AT供电方式交流
AT供电方式在电气化铁路中的应用
AT供电方式在电气化铁路中的应用AT供电方式在电气化铁路中的应用【摘要】电气化铁道在国民经济飞速增长中发挥着越来越重要的作用，其AT供电方式已经成为高速、准高速及重载线路建设的主要方向。
AT供电方式供电电压比直供方式高一倍，电压损失降为1/4，防干扰效果好，扩大了牵引变电所间隔，自耦变压器并联于接触网上，不需增设分段点。
【关键词】自耦变压器；供电方式；特点；原理我国电气化铁道采用单相工频25Kv交流制，由于单相大电流在线路周围空间产生较强电磁场，是临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干扰措施，形成了不同的供电方式。
目前我国的牵引供电方式主要有四种：直接供电方式、BT供电方式、直供加回流线供电方式、AT供电方式。
AT供电方式又称自耦变压器供电方式。
日本铁路为防止通讯干扰，在实行交流电气化的前期，在牵引网中普遍应用了吸流变压器一回流线电路。
为了克服高速、大功率机车在这种电路中通过吸流变压器分段时，在受电弓上产生强烈电弧的缺点，后来发展了一种新的牵引网供电方式—AT供电方式。
随着对外开放和引进国外先进技术，电气化铁道在国民经济飞速增长中发挥着越来越重要的作用，我国逐渐在新建电气化铁道上采用了AT供电方式。
在AT牵引变电所中，牵引变压器将110Kv三相电降压至55Kv，然后经自耦变压器两端分别接到接触网和正馈线上，自耦变压器中心抽头与钢轨相连。
则钢轨与接触网间的电压正好是自耦变压器两端电压的一半25Kv，与正常接触网电压相同。
在AT供电方式区段，与接触网同杆架设在田野侧的还有一条保护线，它相当于架空地线，在自耦变压器处保护线接接触悬挂接地部分或双重绝缘子中部同钢轨连接。
保护线电位一般在500V以下，正常情况下无电流通过。
当绝缘子发生闪络时，短路电流可通过保护线作为回路，减少了对铁路信号轨道电路的干扰。
同时对接触网其屏蔽作用，也减少了对架空通信线路的干扰，另外起避雷线的作用，雷电可以通过接在保护线上的放电器入地。
AT供电技术交流
It
L
Iat
If D
L=(1-Iat/(It-If))×D
四、AT供电故障测距 1.4电抗测距原理（单线TF型故障）
DL AT1 Eq
AT2
AT3
T1
R1
F1
l x x0
x－测量电抗； x0－TF型单位电抗。
四、AT供电故障测距
2.客运专线故障测距 电力系统 AB
T、F型故障：AT吸上电流比法测距；
外启动检测元件 时限：10ms
Q-L表整定
供电臂 武昌东－大章
代码 Q0 L0（km） Q1 L1（km）
1 0.09 0.00 0.10 0.00
2 0.28 5.40 0.30 3.43
3 0.47 10.80 0.50 6.85
4 0.66 16.20 0.70 10.28
5 0.85 21.60 0.90 13.70
n2
1I 2
n1
1I 2
AT1
n2
n1 AT2
T I
R
F
•
I 2
•
I 2 l
长回路
•
IC1
•
IC 2
•
U1
•
IT 1
•
•
I
•
IT 2
U2
•
•
U1
•
IF
U 2
x D
短回路
I
C1
1 2
I
1 2
IT1
I
C
2
1 2
IT 2
1
IF
2 IT 2
《AT供电技术》课件
借助物联网和大数据技术，AT供电 技术将进一步实现自动化控制和远 程监控，提高供电管理的智能化水 平。
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电力系统
在电力系统中，AT供电技术主 要用于高压输电线路的供电。
通过采用AT供电技术，能够减 小线路损耗，提高输电效率，同 时还能降低线路电压波动和闪变
，提高供电质量。
AT供电技术在电力系统中还具 有灵活的供电方式和调度功能， 能够实现电力的优化配置和调度
。
工业自动化
在工业自动化领域，AT供电技 术主要用于驱动各种电动机和 工业设备。
02 AT供电技术的基本原理
AT供电技术的电路组成
电源电路
提供电能，将交流电转换为直 流电。
控制电路
控制电源电路的开关，调节电 流和电压。
驱动电路
驱动电机等执行机构，实现机 械运动。
检测电路
检测电流、电压、温度等参数 ，确保系统正常运行。
AT供电技术的运行机制
启动阶段
01
电源电路启动，输出稳定的直流电。
保护控制
通过检测电流、电压等参数来实现过流、过 压、欠压等保护功能。
03 AT供电技术的应用场景
城市轨道交通
1
城市轨道交通是AT供电技术应用最广泛的领域之 一。
2
在城市轨道交通系统中，AT供电技术能够提供稳 定、可靠的电力供应，确保列车安全、高效地运 行。
3
AT供电技术能够减小对城市电网的干扰，提高供 电质量，同时还能降低运营成本和维护难度。
AT供电技术能够提供稳定、可 靠的电力供应，确保工业设备 的正常运行和生产线的稳定生 产。
同时，AT供电技术还能够实现 能源的优化利用和节能减排， 降低工业生产的能耗和排放。
AT供电方式牵引变电所主接线-推荐下载
AT供电方式牵引变电所主接线日期：2007-8-27 来源：中华铁道网AT供电方式牵引变电所主接线（main electrical connection scheme of traction substation for power supply system ）向带有自耦变压器（AT）供电方式牵引网供电的交流牵引变电所电气主接线。
这种牵引变电所多数采用特殊结构的三相一两相平衡变压器为主变压器，以减小单相不对称牵引负荷对电力系统负序电流的影响，实现降压和变相功能（参见三相—两相接线平衡变压器），并以2 ×25 kV电压馈线向AT牵引网供电。
其主接线图见下图。
主接线特点电源线进线为220 kV（或11kV）电压输电线，高压侧采用线路—变压器接线形式，设有两组线路一变压器组，正常运行时一组工作、一组备用。
当工作主变压器或电源进线故障时，由备用线路-变压器组借助于备用电源自投装置，自动转换取代原工作线路一主变压器组运行。
按需要，高压侧也可在两组主变压器的断路器前面，连接带两组隔离开关的横向跨条（三相），以增加运行的灵活性。
牵引侧2 ×25 kV两相电压Uα，Uβ间相位移为π/2，且Uβ=Uα•e-jπ/2，由相应于斯科特（scott）接线主变压器高边绕组T和低边绕组M的次边取得，其引出线分别为TT，FT和TM，FM 连接至相应的两组带双极隔离开关分段的单母线系统（见图）,正常运行时两组隔离开关均合闸，仅在某段母线检修时将其断开。
每段母线部设有电压互感器（PT）,以便某段母线检修或故障而停电时，不至中断对测量表计和继电保护电压回路的供电.从Uα，Uβ相的两段牵引母线各馈出两回路馈线T，F（正馈线）和T，N，F，分别向复线牵引网左、右两次侧供电区上、下行线路供电。
在两回路馈线断路器之间，设有备用断路器RQ，通过相关隔离开关的转换操作，可使RQ代替任一馈线断路器工作。
此外，每相母线还连接有并联无功补偿装置PC。
AT供电系统知识课件
AT(自耦变压器)供电方式
接触网
T
电力机车
AC
钢轨 R
55kV 正馈线
F
缺点：AT供电方式接触网结构复杂，供变电设施较多， 运营维护难度较大
AT供电方式特点
① 2×25kV系统，供电电压比直供方式高一倍，电压损失降 为1/4，牵引网单位阻抗约为直供方式的1/4（实际略高） ，电能损失小，显示了良好的供电特性；
② 牵引变电所的间距大，易选址，减少了外部电源的工程
数量和投资； ③ 减少了电分相数量，有利于列车的高速运行;
④牵引网回路是平衡回路，防干扰效果，可改善电磁环境，
并减少防干扰费用；
⑤ 牵引网系统需设正馈线，较一般直供方式复
杂，但
在重负荷区段不必设加强导线，可与直 供方式相当；变 电系统较直供方式减少了牵引变电所的数量，但需设AT所 ，一般AT间距为10-20 km，开关设备需用双极；
自耦变压器并联在接触悬挂和正馈线之间，其中性点与钢 轨（保护线）相连接。彼此相隔一定距离（一般间距为
10～16km）的自耦变压器将整个供电区段分成若干个小的
AT区段，从而形成了一个多网孔的复杂供电网络。
自耦变压器供电方式原理电路图 AT1、AT2为自耦变压器，变比为2:1。
AT供电系统原理
接触悬挂是去路，正馈线是回路。接触悬挂上的电流与正
（T）、轨道（R）、自耦 变压器（AT）、正馈线
（F）、电力机车等（见示
意图）。
50kV -25kV 25kV
正馈线 保护线 承力索 接触线
扼流圈
钢 轨
图中
为避雷器； 为放电器
AT供电系统原理
牵引变电所作为电源向牵引网输送的电压为55kV。 接触悬挂与轨道之间的电压仍为25kV，正馈线与轨道之间 的电压也为25kV。
牵引变电所的几种供电方式
电气化铁道牵引供电装置,又称为牵引供电系统,其系统本身没有发电设备,而就是从电力系统取得电能。
目前我国一般由11０kＶ以上得高压电力系统向牵引变电所供电。
目前牵引供电系统得供电方式有直接供电方式、BT供电方式、AＴ供电方式、同轴电缆与直供加回流线供电方式四种,京沪、沪杭、浙赣都就是采用得直供加回流线方式。
一、直接供电方式直接供电方式(T—Ｒ供电)就是指牵引变电所通过接触网直接向电力机车供电,及回流经钢轨及大地直接返回牵引变电所得供电方式。
这种供电方式得电路构成及结构简单,设备少,施工及运营维修都较方便,因此造价也低。
但由于接触网在空中产生得强大磁场得不到平衡,对邻近得广播、通信干扰较大,所以一般不采用。
我国现在多采用加回流线得直接供电方式。
二、BT供电方式所谓BＴ供电方式就就是在牵引供电系统中加装吸流变压器(约3~4km 安装一台)与回流线得供电方式。
这种供电方式由于在接触网同高度得外侧增设了一条回流线,回流线上得电流与接触网上得电流方向相反,这样大大减轻了接触网对邻近通信线路得干扰、BT供电得电路就是由牵引变电所、接触悬挂、回流线、轨道以及吸上线等组成。
由图可知,牵引变电所作为电源向接触网供电;电力机车(EL)运行于接触网与轨道之间;吸流变压器得原边串接在接触网中,副边串接在回流线中。
吸流变压器就是变比为1:1得特殊变压器、它使流过原、副边线圈得电流相等,即接触网上得电流与回流线上得电流相等。
因此可以说就是吸流变压器把经钢轨、大地回路返回变电所得电流吸引到回流线上,经回流线返回牵引变电所。
这样,回流线上得电流与接触网上得电流大小基本相等,方向却相反,故能抵消接触网产生得电磁场,从而起到防干扰作用。
以上就是从理论上分析得理想情况,但实际上由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流,所以经回流线得电流总小于接触网上得电流,因此不能完全抵消接触网对通信线路得电磁感应影响。
另外,当机车位于吸流变压器附近时回流还就是从轨道中流过一段距离,至吸上线处才流向回流线,则该段回流线上得电流会小于接触网上得电流,这种情况称为“半段效应”。
牵引变电所的几种供电方式
电气化铁道牵引供电装置，又称为牵引供电系统，其系统本身没有发电设备，而是从电力系统取得电能。
目前我国一般由110kV以上的高压电力系统向牵引变电所供电。
目前牵引供电系统的供电方式有直接供电方式、BT供电方式、AT供电方式、同轴电缆和直供加回流线供电方式四种，京沪、沪杭、浙赣都是采用的直供加回流线方式。
一、直接供电方式直接供电方式(T—R供电)是指牵引变电所通过接触网直接向电力机车供电，及回流经钢轨及大地直接返回牵引变电所的供电方式。
这种供电方式的电路构成及结构简单，设备少，施工及运营维修都较方便，因此造价也低。
但由于接触网在空中产生的强大磁场得不到平衡，对邻近的广播、通信干扰较大，所以一般不采用。
我国现在多采用加回流线的直接供电方式。
二、BT供电方式所谓BT供电方式就是在牵引供电系统中加装吸流变压器(约3～4km安装一台)和回流线的供电方式。
这种供电方式由于在接触网同高度的外侧增设了一条回流线，回流线上的电流与接触网上的电流方向相反，这样大大减轻了接触网对邻近通信线路的干扰。
BT供电的电路是由牵引变电所、接触悬挂、回流线、轨道以及吸上线等组成。
由图可知，牵引变电所作为电源向接触网供电；电力机车(EL)运行于接触网与轨道之间；吸流变压器的原边串接在接触网中，副边串接在回流线中。
吸流变压器是变比为1：1的特殊变压器。
它使流过原、副边线圈的电流相等，即接触网上的电流和回流线上的电流相等。
因此可以说是吸流变压器把经钢轨、大地回路返回变电所的电流吸引到回流线上，经回流线返回牵引变电所。
这样，回流线上的电流与接触网上的电流大小基本相等，方向却相反，故能抵消接触网产生的电磁场，从而起到防干扰作用。
以上是从理论上分析的理想情况，但实际上由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流，所以经回流线的电流总小于接触网上的电流，因此不能完全抵消接触网对通信线路的电磁感应影响。
另外，当机车位于吸流变压器附近时回流还是从轨道中流过一段距离，至吸上线处才流向回流线，则该段回流线上的电流会小于接触网上的电流，这种情况称为“半段效应”。
AT供电系统知识讲解
考虑冗余和容错能力
为保证供电系统的稳定性和可靠性， 应考虑冗余和容错能力，如备用电源、 自动切换装置等。
应用场景与案例
工业自动化生产线
智能建筑
为自动化设备提供稳定可靠安防系统等提供可靠的 电力保障。
轨道交通
案例
为列车、信号系统等提供稳定、高效的电 力供应。
某大型工厂采用AT供电系统，实现了设备 的稳定运行和生产线的自动化控制，提高 了生产效率和产品质量。
优缺点分析
优点
AT供电系统具有高可靠性、高稳定性、易于维护等优点，能 够保证设备的安全、稳定运行。
缺点
AT供电系统的设计和建设成本较高，且在某些特定场景下可 能存在供电效率不高的问题。
04
AT供电系统的维护与故障处理
特点
AT供电系统具有较高的供电质量 ，能够满足高速、重载列车对电 能的需求，同时具有节能、环保 等优点。
AT供电系统的重要性
01
02
03
保障列车安全运行
AT供电系统能够提供稳定、 可靠的电能，保障列车在 运行过程中的安全。
提高运输效率
AT供电系统能够满足高速、 重载列车对电能的需求， 提高铁路运输效率。
03
AT供电系统的设计与应用
设计原则与流程
确定供电需求
根据设备功率、电压和电流需求，确 定供电系统的容量和电压等级。
选择合适的AT供电方式
根据实际应用场景，选择适合的AT 供电方式，如集中式、分布式等。
设计供电网络
根据设备布局和供电需求，设计合理 的供电网络，包括电源接入点、供电 线路和保护装置等。
促进节能环保
AT供电系统具有节能、环 保等优点，符合可持续发 展的要求。
AT供电系统的历史与发展
AT供电系统
自耦变压器的工作原理
原边和副边共用一部分绕组的变压器称为自耦变压器。
可设想为从一台普通双绕组变压器演变而来。 1.电压、电流关系 I A 其原次边的电压、 电流关系与双绕组变压器一样。 I a U E I 2.容量关系 Z E U 对于双绕组变压器， X x 原绕组容量就是变压器的输入容量，副绕组容量就是变 压器输出容量，都等于变压器的容量。 对于自耦变压器，变压器容量与绕组容量不相等。
l lk
at ( k 1)
I at ( k ) I at ( k 1)
D
式中， l ---第K个AT所距变电所的距离(km)；
k
I at ( k ) I at ( k 1) ---第k个和第k+1个AT中性点吸上电流（A）；
D---第k至k+1个AT间距（km）。
Department of Electrical Engineering
X
2 E2 U2
x
串联绕组Aa与 公共绕组ax的容量相等。 1 公共绕组ax的绕组容量为： 都是AT变压器容量的 1 k 倍
a
1 1 S ax U ax I U 2 I 2 1 S 1 k k a a
Department of Electrical Engineering
一般除了接触悬挂和 正馈线之外，还加挂一根保护线(PW)
钢轨
-25kV
接触线
25kV
保护线
承力索
50kV
正馈线
供电方式 供电臂(km) 牵引网阻抗(Ω/km) 牵引网结构 牵引网电压水平 牵引网电能损失 (%) 防干扰特性 维护管理 牵引网造价
【论文】AT供电方式研究
AT 供电方式研究【摘要】AT 供电方式根据牵引变电所提供给牵引网的电压等级及变电所出口是否设馈线AT ，可分为多种不同形式的AT 供电方式。
牵引变电所提供的电压可以有55kV ，227.5⨯kV ，27.5kV 等几种形式，而根据变电所出口是否设馈线AT 又可以再一次划分为不同的AT 供电方式。
各种不同形式AT 供电方式的阻抗特性及机车正常运行时的电压损失和电流分布各不相同，故障状态下的短路电流也有一定的差别，且各种不同形式的AT 供电方式又均有自己的特点。
本文将以单线AT 供电网为例重点对55kV 变电所出口设馈线AT 的AT 供电方式，227.5⨯kV 供电的AT 供电方式及55kV 变电所出口不设馈线AT 的AT 供电方式进行研究。
【关键词】牵引供电系统，牵引变电所，AT 供电方式1 不同AT 供电方式分析1.1 55kV 变电所出口设馈线AT 模式的研究55kV 变电所出口设馈线AT 的AT 供电方式最先在日本的山阳新干线上采用，且在日本采用比较普遍，可称之为日本模式。
只有一个供电臂的单线日本模式AT 供电方式如图1所示。
图1 日本模式AT 供电方式日本模式AT 供电方式机车在每个AT 段都有相同的电流分布，所以对机车在任意AT 段进行即可。
当机车距牵引变电所距离为l ，短回路长度为D ，距短回路中前一个AT 的距离为x 时，其电流分布为：1R D x I I D -= 2R x I I D=112T x I I D ⎛⎫=- ⎪⎝⎭22T x I I D = 2F x I I D= 此时牵引网的阻抗为Z ：121x Z Z l Z x D ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭（式1） 其中：()()12112,2442T F TF T R TF TR Z Z Z Z Z Z Z Z Z =+-=++- 当在距牵引变电所距离为Z ，距短回路中前一个AT 距离为x 处发生接触网（正馈线）与钢轨短路时，其短路电流为：当在距牵引变电所距离为l 处发生接触网与正馈线短路时，其短路电流为：1.2 227.5⨯kV 变电所出口不设馈线AT 模式的研究227.5⨯kV 供电的AT 供电模式在法国采用比较普遍，可以称之为法国模式。
AT供电方式牵引变电所主接线
AT供电方式牵引变电所主接线AT供电方式牵引变电所主接线（main electrical connection scheme of traction substation for power supply system ）向带有自耦变压器（AT）供电方式牵引网供电的交流牵引变电所电气主接线。
这种牵引变电所多数采用特殊结构的三相一两相平衡变压器为主变压器，以减小单相不对称牵引负荷对电力系统负序电流的影响，实现降压和变相功能（参见三相—两相接线平衡变压器），并以2 ×25 kV电压馈线向AT牵引网供电。
其主接线图见下图。
主接线特点电源线进线为220 kV（或11kV）电压输电线，高压侧采用线路—变压器接线形式，设有两组线路一变压器组，正常运行时一组工作、一组备用。
当工作主变压器或电源进线故障时，由备用线路-变压器组借助于备用电源自投装置，自动转换取代原工作线路一主变压器组运行。
按需要，高压侧也可在两组主变压器的断路器前面，连接带两组隔离开关的横向跨条（三相），以增加运行的灵活性。
牵引侧 2 ×25 kV两相电压Uα，Uβ间相位移为π/2，且Uβ=Uα•e-jπ/2 ，由相应于斯科特（scott）接线主变压器高边绕组T和低边绕组M的次边取得，其引出线分别为TT，FT和TM，FM 连接至相应的两组带双极隔离开关分段的单母线系统（见图）,正常运行时两组隔离开关均合闸，仅在某段母线检修时将其断开。
每段母线部设有电压互感器（PT）,以便某段母线检修或故障而停电时，不至中断对测量表计和继电保护电压回路的供电.从Uα，Uβ相的两段牵引母线各馈出两回路馈线T，F（正馈线）和T，N，F，分别向复线牵引网左、右两次侧供电区上、下行线路供电。
在两回路馈线断路器之间，设有备用断路器RQ，通过相关隔离开关的转换操作，可使RQ代替任一馈线断路器工作。
此外，每相母线还连接有并联无功补偿装置PC。
因斯科特（scott）接线主变压器次边绕组不能连获得与地电连接（通过火花间隙）的中性点N，故在每路馈线T，F的断路器后面设置一台自耦变压器（AT）、其容量与线路牵引网所设AT容量相同.使列车在邻近牵引变电所的AT段（约10 km）内运行时，仍能产生吸流效应。
AT供电
ＡＴ供电技术
自耦变压器（AT）供电方式牵引网以2×25 kV电压供电，并在网内分散设置自耦变压器降压至25 kV供电力牵引用图5是AT供电方式原理结线圈与接触网同杆架设一条对地电压为25kV 但相位与接触网电压反相的"正馈线"，构成2×25 kV馈电系统自耦变压器变比为2:1，其一次绕组接在接触网与正馈线之间，而中性点则接至钢轨在接触网与钢轨和正馈线与钢轨间形成
25kV电压可供电力牵引用电这种方式可在不提高牵引网绝缘水平的条件下将馈电电压提高一倍，可成倍提高牵引网的供电能力，扩展牵引变电所间距，牵引供电各项技术指标十分优越，特别适用于高速和重载电气化铁路，参见自耦变压器供电方式
图5 AT供电方式原理图
T-接触网；R-钢轨；F-正馈线；
SS-牵引变电所；AT-自耦变压器
AT牵引网阻抗与机车取流位置亦不呈线性关系图6是机车从AT 网络SS端运行至SP端时网络阻抗的
变压器零序电流保护
变化曲线图6中曲线1是AT网络的长回路阻抗，即机车正好位于AT处的AT网络阻抗当机车位于两相邻AT之间时，网络阻抗见曲线2参见牵引网阻抗
图6 AT牵引网阻抗
1-长回路阻抗；2-AT牵引网总阻抗
AT网络的长回路单位阻抗约为0.2Ω/km。
电气化铁道主要供电方式
接触网的供电方式我国电气化铁路均采用单边供电方式，即牵引变电所向接触网供电时，每一个供电臂的接触网只从一端的牵引变电所获得电能（从两边获得电能则为双边供电，可提高接触网末端网压，但由于其故障范围大、继电保护装置复杂等原因尚未有采用）。
复线区段可通过分区亭将上下行接触网联接，实现“并联供电”，可适当提高末端网压。
当牵引变电所发生故障时，相邻变电所通过分区亭实现“越区供电”，此时供电范围扩大，网压降低，通常应减少列车对数或牵引定数，以维持运行。
1、直接供电方式如前所述，电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制，单相交流负荷在接触网周围空间产生交变电磁场，从而对附近通信设施和无线电装置产生一定的电磁干扰。
我国早期电气化铁路（如宝成线、阳安线）建设时，处于山区，地方通信技术不发达，铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电缆，接触网产生的电磁干扰影响极小，不用采取特殊防护措施，因此上述单边供电方式亦称为直接供电方式（简称TR供电方式）。
随着电气化铁路向平原和大城市发展，电磁干扰矛盾日显突出，于是在接触网供电方式上采取不同的防护措施，便产生不同的供电方式。
目前有所谓的BT、AT和DN供电方式。
从以下的介绍中可以看出这些供电方式有一个共同特点，即在接触网支柱田野侧，与接触悬挂同等高度处都挂有一条附加导线。
电力牵引时，附加导线中通过的电流与接触网中通过的牵引电流，理论上讲（或理想中）大小相等、方向相反，从而两者产生的电磁干扰相互抵消。
但实际上是做不到的，所以不同的供电方式有不同的防护效果。
2、吸流变压器（BT）供电方式这种供电方式，在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器（变比为1:1），其原边串入接触网，次边串入回流线（简称NF线，架在接触网支柱田野侧，与接触悬挂等高），每两台吸流变压器之间有一根吸上线，将回流线与钢轨连接，其作用是将钢轨中的回流“吸上”去，经回流线返回牵引变电所，起到防干扰效果。
由于大地回流及所谓的“半段效应”，BT供电方式的防护效果并不理想，加之“吸——回”装置造成接触网结构复杂，机车受流条件恶化，近年来已很少采用。
客运专线AT供电方式的分析探讨
正 馈
Ｐ Ｗ
（ ２． Ｖ ； 组 ｗ 与 ｗ 即 ７ ｋ ）绕 ５ １ ２串联 （ 即原 边 ） 接人 电源 ， 电压 故 为 ２ （ ２ ２ ． Ｖ）因此 ，Ｔ供 电方 式 在无 需 提 高 牵 引 网 Ｕ 即 ￣７ ｋ ； ５ Ａ 设备 绝缘 水平 的情况 下 ， 可将供 电 电压提 高一倍 。 即 此外 ，当流过 电力 机车 的牵 引电 流为 Ｉ ， 过 分析 可 时 通
图 ３ 直供 加 回 流 线供 电 方式 原 理 图
（ ）Ｔ供 电方式 与 Ｂ 供 电方式 相 比具 有供 电电 压高 、 ３Ａ Ｔ
牵引功率大 、 牵引所 间距 大、 防护效果好等特点 ， 能够满足高
速 大 功率 电力 机车 运行需 要 （ 图 ４ 。 见 ）
１ ８
客运 专线 Ａ Ｔ供 电方式 的分 析探讨
铁路 电气 化 技 术的发 展 为铁 路 的提 速 提供 了 技术 保 障 ， 也 成为 了 高速 铁路 发展 的 主旋 律 ； 它具 备运 能大 、 度 快 、 速 经 济 效益 好 、 环境 污染 少 等 特点 ， 分 显示 了 电气 化铁 路 技 术 充 的优 越性 。电气 化铁 路之 所 以具 备如 此 多 的优点 ， 了因为 除 它 以电 能作 为机 车前 进 的能 源 ， 还有 就 是 电气 化铁 路 的牵 引
知 ， 过 ｗｌｗ 流 、 ２的电流 分别 为 １ ， ／ 即从 牵 引所 流 到接触 网上 ２
图４ Ａ Ｔ供 电方 式 原 理 图
（ ）Ｔ供 电方 式 的特 点 是在 牵 引供 电系统 中加装 吸 流 ４Ｂ 变压 器（ ３ ４ｋ 约 ￣ ｍ安装 一 台） 回流线 的供 电方 式 。 种供 电 和 这
Ｅ 等 。下 面介 绍 Ａ Ｌ Ｔ供 电方式 的原 理 电路 图 。
AT供电方式交流 ppt课件
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AT供电系统原理
小、阻抗小、输出功率大，使接触网有较好的 电压水平，能适应高速大功率电力机车运行的 要求。
（4）AT供电牵引变电所间距大。由于AT供电 方式的输送电压高、线路电流小、电压损失和 电能损失都小，输送功率大，所以牵引变电所 的距离加大为80～120km，因此牵引变电所的
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AT供电系统原理
的数量大大减少，同时运营管理人员也相应减少， 那么，建设投资和运营管理费用都会减少。
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AT供电系统原理示意图
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AT供电系统电流分布
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AT供电系统电流分布
在 理 想 状 态 下 ， 设 AT 变 压 器 阻 抗 为 零 ， 则AT网络回路中电流分布如下所示：
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触网中，副边串接在回流线中。吸流 变压器是变比为1：1的特殊变压器。 它使流过原、副边线圈的电流相等， 即接触网上的电流和回流线上的电流 相等。因此可以说是吸流变压器把经 钢轨、大地回路返回变电所的电流吸 引到回流线上，经回流线返回牵引变 电所。这样，回流线上的电流与接触
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网上的电流大小基本相等，方向却相 反，故能抵消接触网产生的电磁场， 从而起到防干扰作用。 实际中由于吸流变压器线圈中总需要 励磁电流，所以经回流线的电流总小 于接触网上的电流，因此不能完全抵 消接触网对通信线路的电磁感应影响。 另外，由于存在着“半段效应”，再
AT供电方式交流
目录
• 供电制式概述 • AT供电系统简介
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供电制式
电气化铁路牵引供 电制式，即牵引供电系统向电力机车 供电的方式。其主要有以下几种形式 构成：
AT供电系统解读
AT供电方式的特点
主变压器 ~220kV
AT ~55kV
1 I 2
AT
AT
AT
~27.5kV
1 I 2
I
C T F Positive feeder
输入电压是输出电压的2倍，输入电流为输出电流的一半。 AT供电方式无需提高牵引网的绝缘水平即可将牵引回路的 供电电压提高一倍。可以大大增加牵引变电所的间距，一 般可达100km左右，减少牵引变电所的数目。 自耦变压器是并联在接触悬挂和正馈线之间的，提高了供 电可靠性。
吸上电流比， x i 为各分段点距离， Di 为各AT段长度
，
Department of Electrical Engineering
如下图所示，为3个测距装置、两个AT段示意图。
变电所 D0 Q 1 Q4 AT所 D1 分区所
Qk+1 Q
Qk
Q0 0
x xk xk+1
L
Department of Electrical Engineering
Department of Electrical Engineering
Q0
0.09
0.28
0.47
0.66
0.85
L0 Q1
L1
Q0
0.85 0.66 0.47 0.28 0.09 0 2.63 变电所
0.00 0.10
0.00
2.63 0.30
2.87
5.26 0.50
5.73
Q1
0.90 0.70 0.50 0.30 0.10
取ka=2，则
U1 I1 1 2, U2 I2 2
I1
电气化铁路自耦变压器AT供电方式简介
电气化铁路自耦变压器AT供电方式简介摘要：AT供电方式能降低牵引网中的电压损失，提高列车的供电质量，从而扩大牵引变电所间隔，减少牵引变电所数量，同时还能减轻对邻近通信线路的干扰，因此AT供电方式得到了广泛的应用。
另外，在AT供电系统中，AT专用自耦变压器是其中的关键设备。
本文论述了电气化铁路自耦变压器AT的供电方式。
关键词：电气化铁路；自耦变压器；供电方式AT供电方式是电气化铁路的优选供电方式，AT专用自耦变压器作为其中的重要设备，拥有广阔的应用前景。
同时，AT供电方式作为我国当前铁路发展中主要的供电方式，它能有效提高铁路电气化效率。
一、电气化铁路概述电气化铁路简称电化铁路，是指能供电力火车运行的铁路，因这类铁路的沿线都需配套相应的电气化设备为列车提供电力保障而得名。
电气化铁路是伴随着电力机车的出现而产生的，因为电力机车本身不自带能源，需铁路沿途的供电系统源源不断为其输送电能来驱动车辆。
因此，电气化铁路广泛运用于高快速铁路和城市轨道交通的建设中。
二、AT供电方式（自耦变压器）特点1、2×27.5kV系统，供电电压比直供方式高一倍，电压损失降为1/4。
牵引网单位阻抗约为直供方式的1/4（实际略高），电能损失小，显示了良好的供电特性。
2、牵引变电所的间距大，易选址，减少了外部电源的工程数量和投资。
3、减少了电分相数量，有利于列车的高速运行。
4、牵引网回路是平衡回路，防干扰效果好，可改善电磁环境，并减少防干扰费用。
5、牵引网系统需设正馈线，较一般直供方式复杂，但在重负荷区段不必设加强导线，可与直供方式相当；变电系统较直供方式减少了牵引变电所的数量，但需设AT所，一般AT所间距为l0～20km，开关设备需用双极隔离开关。
6、牵引网结构复杂，附加导线数量多，对跨线建筑物和隧道净空要求高，投资较大，保护和维护难度较大。
三、电气化铁路自耦变压器AT供电方式自耦变压器（AT）供电方式牵引网以2×25kV电压供电，并在网内分散设置自耦变压器降压至25kV供电力牵引用。
AT供电方式交流
这种供电方式由于在接触网同高 度的外侧增设了一条回流线，回流线
文化交流
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上的电流与接触网上的电流方向相反， 这样大大减轻了接触网对邻近通信线 路的干扰。
BT供电的电路是由牵引变电所、 接触悬挂、回流线、轨道以及吸上线 等组成。牵引变电所作为电源向接触 网供电；电力机车运行于接触网与轨 道之间；吸流变压器的原边串接在接
文化交流
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者，因吸流变压器的原边线圈串接在 接触网中，所以在每个吸流变压器安 装处接触网必须安装电分段，这样就 增加了接触网的维修工作量和事故率。 当高速大功率机车通过电分段时易产 生电弧，极易烧损机车受电弓和接触 线。且BT供电方式的牵引网阻抗较大， 造成较大的电压和电能损失，故已很
文化交流
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少采用。
文化交流
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3、AT（Auto Transformer） 供电方式
所谓AT供电方式，即指AT变压 器跨接于接触网（T）和正馈导线 （F）之间，其中点与钢轨及沿接触 网线路同杆架设的保护线（PW）相 连的一种供电方式。
由于AT变压器输入电压为输出
文化交流
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电压的2倍，也就是说，通过AT变 压器可以输入较高电压而得到机车 所需的低电压；而其电流则相反， 输入电流仅为输出电流的一半。利 用AT此特点，可增大变电所设置 间距，并减少牵引网损耗。
文化交流
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AT保护及故障测距
• 2、故障测距 对于AT所而言，既有故障标定方式已无法满
足故障测距的要求，目前采用吸上电流比的方式 进行判定。
文化交流
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文化交流
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AT供电系统原理
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那么，建设投资和运营管理费用都会减少。
AT供电系统原理示意图
AT供电系统电流分布
AT供电系统电流分布
在理想状态下，设 AT 变压器阻抗为零，
则 AT 网络回路中电流分布如下所示：
AT供电系统电流分布
然而 ，由于 AT 网络中存在 AT 漏抗和
钢轨对地的漏导，因此， AT 网络的电
AT牵引网阻抗
包阻抗
长回路阻抗
复线AT网络牵引网阻抗
AT牵引网阻抗
复线接触网阻抗：
Zn＝
式中： ZD ＝ ZT -ZTR -Z TF +ZRF
AT牵引网阻抗
AT 解列时接触网阻抗特性
AT牵引网阻抗
• 1 、当 AT1 断开时，变电所附近的负荷由 AT2 提供， 从变电所方向看，阻抗变大，且越接近 AT2 负荷越 小。 • 2 、当 AT2 断开时，可近似为 2 个 AT 间隔内设置 3 个 CPW 线。 • 3 、当 AT3 断开时， AT2 以远形成直供方式，牵引网
T 座接触线 F 与 M 接触线 F 短路 ( 异相相间短路 )
T 座接触线 T 与 M 接触线 F 短路 ( 异相相间短路 ) T 座接触线 F 与 M 接触线 T 短路 ( 异相相间短路 )
AT保护及故障测距
• 2、故障测距 对于AT 所而言，既有故障标定方式已无法满 足故障测距的要求，目前采用吸上电流比的方式 进行判定。
这种供电方式由于在接触网同高
度的外侧增设了一条回流线，回流线
上的电流与接触网上的电流方向相反， 这样大大减轻了接触网对邻近通信线 路的干扰。
BT 供电的电路是由牵引变电所、
接触悬挂、回流线、轨道以及吸上线
等组成。牵引变电所作为电源向接触
网供电；电力机车运行于接触网与轨
道之间；吸流变压器的原边串接在接
当高速大功率机车通过电分段时易产
生电弧，极易烧损机车受电弓和接触
线。且 BT 供电方式的牵引网阻抗较大，
造成较大的电压和电能损失，故已很
少采用。
3、AT（Auto Transformer ）
供电方式
所谓 AT 供电方式，即指 AT 变压
器跨接于接触网（ T ）和正馈导线
（ F ）之间，其中点与钢轨及沿接触
流实际分布如图所示：
AT网络的牵引网阻抗
AT牵引网阻抗
AT供电方式的牵引网阻抗不是一种均布 参数。在牵引网接入列车负载后，AT网络阻 抗由两部分组成，即长回路阻抗和列车在 AT 段中阻抗。其不是均匀的线性增大，而是波 浪式的增加。
AT牵引网阻抗
AT牵引网阻抗
单线接触网阻抗：
Z n＝
上式中：
ZA＝ZT+ZF+2ZTF ZB＝ZT+ZR-2ZTR ZC＝ （ZT+2ZR-3ZTR+ ZTF-ZRF）
小、阻抗小、输出功率大，使接触网有较好的
电压水平，能适应高速大功率电力机车运行的 要求。 （4） AT 供电牵引变电所间距大。由于 AT 供电 方式的输送电压高、线路电流小、电压损失和 电能损失都小，输送功率大，所以牵引变电所 的距离加大为 80 ～ 120km ，因此牵引变电所的
AT供电系统原理
阻抗将变大。
AT牵引所主变结线型式
AT牵引所主变结线型式
目前，用于电气化铁道牵引变电所的牵引变
压器，主要有两种结线型式：
1、 Scott 结线牵引变压器
2、V/X 结线牵引变压器
AT牵引所主变结线型式
•
Scott 结线牵引变压器实际上是由 2 台单相 变压器连接而成，一台单相变压器的原边绕组 两端引出，分别接到电力系统的二相，称为 M 座；另一台单相变压器的原边绕组一端引出， 接入电力系统的另一相，另一端接到 M 座变压 器原边绕组的中点 O ，称为 T 座变压器。
AT供电系统原理
• 接触悬挂与轨道之间的电压仍为 25kV ，正馈线与
• 牵引变电所作为电源向牵引网输送的电压为 55kV。
轨道之间的电压也为25kV。
• 自耦变压器并联相隔一定距
离（一般间距为10～16km）的自耦变压器将整个 供电区段分成若干个小的AT区段，从而形成了一
网线路同杆架设的保护线（ PW ）相
连的一种供电方式。
由于AT 变压器输入电压为输出
电压的 2 倍，也就是说，通过 AT 变
压器可以输入较高电压而得到机车
所需的低电压；而其电流则相反，
输入电流仅为输出电流的一半。利
用 AT 此特点，可增大变电所设置
间距，并减少牵引网损耗。
AT供电系统简介 1 • AT供电系统原理 2 • AT供电系统电流分布 3 • AT网络的牵引网阻抗 4 • AT牵引所主变结线型式 5 • AT保护及故障测距
AT供电系统原理
AT供电系统原理
随着铁路电气化技 术的发展及高速、大功 率电力机车的投入运行， 各国已逐步开始采用 AT 供电方式。实践证明， 这种供电方式是一种既 能有效地减弱接触网对
图中 扼流圈
为避雷器； 为放电器
AT供电系统原理
邻近通信线的感应影响，又能适应高速、大功率电
力机车运行的一种比较先进的供电方式。 AT供电方式的电路包括牵引变电所（S）、接 触悬挂（T）、轨道（R）、自耦变压器（AT）、正 馈线（F）、电力机车等（见示意图）。
从而起到防干扰作用。
实际中由于吸流变压器线圈中总需要
励磁电流，所以经回流线的电流总小
于接触网上的电流，因此不能完全抵
消接触网对通信线路的电磁感应影响。
另外，由于存在着“半段效应”，再
者，因吸流变压器的原边线圈串接在
接触网中，所以在每个吸流变压器安
装处接触网必须安装电分段，这样就
增加了接触网的维修工作量和事故率。
AT供电系统原理
个多网孔的复杂供电网络。接触悬挂是去路，正
馈线是回路。接触悬挂上的电流与正馈线上的电 流大小相等，方向相反，因此其电磁感应影响可
互相抵消，故对邻近的通信线有很好的防护作用。 • AT供电方式的优点： （1）AT供电方式供电电压高。AT供电方式无需提 高牵引网的绝缘水平即可将牵引网的电压提高一
AT牵引所主变结线型式
• 这种结线型式把对称三相电压变换成对称二相 电压，来供应牵引负荷的两个供电臂。当馈出
回路两臂负荷相等时，主变高压侧三相系统达
到平衡。
AT牵引所主变接线型式
1 、Scott 结线牵引变压器
3 2
AT牵引所主变结线型式
D D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D D
AT牵引所主变结线型式
• V/X结线牵引变压器由 2 台单相变压器连接 而成，两台单相变压器的原边绕组首尾相连，
分别接入电力系统的三相；低压侧绕组的中点
相连，与钢轨连接，其它四个接点分别接入牵
引网。
AT牵引所主变接线型式
2 、V/X结线牵引变压器
AT牵引所主变结线型式
AT保护及故障测距
AT保护及故障测距
• 1、保护 对于AT 所而言，其高压侧保护与直供方式相
因此造价也低。但由于接触网在空中产
生的强大磁场得不到平衡，对邻近的广
播、通信干扰较大，所以一般不采用。 我国现在多采用加回流线的直接供电 方式。
2、BT（Booster Transformer ） 供电方式
所谓BT 供电方式就是在牵引供电
系统中加装吸流变压器（约 3 ～ 4km 安
装一台）和回流线的供电方式。
触网中，副边串接在回流线中。吸流
变压器是变比为 1 ： 1 的特殊变压器。
它使流过原、副边线圈的电流相等，
即接触网上的电流和回流线上的电流
相等。因此可以说是吸流变压器把经
钢轨、大地回路返回变电所的电流吸
引到回流线上，经回流线返回牵引变
电所。这样，回流线上的电流与接触
网上的电流大小基本相等，方向却相 反，故能抵消接触网产生的电磁场，
AT供电方式交流
目
录
• 供电制式概述 • AT供电系统简介
供电制式
电气化铁路牵引供
电制式，即牵引供电系统向电力机车
供电的方式。其主要有以下几种形式
构成：
1、直接（带回流线）供电方式
直接供电方式 (T — R 供电 ) 是指牵引 变电所通过接触网直接向电力机车供电， 及回流经钢轨及大地直接返回牵引变电 所的供电方式。 这种供电方式的电路构成及结构简 单，设备少，施工及运营维修都较方便，
AT供电系统原理
倍，而线路电流为负载电流的一半，所以线路
上的电压损失和电能损失大大减小。 （2）由于接触悬挂上的电流与正馈线上的电流 大小相等，方向相反，其电磁感应相互抵消， 所以防护效果好。 （3） AT 供电方式能适应高速大功率电力机车 运行。因AT 供电方式的供电电压高、线路电流
AT供电系统原理
同，主要区别在于馈线保护。
短路形式：接触线 T 与钢轨 R （或保护线 PW ）
短路（阻抗特性：曲线；同相相间短路，短路时
阻抗最大，一般按照该短路方式进行距离保护整 定计算）
AT保护及故障测距
• 接触线 T 与大地 E 短路 ( 一相接地短路 ) 正馈线 F 与大地 E 短路 ( 一相接地短路 ) 正馈线 F 与钢轨 R （或保护线 PW ）短路 ( 同相相间短路 ) 正馈线 F 与接触线 T 短路 ( 阻抗特性：斜线；同相相间短路 ) T 座接触线 T 与 M 接触线 T 短路 ( 异相相间短路 )