牽引變電所

電力牽引的專用 變電所。牽引 變電所把區域 電力系統送來的 電能，根據 電力牽引對電流和 電壓的不同要求，轉變為適用於電力牽引的電能，然後分別送到沿鐵路線上空架設的 接觸網，為 電力機車供電，或者送到地下鐵道等城市交通所需的供電系統，為 地鐵電動車輛或 電車供電。一條 電氣化鐵路沿線設有多個牽引 變電所，相鄰變電所間的距離約為40～50公里。在長的 電氣化鐵路中，為了把高壓輸電線分段以縮小故障範圍，一般每隔200～250公里還設有支柱牽引 變電所，它除了完成一般變電所的功能外，還把高壓電網送來的 電能，通過它的母線和輸電線分配給其他中間變電所。

牽引 變電所的主要 電力設備是單機容量為10000千伏安以上的降壓 變壓器，稱主變壓器或牽引變壓器。工礦和城市交通大多採用直流 電力牽引，故直流牽引 變電所里除降壓 變壓器外，還有把交流電變成直流電的半導體整流器。此外，各類牽引 變電所中還有用來接通和開斷 電力電路的主斷路器、為了檢修和安全用的隔離開關，以及為了自動、遠動控制和保護用的自動控制系統和斷電保護系統。

牽引變電所可按以下方法分類：

(1)按高壓輸電線的引入方式分類

主要有“T”接線（又稱分支接線）和“橋”接線。“其特點是外部的電力系統負載電流不進入牽引變電所。“橋”接線又可分為“內橋”接線所示]和“外橋”接線，其共同特點是允許外部的電力系統負載電流穿越牽引變電所一側母線。一般來說，“內橋”接線適用於故障較多的長輸電線路以及主變壓器不需要經常切換的場合；“外橋”接線適用於故障較少的較短輸電線路以及主變壓器按固定備用方式需要經常切換的場合。

(2)按牽引變壓器的聯結形式分類

有單相聯結（又稱簡單單相聯結，或或單相結）；單相Vv聯結；三相Vv聯結；三相YNd11聯結和三相不等容量YNd11聯結；三相YNd11d1十字交叉聯結；斯科特聯結等。我國台灣省電氣化鐵道採用的還有列勃蘭聯結。國外，主要在日本，還有伍德橋聯結和改進伍德橋聯結等。

(3)按承擔供電臂的供電任務分類

有集中供電方式和分散供電方式。集中供電方式是指每個牽引變電所單獨承擔所轄供電臂的供電任務。分散供電方式是指每個牽引變電所除了在正常情況下承擔所轄供電臂的供電任務外，還能在事故或榆修的情況下承擔相鄰牽引變電所所轄供電臂的供電任務，即越區供電。牽引變電所一般採用集中供電方式，分散供電方式很少採用。

牽引 變電所的任務是將 電力系統三相 電壓降低，同時以單相方式饋出。降低 電壓是由 牽引變壓器來實現的，將三相變為單相是通過 變電所的電氣接線來達到的。

牽引 變壓器（主變）是一種特殊 電壓等級的電力變壓器，應滿足牽引負荷變化劇烈、外部短路頻繁的要求，是牽引 變電所的“心臟”。我國 牽引變壓器採用三相、三相——二相和單相三種類型，因而牽引 變電所也分為三相、三相——二相和單相三類。

隨著技術水平的提高，我國幹線 電氣化鐵路已推廣使用集中監視及控制的遠動系統，牽引 變電所將逐步實現無人值班，直接由供電調度實行遙控運行

將 電能從 電力系統傳送給 電力機車的電力裝置的總稱叫 電氣化鐵路的供電系統，又稱牽引供電系統，主要由牽引 變電所和 接觸網兩大部分組成。牽引 變電所將 電力系統輸電線路 電壓從110kV（或220kV）降到27.5kV，經饋電線將 電能送至 接觸網；接觸網沿鐵路上空架設，電力機車升弓后便可從其取得電能，用以牽引列車。牽引 變電所所在地的 接觸網設有分相絕緣裝置，兩相鄰牽引變電所之間設有分區亭，接觸網在此也相應設有分相絕緣裝置。牽引 變電所至分區亭之間的 接觸網（含饋電線）稱供電臂。

牽引供電迴路是由牽引 變電所——饋電線—— 接觸網—— 電力機車——鋼軌——迴流聯接——（牽引變電所）接地網組成的閉合迴路，其中流通的電流稱牽引電流，閉合或斷開牽引供電迴路會產生強烈的電弧，處理不當會造成嚴重的後果。通常將 接觸網、鋼軌迴路（包括大地）、饋電線和迴流線統稱為牽引網。

牽引供電設備的檢修運行由供電段負責，牽引供電系統的運行調度則由供電調度負責。供電調度通常設在分局和鐵路局調度所。

我國第一條 電氣化鐵路始建於寶成線 寶雞~鳳州段，全長91km ，於1961年8月正式通車，至今已40餘年，截止2002年底全國電氣化鐵路營業里程已達18336km ，涵蓋鄭州、北京、成都等11個鐵路局，伴隨著已開工的鄭州~徐州電氣化工程建設，濟南鐵路局即將步入電氣化鐵路的運營，成為電氣化鐵路的新成員。

我國 電氣化鐵路採用工頻單相交流 電力牽引制，額定 電壓25kV。牽引動力為 電能，牽引供電設備將國家 電力系統輸送的電能變換為適合 電力機車使用的形式，電力機車則完成牽引任務，因此牽引供電設備和電力機車是 電氣化鐵路的兩大主要裝備，鐵路其他裝備和基礎設施應與之相適應。

(1)變電所主接線力求簡單可靠，提供靈活的運行方式。

(2)同車站的牽引變電所和降壓變電所應儘可能合建為牽引降壓混合變電所，以減少投資和便於運營管理，變電所位置選擇應與車站建築設計密切配合，盡量減少土建工程量。

(3)變電所布置方式因地制宜，結合各所址周邊地形、建築物、土建條件，經綜合比選后確定。

(4)房屋的布置應便於設備運輸，兼顧巡視的安全，相對關係應方便設備接線及電纜敷設。

(5)正線牽引變電所可按無人值班設計，車輛段牽引變電所可按近期有人值班、遠期無人值班。

(6)牽引變電所儘可能設在車站，與車站降壓變電所合建，節省投資；在長大區間高架段，儘可能沒在高架橋下，減少另外征地；在長大區間地面段，設在線路一側。

(7)牽引變電所應滿足牽引負荷要求，在遠期高峰負荷時，當一相鄰牽引變電所解列時，接觸網最低電壓高於1000V，鋼軌最高電位低於120V。

(8)綜合考慮牽引變電所分佈對迷流防護的影響。

(9)牽引混合降壓變電所和降壓變電所的位置應便於設備運輸和運營管理。

(10)繼電保護裝置按滿足可靠性、選擇性、速動性和靈敏性要求設置。

(11)所內控制、保護設備採用變電所綜合自動化系統。

(12)設備選擇立足於周內設備，技術性能達到國內先進水平。

1．滿足直流牽引供電系統運行方式要求

(1)單牽引整流機組雙邊供電。各牽引變電所設置一套整流機組，同一供電分區由相鄰牽引變電所各經一路饋線同時供電，牽引網電壓質量較好且能耗較低。主要在法國巴黎、日本東京等採用，國內沒有。

(2)牽引整流機組雙邊供電。各牽引變電所的兩套牽引整流機投入運行電方式和單牽引整流機組雙邊供電形式相同，牽引網電壓質量好，牽引網能耗低。

當一套整流機組故障或檢修退出后，另一套牽引整流機組若繼續運行．牽引變電所整流方式由雙機組等效24脈波變成單機組12脈波，諧波禽量增加。

(3)大雙邊供電。正常工作狀態下，正線接觸網南兩個相鄰牽引變電所構成雙邊供電；當某個中間牽引變電所退出運行時，相關正線接觸網南與該牽引變電所相鄰的兩個牽引變電所通過直流母線或縱向聯絡開關等越區供電，即大雙邊供電方式。

2．滿足牽引網電壓損失允許值要求

牽引變電所布點一般採用以下方法：

(1)以線路中間車站設牽引變電所為布點基點。考慮等慮牽引變電所與車站相結合。布點基本點：線路中站間距最大的兩個車站為基本點

(2)以線路術端車站設牽引變IU所為布點基點。一般牽引變電所與線路末端車站相結合。

(3)合理設置區間牽引變電所。對於地麵線路，當因牽引變電所與車站結合，將使本牽引變電所退出運行時，牽引網電壓損失超標，可考慮設置區間牽引變電所。

對於地下線路，牽引變電所應與車站結合，不宜考慮設置地下區間牽引變電所。因為地下牽引變電所土建造價高，且運營不方便。

3．兼顧雜散電流腐蝕保護需要

在相同條件下，雜散電流與牽引變電所分區長度關係是：牽引變電所分區長度越長，產生雜散電流越大；反之，牽引變電所分區長度越短，產生雜散電流越小。

牽引變電所應具備下列技術文件：

(1)一次接線圖、室內外平面布置圖、室外配電裝置的斷面圖、保護裝置的原理圖、二次接線的展開圖、安裝圖和電纜手冊等。

(2)製造廠提供的設備說明書。

(3)電氣設備、安全用具和絕緣工具的試驗結果，保護裝置的整定值等。