牵引供电-供电方式

BT(吸流变压器)供电方式
接触网中串接吸流变压器，牵引网阻抗增大， 接触网中串接吸流变压器，牵引网阻抗增大，供 电臂压降增大， 电臂压降增大，牵引变电所的供电距离缩短 使一个供电臂的接触导线分成很多段，大大影响 使一个供电臂的接触导线分成很多段， 高速列车运行的安全性及列车速度
带回流线的直接供电方式(TRNF)
牵引供电系统培训课件
高速铁路牵引供电技术
牵引网供电方式的比较 直供加回流线供电方式分析 AT供电方式分析
牵引网供电方式比较
目前单相工频25kV牵引网供电方式主 要有: 1、直接供电方式(TR) 2、BT(吸流变压器)供电方式 3、带回流线的直接供电方式(TRNF) 4、AT(自耦变压器)供电方式
牵引网供电方式的比较
2)带回流线的直接供电方式 2)带回流线的直接供电方式 25kV系统，变电设施较为简单， kV系统 ① 1×25kV系统，变电设施较为简单，接触网在 一般情况下（重负荷除外）也比较简单， 一般情况下（重负荷除外）也比较简单，但在接 触网使用加强导线的情况下，牵引网结构已与AT 触网使用加强导线的情况下，牵引网结构已与AT 供电方式相当； 供电方式相当； 在牵引网的电压损失和电能损失方面较AT AT供 ③ 在牵引网的电压损失和电能损失方面较 AT供 电方式为大； 电方式为大； 牵引变电所的间距较小，增加了电分相数量， ②牵引变电所的间距较小，增加了电分相数量， 外部电源的工程数量和投资较大； 外部电源的工程数量和投资较大；
牵引网供电方式的比较
2)带回流线的直接供电方式 2)带回流线的直接供电方式 牵引网回路不完全是平衡回路， ④ 牵引网回路不完全是平衡回路，防干扰性能 较差，需增加防干扰费用； 较差，需增加防干扰费用； 供电回路结构简单，运行可靠， ⑥ 供电回路结构简单，运行可靠，投资和维修 量低； 量低； ⑤ 适用于防干扰问题不突出和外部电源投资相 对较小的区段及运输繁忙干线、重载和高速线。 对较小的区段及运输繁忙干线 、 重载和高速线 。
牵引网供电方式的比较
AT供电方式特点 1) AT供电方式特点 牵引网系统需设正馈线， ⑤ 牵引网系统需设正馈线，较一般直供方式复 但在重负荷区段不必设加强导线， 杂，但在重负荷区段不必设加强导线，可与直 供方式相当； 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 所 一般ＡＴ ＡＴ间距为 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； 开关设备需用双极； 牵引网结构复杂，导线数量多， ⑥牵引网结构复杂，导线数量多，对跨线建筑 物和隧道净空要求高，投资较大， 物和隧道净空要求高，投资较大，保护和维护 难度较大
• •
IC 1
•
•
•
IC 2
I
•
•
•
C
I1
AC
U1
55kV
•
•
I2
T
IT 1
•
IT 2
U2
I1
′ U1
•
IF
′ U2
•
•
I2
F C
T
F
复线末端并联AT网络 复线末端并联 网络
电流分配关系
•
• •
I1
•
IC 1
•
IC 2
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U1
•
I
•
IT 1
•
IT 2
U2
I2
′ U1
•
•
IF
′ U2
•
•
I2
I1
x
D
技术上AT和带回流线直供方式均能满足 300km/h及以上高速牵引。两者相比，AT供 电方式更能适应大功率负荷的供电，同时电 分相数目减少。但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。 高速铁路牵引供电方式应采用AT供电方式 或带回流线的直接供电方式
带回流线的直接供电系统
ZC ZN
直接供电方式(TR)
牵引电流通过电力机车后直接从钢轨或大地返回牵 引变电所。 引变电所。 结构简单，投资最少，维护费用低。 结构简单，投资最少，维护费用低。 在负荷电流较大的情况下，钢轨电位高； 在负荷电流较大的情况下，钢轨电位高；对弱电系 统的电磁干扰较大
BT(吸流变压器)供电方式
在接触网和回流线中串接吸流变压器， 在接触网和回流线中串接吸流变压器，让牵引电流 通过电力机车后从回流线返回牵引变电所。 通过电力机车后从回流线返回牵引变电所。 电磁兼容性能好，对周围环境影响小， 电磁兼容性能好，对周围环境影响小，钢轨电位低
2 L
l
分析中假 Z AT = 0 设： Z =Z
CT
IG = 0
Z F = ZC
FT
短回路电流分配关系
结论：复线短回路的AT段内 段内， 结论：复线短回路的 段内，机车电流在前后轨道中产 生的分量按距离反比例分配 。（假设条件：视接触网，正馈线 假设条件：视接触网， 关于钢轨对称布置，而且接触网， 关于钢轨对称布置，而且接触网，正馈线自阻抗相当）
牵引网供电方式的比较
AT供电方式特点 1) AT供电方式特点 25kV系统，供电电压比直供方式高一倍， kV系统 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 损失降为 1 牵引网单位阻抗约为直供方式的 1 实际略高） 电能损失小，显示了良好的供电特性； （实际略高），电能损失小，显示了良好的供电特性； 牵引变电所的间距大，易选址， 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； 的工程数量和投资； 减少了电分相数量，有利于列车的高速运行； ③ 减少了电分相数量，有利于列车的高速运行； 牵引网回路是平衡回路，防干扰效果， 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； 环境，并减少防干扰费用；
长回路电流分配关系
•
I1
•
& D− x I & I1 + 2D
• •
x • I2+ I 2D
•
•
•
I2
U1
x • (1 − ) I D
I I
x • I D
U2
•
′ U1
•
′ U2
•
•
I1 x • • I− I2 2D
I2
左侧回路电压降 == 右侧回路电压降
& = l I2 2L & I 2
& & = 2L − l I I1 2L 2
单线短回路中的电流分配
结论：单线短回路的AT段内，机车电流在前后轨 结论：单线短回路的 段内， 段内 。（假设条件 假设条件： 道中产生的分量按距离反比例分配 。（假设条件： 视接触网，正馈线关于钢轨对称布置， 视接触网，正馈线关于钢轨对称布置，而且接触 正馈线自阻抗相当） 网，正馈线自阻抗相当）
复线末端并联AT供电系统 复线末端并联 供电系统
相对直接供电方式， 相对直接供电方式，钢轨电位和对通信线路的干 牵引电流通过电力机车后部分从回流线返回牵引 扰有所改善。钢轨电位降低；牵引网阻抗降低， 扰有所改善。钢轨电位降低；牵引网阻抗降低， 变电所，部分从钢轨地返回。 变电所，部分从钢轨地返回。 供电距离增长； 供电距离增长；对弱电系统的电磁干扰减小 兼有直接供电方式结构简单，投资和维修量小、 兼有直接供电方式结构简单，投资和维修量小、 相对BT方式，结构简单，投资少，维护费用低； 相对BT方式，结构简单 BT方式 供电可靠性高等优点 ，投资少，维护费用低； 牵引网阻抗减小， 牵引网阻抗减小，供电距离增长
假设条件：视接触网，正馈线关于钢轨对称布置， 假设条件：视接触网，正馈线关于钢轨对称布置， 而且接触网， 而且接触网，正馈线自阻抗相当
AT(自耦变压器)供电方式
牵引电流通过电力机车后从正馈线返回。 牵引电流通过电力机车后从正馈线返回。 供电电压提高，更能适应大功率负荷的供电， 供电电压提高，更能适应大功率负荷的供电，功率 AT供电方式接触网结构复杂 供电方式接触网结构复杂， AT供电方式接触网结构复杂，供变电设 输送能力强，供电距离远，可减少牵引变电所数量， 输送能力强，供电距离远，可减少牵引变电所数量， 施较多，运营维护难度较大 施较多， 减少电分相数目， 减少电分相数目，机车通过分相中性段短时失电产 生的速度和功率损失得到降低； 生的速度和功率损失得到降低；有效降低对通讯线 路的干扰; 路的干扰; 。
Z CT
•
Z CN Z NT
IC
•
•
IN
•
I NS
ZT
IT
•
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
I TS
x
D
•
I TS
′
l
长回路
短回 路
单线AT网络 单线 网络
电流分配关系
•
• •
I CL
•
IC 1
•
IC 2
•
U1
•
I
•
IT 1
•
IT 2
U2
′ U1
•
•
IF
x
′ U2
•
I FL
D
l
长回路
短回路
单线长回路中的电流分配
结论：单线AT长回路C AT长回路 结论：单线AT长回路C、F中的电流分别为机车电流 的一半