高鐵供電基本知識教案

1、鐵總兼職師資培訓(xùn)第八期教案單 位：成鐵局貴陽職培基地 教師姓名： 翁妍菁 編寫時間： 2015年10月26日 健康的重要（總計20分鐘）授課時間2015年10月26上午授課課時20分鐘累計課時授課班級授課章節(jié)（課題）一、健康的重要教學(xué)目的要求：要求學(xué)員：1.了解健康的概念2.增強(qiáng)健康意識 教學(xué)重難點(diǎn)：重點(diǎn)：傳統(tǒng)健康概念與現(xiàn)代健康的不同難點(diǎn)：如何建立個人的健康規(guī)劃教學(xué)類型：課堂講授教學(xué)參考書教學(xué)過程（附后頁）：課后小結(jié)： 通過使用設(shè)備圖片演示，運(yùn)用啟發(fā)式、提問式的教學(xué)方法，使學(xué)生對健康的話題引起共鳴，通過思考引起健康問題因素，明白健康的重要，努力設(shè)計好個人的健康規(guī)劃。布置作業(yè)：在我們的工作環(huán)境、

2、工作過程中有哪些因素?fù)p害我們的健康？教學(xué)過程及教學(xué)手段教學(xué)活動一、 設(shè)疑提問，導(dǎo)入課程主題（3分鐘）（提問法）導(dǎo)入：思考：人生最重要的是什么？ 二、 傳統(tǒng)健康與現(xiàn)代健康的區(qū)別（5分鐘）（講授法）“健康不僅是軀體沒有疾病，還要具備心理健康、社會適應(yīng)良好和有道德” （國際衛(wèi)生組織）三、 舉例說明健康的重要（5分鐘）（案例法）1、 富人沒有健康是白忙一生2、 窮人沒有健康是雪上加霜3、 美國哈比博士的健康論4、 全球健康調(diào)查數(shù)據(jù)5%- 真正的健康 人群 20%- 患有疾病，需要看病的人群 75%- 亞健康人群 四、 思考：哪些因素引起健康問題（3分鐘）（提問法）1、 環(huán)境2、 生活方式3、 工作環(huán)境

3、與過程4、 壓力五、 結(jié)束：赫拉克里特：生命因健康而美麗建議：做好個人健康規(guī)劃供電臂電力系統(tǒng)牽引變電所牽引變電所牽引變電所牽引變電所牽引負(fù)荷為一級負(fù)荷，牽引變電所有兩路獨(dú)立的電源進(jìn)線。供電臂（供電分區(qū)）：牽引變電所饋線到接觸網(wǎng)末端的供電電路。各牽引變電所間循環(huán)換相，使各供電臂電壓不同相。電分相：電分相絕緣裝置串接在分區(qū)所或變電所出口的接觸網(wǎng)中，將不同的供電分區(qū)分開，避免不同電壓或不同相位的兩相鄰供電分區(qū)相互連通而形成短路。分區(qū)所：增加供電的靈活性，在兩個牽引變電所的分區(qū)中間設(shè)分區(qū)所。分相絕緣裝置并聯(lián)斷路器或隔離開關(guān)實(shí)現(xiàn)牽引網(wǎng)不同運(yùn)行方式（單邊供電、雙邊供電、越區(qū)供電）。（1）單邊供電電力系統(tǒng)牽

4、引變電所牽引變電所牽引變電所牽引變電所單邊供電：分區(qū)所內(nèi)與分相絕緣裝置并聯(lián)斷路器或隔離開關(guān)打開，機(jī)車/動車取流來自一個牽引變電所。（2）雙邊供電電力系統(tǒng)牽引變電所牽引變電所牽引變電所牽引變電所雙邊供電：分區(qū)所與分相絕緣裝置并聯(lián)斷路器或隔離開關(guān)合上，機(jī)車/動車取流來自兩個牽引變電所。（3）越區(qū)供電電力系統(tǒng)牽引變電所牽引變電所牽引變電所牽引變電所越區(qū)供電：非正常供電方式。當(dāng)某一牽引變電所因故障不能正常供電時，故障變電所擔(dān)負(fù)的供電臂，經(jīng)開關(guān)設(shè)備由相鄰牽引變電所進(jìn)行臨時供電。2.高速鐵路牽引供電系統(tǒng)供電方式2.1直接供電方式（TR）27.5kV結(jié)構(gòu)簡單，投資最少，維護(hù)費(fèi)用低。直接供電方式的鋼軌電位高；

5、對弱電系統(tǒng)的電磁干擾較大。2.2帶回流線的直接供電方式(TRNF)IIII27.5kV回流線與接觸網(wǎng)同桿架設(shè)，兩組導(dǎo)線之間有互感，鋼軌電流部分由回流線回流。供電臂距離增長外部電源投資減小分相數(shù)量減小變電所的數(shù)量減少有利于列車高速運(yùn)行2.3 AT(自耦變壓器)供電方式nnI/2自耦變壓器自耦變壓器自耦變壓器II/2I/225kV227.5kV接觸網(wǎng)鋼軌負(fù)饋線牽引變電所27.5kV自耦變壓器器兩端繞組匝數(shù)相等；負(fù)饋線與接觸線同桿架設(shè)。減少對通信線的干擾，降低通信線路遷改費(fèi)用；鋼軌電位降低。世界主要高速鐵路國家電鐵供電方式1996年日 本山陽新干線300km/hAT1983年法 國TGV東南線300

6、km/hAT+直供1990年法 國TGV大西洋線300km/hAT1994年法 國TGV北方線300km/hAT2001年法 國TGV地中海線350km/hAT2003年韓 國漢城釜山300km/hAT2004年西班牙馬德里巴塞羅那350km/hAT2004年意大利都靈佛羅倫薩300km/hAT2008年意大利羅馬那不勒斯300km/hAT3.高速鐵路牽引供電系統(tǒng)主要設(shè)備結(jié)構(gòu)3.1牽引變電所及主要設(shè)備牽引變電所： 從公用電力系統(tǒng)接受電能，通過變壓器將電能從三相110kV或220kV變換成單相27.5kV（對AT系統(tǒng)為227.5kV），并向鐵路上、下行兩個方向的牽引網(wǎng)供電。牽引變電所主要設(shè)備：

7、牽引變壓器（有多種接線方式） 斷路器（SF6、真空、少油、油斷路器），隔離開關(guān) 避雷器、避雷針 電壓互感器、電流互感器 控制、保護(hù)、測量、計量、監(jiān)視和電源設(shè)備 無功補(bǔ)償裝置、調(diào)壓裝置為減少牽引供電系統(tǒng)對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響，高速鐵路普遍采用大容量、高電壓的電源為牽引變電所供電。普遍選用交-直-交型機(jī)車（動車組）。高速鐵路多采用AT供電方式。 高速鐵路開關(guān)設(shè)備采用GIS組合電器是大趨勢。3.2接觸網(wǎng)主要設(shè)備結(jié)構(gòu)支柱與基礎(chǔ)站場：硬橫梁+吊樁兩根支柱頂上安裝金屬鋼梁，金屬鋼梁下懸掛絕緣子通過絕緣子懸掛或通過吊住連接腕臂懸掛承力索，下部固定繩連接定位器。為了減少接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)施工對路基的穩(wěn)定性影響，

8、客運(yùn)專線接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)一般采用機(jī)械鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。側(cè)面限界不小于3100mm，以滿足開行高速列車和線路大型機(jī)械養(yǎng)護(hù)要求。京津城際：基礎(chǔ)為站后專業(yè)施工，路基段不連續(xù)且基礎(chǔ)數(shù)量少，受機(jī)械設(shè)備等因素制約，仍采用人工開挖基坑。3.2支持裝置與定位裝置京石客專鋁合金腕臂及定位裝置： 鋁合金腕臂定位系統(tǒng)：腕臂管及腕臂連接件、承力索支撐線夾、腕臂支撐及其連接件、定位管、定位環(huán)、定位器均采用高強(qiáng)度鋁合金材料。防腐性能好、重量輕、比強(qiáng)度高,外觀美化，安裝簡便，便于施工，無需維護(hù)。 3.3接觸懸掛高速接觸網(wǎng)懸掛方式主要有三種，即復(fù)鏈、簡鏈、彈鏈。國外經(jīng)驗(yàn)表明，三種懸掛方式均能滿足時速300km/h以上高速運(yùn)營要求

9、。復(fù)鏈型懸掛（主要代表國家為日本）的性能最為優(yōu)越，接觸網(wǎng)彈性最為均勻，接觸線的動態(tài)抬升量也最小，最適合于高速運(yùn)行。但因增加了一根輔助乘力索，結(jié)構(gòu)變得較復(fù)雜，施工及運(yùn)營維護(hù)不方便，事故搶修難度大。 彈性鏈形懸掛（主要代表國家為德國）因在懸掛點(diǎn)處增加了一根彈性吊索，可改善接觸網(wǎng)的彈性不均勻性，但接觸網(wǎng)動態(tài)抬升量較大，導(dǎo)線容易產(chǎn)生疲勞，且彈性吊索安裝、調(diào)整工作量大，事故搶修難度也較大。 簡單鏈形懸掛（主要代表國家為法國）彈性不均勻度較大，動態(tài)接觸力標(biāo)準(zhǔn)偏差較彈鏈和復(fù)鏈大，但能夠滿足高速弓網(wǎng)受流要求，接觸網(wǎng)可達(dá)到預(yù)期的使用壽命（250萬弓架次以上），且國內(nèi)具有豐富的設(shè)計、施工及運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，更適合我國國情

10、。接觸線從國外高速客運(yùn)專線接觸線的使用情況來看，主要以銅錫和銅鎂合金線為主。銅錫和銅鎂線均能滿足高速鐵路高抗拉強(qiáng)度的要求，在導(dǎo)電性方面，0.2%含量的上述合金線有80%左右的導(dǎo)電率，而0.5%含量的上述導(dǎo)線則只有60%左右的導(dǎo)電率。目前銅錫、銅鎂合金線已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，但因銅鎂合金線制造工藝復(fù)雜，國產(chǎn)化難度相對較大。京津城際采用了德國進(jìn)口的120mm2銅鎂合金線，鎂含量為0.5%，導(dǎo)電率僅為62%，導(dǎo)線使用張力為27kN。武廣、鄭西客專同時采用了進(jìn)口和國產(chǎn)的150mm2銅鎂合金線，鎂含量為0.5%，導(dǎo)電率為62%，導(dǎo)線使用張力分別為30kN、28.5kN。導(dǎo)線高度在滿足建筑限界的情況下，接觸線

11、的懸掛高度應(yīng)盡量低，以減小空氣動力對弓網(wǎng)受流質(zhì)量的影響。國外高速鐵路接觸線高度如下： 日本：5000mm 法國：5080mm 德國：5300mm 京津城際、武廣客專、鄭西客專接觸線懸掛點(diǎn)高度為5300mm，最低點(diǎn)不小于5150mm。結(jié)構(gòu)高度結(jié)構(gòu)高度大小主要取決于允許的最短吊弦長度。對于兩端都有吊弦線夾的整體式吊弦來說，吊弦長度越短，其呈現(xiàn)的剛度越大，對弓網(wǎng)受流越不利。根據(jù)國外經(jīng)驗(yàn)，對于高速而言，最短吊弦長度不宜小于800mm，與之對應(yīng)的接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)高度不宜小于1400mm。國外高速鐵路接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)高度如下： 法國：1400mm（簡鏈） 德國：1600mm或1800mm（彈鏈） 日本：950mm（簡

12、鏈）或1500mm（復(fù)鏈） 京津城際的結(jié)構(gòu)高度一般為1600mm，跨線建筑下最小結(jié)構(gòu)高度1100mm，最短吊弦500mm。吊弦結(jié)構(gòu)形式3.4補(bǔ)償裝置目前國內(nèi)應(yīng)用的棘輪補(bǔ)償裝置從制動形式上分為兩種：圓周棘齒制動和圓周側(cè)面棘齒制動（如下圖所示）這種棘輪補(bǔ)償裝置在斷線后輪體下落，輪體圓周側(cè)面棘齒與V型開口的制動板接觸實(shí)現(xiàn)制動。為了保證斷線迅速制動及制動的可靠性在輪體圓周側(cè)面平均分布了180個棘齒（圓周棘齒圓周分部有36個棘齒），制動板的V型開口也與輪體的斷面相同，輪體下落時完全保證了迅速、可靠的制動（斷面圖如下所示）。3.5錨段關(guān)節(jié)三跨和五跨關(guān)節(jié)在中部過渡，跨中兩支接觸線相對于懸掛點(diǎn)高出50mm；四

13、跨關(guān)節(jié)在定位點(diǎn)過渡，兩支懸掛在中心柱外側(cè)第一吊弦之間形成一等高過渡段，非支從第一吊弦電點(diǎn)開始抬升，中心柱定位一般按不受力設(shè)計。 各國的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)表明，只要錨段關(guān)節(jié)安裝調(diào)整得當(dāng)，無論三跨、四跨、五跨，均可取得滿意的受流效果。五跨關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)兩轉(zhuǎn)換柱處非支接觸線抬高量一般為150mm，因處于受電弓動態(tài)包絡(luò)線內(nèi)，故仍需采用定位器，且該定位器需要特殊設(shè)計，特別是五跨絕緣關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)換柱處。相對而言，四跨關(guān)節(jié)的安裝調(diào)整較為容易，無需采用特殊定位器，且安全性較好。京津城際采用了五跨關(guān)節(jié)形式。四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)：五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)：3.6無交線岔兩支無交線岔：這種線岔形式適合于與正線相連的車站到發(fā)線道岔。受電弓通過無交叉

14、線岔的情形：錨段關(guān)節(jié)式無交叉線岔，適用于受電弓工作寬度較小和機(jī)車需要高速通過的情況：無交線岔優(yōu)點(diǎn)：無論正線還是側(cè)線高速行車，受電弓的轉(zhuǎn)換過渡都非常平緩，并可保證行車安全。無交線岔缺點(diǎn)：接觸網(wǎng)的布置相對復(fù)雜，施工調(diào)整比較麻煩。 3.7電分相電分相是為了適應(yīng)電力機(jī)車或動車組高速運(yùn)行的需要而實(shí)現(xiàn)地面過電分相自動轉(zhuǎn)換的一種裝置。自動過分相一般分為兩種方式：車上自動過分相（空段方式）地面自動過分相（切換區(qū)段方式）錨段關(guān)節(jié)式電分相(7跨式 )防止受電弓短接不同相位的接觸網(wǎng)，多弓用或不用高壓母線連接時，LD1 自動過分相方式1： 車上自動過分相在空段位置，列車斷電滑行通過。 列車在到達(dá)空段之前，接收來自切換

15、用地面裝置的信息，使得車載斷路器斷開，在通過空段之后，通過地面裝置的信息閉合斷路器，成為可牽引狀態(tài)。 這種方式將受到線路坡度等地形條件的限制。自動過分相方式2： 地面自動過分相在日本的新干線中，為了確保高速運(yùn)行，采用了無需斷電滑行而實(shí)現(xiàn)牽引運(yùn)行的切換區(qū)段方式。 在異相區(qū)段位置，當(dāng)列車全部進(jìn)入中間區(qū)段、并且進(jìn)入電源切換用軌道線路后，駛?cè)雮?cè)的切換斷路器斷開，駛出側(cè)接通，切換電源。 這種方式不受線路坡度等地形條件以及車輛種類的限制。由于高速鐵路列車運(yùn)行速度高，制動距離比較長，牽引電流和牽引功率比較大，一旦發(fā)生弓網(wǎng)事故，除受電弓產(chǎn)生會產(chǎn)生毀滅性結(jié)果外，接觸網(wǎng)也會造成大面積損壞。因此，對接觸網(wǎng)的可靠性（

16、特別是接觸網(wǎng)零部件和關(guān)鍵設(shè)備結(jié)構(gòu)）提出了更高的要求。三、課堂小結(jié)（3分鐘）（講解、提問法）結(jié)合學(xué)生聽課情況，對本節(jié)課的教學(xué)過程進(jìn)行小結(jié)，指正學(xué)生應(yīng)注意的學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)，提醒同學(xué)回去復(fù)習(xí)的內(nèi)容。四、課后作業(yè)（1分鐘）（講解法）學(xué)生以課程最后以提問形式完成作業(yè)，當(dāng)堂解答，作業(yè)題見前面。五、開拓思維，同時提出新的問題（1分鐘）（激趣法）提出思考題，讓學(xué)生產(chǎn)生繼續(xù)探究、學(xué)習(xí)的愿望。提出問題，在思考的過程中找出主題從圖示展開介紹現(xiàn)代健康概念的四個方面 通過大量圖片的展示來說明健康的重要用輕松的圖片引出嚴(yán)肅的話題通過殘疾孩子千手觀音的表演結(jié)束內(nèi)容。此時學(xué)生應(yīng)該注意聽教師對牽引供電系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)的講解，因?yàn)榇?/p>

17、處是重點(diǎn)知識，同時也應(yīng)積極回答相應(yīng)的問題，進(jìn)行認(rèn)真的思考。重點(diǎn)，學(xué)生認(rèn)真聽講與單邊供電方式對比，加深理解以變電所故障為例引導(dǎo)學(xué)生思考、討論，推出越區(qū)供電方式。分析越區(qū)供電特點(diǎn)。 重點(diǎn)：要求學(xué)生必須掌握牽引供電原理。重點(diǎn)：要求學(xué)生掌握帶回流線的直接供電方式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及相對于直接供電方式的優(yōu)越性重點(diǎn)難點(diǎn)：要求學(xué)生掌握帶回流線的直接供電方式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及相對于帶回流線的直接供電方式的優(yōu)越性。高速鐵路普遍采用AT供電方式分別講解牽引變電所主要設(shè)備的功能，對帶負(fù)荷操作隔離開關(guān)做視頻演示，擴(kuò)展接觸網(wǎng)防雷內(nèi)容。說明動車組無功補(bǔ)償方式。通過分布式牽引變電所展示牽引變電所整體布局和主要設(shè)備。牽引變壓器斷路器避雷針牽引變電所室內(nèi)部分GIS開關(guān)柜京津