引变流器（个）牵引电机（个）
CRH1
1动1拖（
1）2动1
拖（2）
23520
CRH2
2动2拖22416
CRH3
1动1拖22416
CRH53动1拖+2动2拖22510
动车组牵引系统的布置
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车厢
号12345678
车型二等二等餐车一等二等
动力
配置
有动力，
带驾驶室
无动力，
带受电弓有动力无动力有动力
无动力，
带受电弓
有动力，带
驾驶室
动力
单元单元1单元2
车辆
编号
CRH3C
-3xxxx
ZE
3xxx01
ZE
3xxx02
ZE
3xxx03
ZE
3xxx04
ZE
3xxx05
ZE
3xxx06
ZE
3xxx07
CRH3C-
3xxxx
ZE
3xxx01
定员
60（二
等）+8
（特等）
808080508080
60（二等）
+8（特等）
车底
设备
牵引电机、
牵引转换
器、冷却
装置车载
供电电柜
辅助装换
器箱变压
器和冷却
装置车载
供电电柜
牵引电机、
牵引转换
器、冷却
装置、车
载供电电
柜、空气
压缩机
双辅助转换
器装置、蓄
电池和充电
器车载供电
电气柜
紧急车钩、
双辅助转
换器装置、
蓄电池和
充电器车
载供电电
气柜
牵引电机、
牵引转换
器、冷却
装置、车
载供电电
柜、空气
压缩机
辅助装换
器箱变压
器和冷却
装置车载
供电电柜
牵引电机、
牵引转换器、
冷却装置车
载供电电柜
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3总结、参考文献
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?简要介绍了电气化铁路的供电系统和电力机车的相关知
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《漫话机车》中国铁道出版社，林宏迪编著
《电气化铁路供电与电能质量》中国电力出版社，于坤山等编著
高速铁路供电系统负序补偿与谐波抑制技术研究湖南大学硕士论文
作者：吴传平导师：罗安教授2010年4月10日
电气化铁路供电系统电能质量综合补偿技术研究湖南大学博士论文
作者：吴传平导师：罗安教授2012年3月16日
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