接触网的供电方式及其供电示意图

接触网的供电及其供电示意图

一、接触网的供电方式

接触网是架设在铁路线上空向电力机车提供电能的特殊形式的输电线路。电能由地方电力网输送到铁路牵引变电所后，经主变压器降压达到电力机车正常使用所需电压等级，再由馈电线将电能送至接触网。电力机车靠从接触网上获取电能以提供牵引动力，保证列车运行。

目前，我国电气化铁道干线上牵引变电所牵引侧母线上的额定电压为27．5kV(自耦变压器供电方式为2×27．5kV)，接触网的额定电压为25kV，最高电压为29kV。在供电距离较长时，电能在输电线路和接触网中产生电能损耗，使接触网末端电压降低。但接触网末端电压不应低于电力机车的最低工作电压20kV，系统在非正常运行情况(检修或事故)下，机车受电弓上的电压不得低于19kV，所以两牵引变电所之间的距离一般为40～60km，具体间距需经供电计算确定。

电压从牵引变电所经馈电线送至接触网，流过电力机车，再经轨道回路和回流线，流回牵引变电所。应该指出：由于轨道和大地间是不绝缘的，在电力机车的电流流到轨道以后，并非全部电流都沿着轨道流回牵引变电所。实际上有部分电流进入大地，并在地中流回牵引变电所。这种由大地中流经的电流称地中电流(又称泄漏电流或杂散电流)。牵引变电所向接触网正常供电的方式有两种：单边供电和双边供电。如图1—3—1所示。

图1-3-1 电气化铁道供电系统

1—发电厂；2—区域变电所；3—输电线；4—分区亭；5—牵引变电所

6—接触线；7—轨道回路；8—回流线；9—电力机车；10供电线

1.单边供电

两个牵引变电所之间将接触网分成两个供电分区(又称供电臂)，正常情况两相邻供电臂之间的接触网在电气上是绝缘的，每个供电分区只从一端牵引变电所获得电能的供电方式称为单边供电。单边供电时，相邻供电臂电气上独立，运行灵活；接触网发生故障时，只影响到本供电分区，故障范围小；牵引变电所馈线保护装置较简单。这是中国电气化铁道采用的主要形式，乐昌供电车间也在用这种供电方式。

2.双边供电

若两个供电分区通过开关设备，在电路上连通，两个供电分区可同时从两个牵引变电所获得电能，这种供电方式称为双边供电。双边供电可提高接触网电压水平，减少电能损耗。但馈线及分区亭的保护及开关设备都教复杂，因此，目前采用较少。

3.越区供电

单边和双边供电为正常的供电方式，还有一种非正常供电方式(也称事故供电方式)叫越区供电，如图l一3—2所示。

图1-3-2 区域供电示意

1—故障牵引变电所；2—越区供电分区

由于越区供电的供电量大大伸长，如果列车运行数量相同的情况下，则延伸供电臂的末端电压就会大大降低，倘若低于电力机车允许最低工作电压时，将造成机车不能运行，这是不允许的。因此，越区供电只能保证客车或重要货车通过，是作为避免中断运输的临时性措施。

在复线区段中，其供电情况与单线区段类同，只是牵引变电所有四回馈出线分别向两侧上、下行接触网供电。在同一侧，上、下行接触网供电相别相同，以便于上、下行实现并联供电，可提高接网末端电压。越区供电时，通过分区所内的开关设备来实现。复线区段供电示意如图1—3—3所示。

图1-3-3 复线区段供电示意图

二、牵引供电系统的供电方式

我国电气化铁道采用单相工频25 kV交流制，由于单相大电流在线路周围空间产生较强电磁场，使邻近通信、广播设备等产生杂音干扰和感应电压。为减少电气化铁道对沿线通信设备的干扰，保障其设备、人身安全及正常工作，在牵引供电系统中采取了许多防干扰措施，形成了不同的牵引供电方式。目前我国的牵引供电方式主要有下列三种：直供加回流供电方式、BT供电方式和AT供电方式。

1.直供加回流供电方式

在我段管内滦县供电车间采用的供电方式就是，直供加回流供电方式，所以在此重点说说这种直供加回流供电方式。如图1—3—4所示。

在近几年新建的电气化铁道区段，我国普遍采用一种称为直供加回流线的供电方式，它与直供、BT供电方式不同的是在接触网支柱田野侧，架设一条回流线不设吸流变压器。每隔一定距离，通过吸上线将回流线与轨道扼流变压器中性点相连。扼流变压器起到平衡两条钢轨间电压，降低对信号轨道电路的影响。

直供加回流线供电方式，其回流线不仅仅提供牵引电流通道，而且也起到了防干扰的作用，即回流线中的电流与接触网中的牵引电流大小相等方向相反，空间电磁场互相抵消。去掉了吸流变压器减小了牵引网阻抗，也减少投资和维修工作量，是目前经济技术指标比较好的一种供电方式。