AT牵引供电系统
电力牵引AT所
电力牵引AT所(ATpostforelectrictrac-tion)AT供电方式牵引网的重要组成部分.
将AT所(见电力牵引供电系统)自藕变压器(AT)按一定间隔距离跨接在牵引网的接触网、正馈线和钢轨间，起着支撑ZX25kV馈电系统的作用.
AT所间隔距离的选择对牵引网多项技术经济指标有重要影响。
(l)间隔距离大，AT段中附加阻抗也大.造成牵引网电压损失和电能损失增加;
(2)间距增大时，牵引负荷按25kV电力牵引直接供电方式运行的概率和区段长度也相应增加，使AT牵引网防止对通信线干扰影响的能力下降;
(3)AT所安装容量与AT间距密切相关，适当选择AT所的容量是牵引供电系统设计的一项重要任务;
(4)AT所对2x25kV馈电系统的支撑作用在于拓展牵引网按2x25kV方式运行的长度。
只在牵引网两端设里AT，当机车取流时，整个牵引网基本上都是按25kV直接供电方式工作的，但增设AT所后，相当于把2x25kV馈电系统延伸至AT3，只是在最后一个AT段才部分地按直接供电方式运行.
AT所的存在增强了AT牵引网的供电能力，使变电所间的距离得以放大，以利降低变电所及外部电源的造价。
另一方面，AT所也不宜设太过密，适当的AT间距约在10km左右。
AT容量选择由于AT牵引网和自藕变压器漏抗较小，当电源的短路容量较大时，AT短路电流可达极高数值。
因此AT的安装容量除了应满足牵引负荷需要外，还应经得住短路电流的冲击。
AT所主接线容量在10000kV·A以下的AT所可不设断路器。
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牵引供电变电所 分区所 AT所
变电所分区所 AT所开闭所（sub-section post）牵引网有分支引出时，为保证不影响电力牵引安全可靠供电而设的带保护跳匣断路器等设施的控制场所。
多设于枢纽站、编组场、电力机务段和折返段等处。
在供电分区范围较大的复线AT牵引网中，有时为了进一步缩小接触网事故停电范围和降低牵引网电压损失和电能损失，也可在分区所与牵引变电所之间增设开闭所，也称辅助分区所（subsectioning post）。
开闭所的主要设备是断路器。
电源进线一般设两回，复线时可由上、下行牵引网各引一回，出线则按需要设置。
当出线数量较多时，也可将开闭所母线实行分段。
单线时如就近无法获得第二电源，也可只引一回电源。
AT牵引网辅助分区所（SSP）的典型结构见下图。
图中，T为接触网；F为正馈线，PW为与钢轨并联的保护线（protection wire）；B为断路器；SD为保安接地器；LA为避雷器；OT为控制回路电源；PT为电压互感器；AT为自耦变压器。
保护线的作用是当接触网或正馈线绝缘子发生闪络接地时，可与保护线形成金属性短路，便于断电保护动作。
分区亭分区亭设于两个牵引变电所的中间，可使相邻的接触网供电区段(同一供电臂的上、下行或两相邻变电所的两供电臂)实现并联或单独工作。
如果分区厅两侧的某一区段接触网发生短路故障，可由供电的牵引变电所馈电线断路器及分区亭断路器，在继电保护的作用下自动跳闸，将故障段接触网切除，而非故障段的接触网仍照常工作，从而使事故范围缩小一半。
AT所牵引网采用AT供电方式时，在铁路沿线每隔10km左右设置一台自耦变压器AT，该设置处所称做AT所。
牵引网的构成：1 馈电线2 接触网3 轨道回路和回流系统（一）牵引变电所牵引变电所是电气化铁路的心脏，它的功能是将电力系统输送来的110kV或220kV等级的工频交流高压电，通过一定接线形式的牵引变压器变成适合电力机车使用的27.5kV等级的单相工频交流电，再通过不同的馈电线将电能送到相应方向的电气化铁路（接触网）上，满足来自不同方向电力机车的供电需要。
AT和直供区别
一 AT供电方式（神池南站-北大牛）
1 2Χ25KV系统，供电电压比直供方式高一倍，电压损失将为四分之一，牵引网单位阻抗约为直接供电方式的四分之一，电能损失小，显示了良好的供电特性。
2 牵引变电所的间距打，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10-20KM，开关设备需用双极。
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，保护和维护难度较大。
二带回流线的直接供电方式（北大牛站-黄骅港站）
1 1Χ25KV系统。
变电设施较为简单，接触网在一般情况下也比较简单，但在接触网使用加强导线的情况下，牵引网结构已与AT供电方式相当。
2 在牵引网的电压损失和电能损失方面较AT供电方式为大。
3 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。
4 牵引网回路不完全是平衡回路，防干扰性能较差，需增加放干扰费用。
5 供电回路结构简单，运行可靠，投资和维修量低。
6 适用于防干扰问题不突出和外部电源投资相对于较小的区段及运输繁忙干线，重载和高速线。
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供电方式解除网结构复杂，供变电设施较多。
运营维护难度较大。
高速铁路牵引供电概述
1.1 牵引供电方式
2.BT供电方式
BT供电方式就是在牵引供电系统中加 装吸流变压器（3～4 km安装一台）和 回流线。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，因此大大减轻了接触网对邻近 通信线路的干扰。采用BT供电方式的 电路是由牵引变电所、接触悬挂、回 流线、轨道及吸上线等组成。牵引变 电所作为电源向接触网供电；动车组 列车运行于接触网与轨道之间；吸
正馈线与轨道之间的电压也是25 kV。自 耦变压器是并联在接触悬挂和正馈线之间 的，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10～16 km）的自耦变压器将整个供电区段分成 若干个小的区段，叫作AT区段，从而形 成了一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以互相抵消， 故对邻近的通信线有很好的防护作用。
高
速 铁
项目
高速铁路牵引供电概述
路
高速铁路牵引供电概述
高速铁路的牵引供电系统，其本身没有发电设备，而是从电力系统获取电能。 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、 同轴电力电缆（coaxial cable，CC）供电方式、直供加回流线供电方式、单 边供电方式和双边供电方式等。
1.1 牵引供电方式
3.AT供电方式
随着铁路电气化技术的发展及动车组的投 入运行，传统的供电方式已不能适应铁路 发展的需要，各国开始采用AT供电方式。 AT供电方式就是在牵引供电系统中并联 自耦变压器的供电方式。实践证明，AT 供电方式是一种既能有效地减弱接触网对 邻近通信线的电磁感应影响，又能适应高
第二章 高速铁路牵引供电系统的供电方式
第二章高速铁路牵引供电系统供电方式第一节牵引供电系统供电方式交流牵引供电系统可采用的供电方式主要有4种：直接供电方式，BT（吸流变压器）供电方式，AT（自耦变压器）供电方式和CC（同轴电缆）供电方式。
交流电气化铁道对邻近通信线路的干扰主要是由接触网与地回路对通信线的不对称引起的。
如果能实现由对称回路向电力机车供电，就可以大大减轻对通信回路的干扰。
采用BT、AT、CC等供电方式就是为了提高供电回路的对称性，其中CC供电方式效率最高，但投资过大。
目前，电气化铁路对采用BT、AT供电方式。
下面逐一介绍。
一、直接供电方式这是一种最简单的供电方式。
在线路上，机车供电由接触网（1）和轨（2）-地直接构成回路，对通信干扰不加特殊防护措施，如图2-1所示。
电气化铁路最早大都采用这种供电方式。
这种供电方式最简单，投资最省，牵引网阻抗较小，能损也较低，供电距离一般为30—40km。
电气化铁路的单项负荷电流由接触网经钢轨流回牵引变电所。
由于钢轨和大地不是绝缘的，一部分回流由钢轨流入大地，因此对通信线路产生感应影响，这是直接供电方式的缺点。
它一般用在铁路沿线无架空通信线路或通信线路已改用地下屏蔽电缆区段，必要时也将通信线迁到更远处。
图2-1带回流线的直接供电方式是在接触网支柱上架设一条与钢轨并联的回流线，称为负馈线（NF），如图2—2所示。
利用接触网与回流线之间的互感作用，使钢轨中的回流尽可能地由回流线流回牵引变电所，减少了电气空间，因而能部分抵消接触网对邻近通信线路的干扰，但其防干扰效果不及BT供电方式。
这种供电方式可在对通信线路防干扰要求不高的区段采用，能进一步降低牵引网阻抗，供电性能要好一些，但造价稍高。
目前我国京广线、石太线均采用此种供电方式。
图2—2二、BT供电方式BT供电方式是在牵引网中架设有吸流变压器—回流线装臵的一种供电方式，目前在我国电气化铁路中应用较广。
吸流变压器的变比是1：1.它的一次绕组串接在接触网中（1）中，二次绕组串接在专为牵引电流流回牵引变电所而特设的回流线（NF）中，故称之为吸流变压器—回流线供电方式，如图2—3所示。
牵引变电所AT供电技术知识PPT课件
1.1 直接供电方式(TR)
接触网 T
AC
27.5kV
电力机车
R 钢轨
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。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；对弱电系 统的电磁干扰较大
1.2 带回流线的直接供电方式(TRNF)
回流线 N
AC
27.5kV
电力机车
吸流变压器
吸流变压器
回流线 N
AC
27.5kV
电力机车
接触网 T
钢轨 RBiblioteka 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。 电磁兼容性能好，对周围环境影响小，钢轨电位低
BT供电方式分为两种，其示意图如下：
吸—回方式
吸—轨方式
BT供电方式简单原理图：
BT为理想变压器
※影响同轴电力电缆供电方式的防护效果的主要 因素：
（1）同轴电力电缆接入方式
（2）运行中的电力机车位置
（3）供电分区长度
1.6 混合供电方式(直接供电方式+AT供电方式)
由于某种原因，有时牵引变电所的上、下行方 向需采用直接供电+AT供电方式。
这种供电方式就是上、下行的某一方向使用直 接供电方式，而另一方向使用AT供电方式。
接触网不(电)分段方式 1—接触网；2—钢轨；3—电缆内导体； 4—电缆外导体；5—变电所；6—连接线
吸流效率高，对邻近通信线路的电磁感应干扰 影响小。与接触网(电)分段方式相比，对邻近通信 线路的电磁感应影响稍大，防护效果稍低。
接触网(电)分段方式
这种接入方式，对邻近通信线路的影响主要决定于电缆内导体和外导体中的电 流差。由于电缆内外导体之间互感系数大，吸流效率高，故电缆内外导体 的电流差小，即通过轨道、大地返回牵引变电所的电流小，从而与接触网 不(电)分段方式相比，对邻近通信线路的电磁感应影响更小，防护效果更 好。
基于斯科特变压器的新型同相AT牵引供电系统
（ ｈ ｏ ｆ ｅ ｔ ｃ ｌ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇＳ ｕ ｈ ｓ Ｊａ ｔ ｎ Ｓｃ ｏ ｌ Ｅｌｃｒ ａ ｉ ｅ ｒｎ ．ｏ ｔ ｗｅ ｔ ｉ ｏ ｇＵｎｖ ｒｉ － ｅ ｇ ｕ Ｓ ｃ ｕ ｒ６１ ０ ． ｉ ａ ｏ ｉ Ｅｎ ｎ ｉｅ ｓｌ． ｎ ｄ ． ｉ ｈ ａ ｔ ０ ３１ ｎ ） ｙ Ｃｈ Ｃｈ
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｈ ｓ ｐ ｒ ｄ ｎｉ ｕａ ｏ ｅ ｅ ｓ ｕ ｏ ｔｅ ｓｒｏ ｓｙ ｕ ｂ ｌ ｎ ｅ ｈａｅ ｆｔｅｔａ ｔ ｎ ｐ ｓｒ ｃ ： ｅｐ ａ ｅ ｓ ｅ ａ ｏ ｅ ｎ ａ ｌ ｔ ｒｉ ｎ ｃ ｓ ￣ｙ ｄ ｅｔ ｅｉ ｕ ｌ ｎ ａａ ｃ ｄ ３ｐ ｓ ｓｏ ｈ ｃｉ ｏｗｅ ｕ ｌ ｙ ｔｍ ｓ ｈ ｒ ｏ ｒ ｐｐｙ ｓ ｓｅ ｓ
Ｏ 引言
由于 牵 引 供 电系 统 结 构 和 负荷 的特 殊 性 ，造 成 了 电力 系 统 三 相 严 重 不 平 衡 ． 采 用 平 衡 变 压 器 和 换相 需
且能 动 态 补 偿 谐 波 和 无 功 ， 较 理 想 的 新 型 牵 引 供 电 是 系统 方 案 。 这 些 供 电系 统 方 案仅 局 限 于 Ｂ 但 Ｔ供 电方 式
和简单 直供 方式， 不能直接也 不宜应用 于ＡＴ供电方 式， Ｔ 与Ｂ 和简单直供方式相 比， Ｔ供电方式具有很多 Ａ 优势 ：通信 防护效果好；牵引网阻抗小， 供电距离长 ， 变电所数量少 ；无需在 Ａ Ｔ处实行电分段 ， 通合高速 、 重载 列 车 运 行 。当 前有 不 少 电气 化 铁 道 采 用 了斯 科 特
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。
牵引供电故障测距说明
牵引供电系统故障测距说明资料1.概述牵引供电系统根据不同供电方式,接触网故障测距原理不同。
当采用AT供电方式,根据线路及通信条件可采用不同测距原理。
主要包括“吸上电流比”，“上下行电流比”和“吸馈电流比”测距原理。
对直供加回流线供电方式，国内一般采用拟合的分段线性电抗法进行故障测距。
2.测距原理及适用条件2．1 AT牵引网故障测距原理针对AT牵引供电系统，由于线路的非线性，主要采用“吸上电流比”，“上下行电流比”和“吸馈电流比”测距原理进行故障测距。
这三种测距原理适用于不同线路条件。
1）吸上电流比供电臂有故标专用通信通道，各所亭均安装故障测距单元，线路可为单线或复线。
适用于T-R、F-R短路故障，不适用T-F故障。
上图表示故障发生在第n 个AT 和第n+1个AT 之间 测距公式：)100(10011111n n n n n n n n n n n Q I K I K I K Q Q D L L -+⨯--+=+++++式中：L ：故障点距变电所的距离 L n ：变电所距第n 个AT 的距离D n ：第n 个AT 与第n ＋1个AT 之间的距离I n ,I n+1：分别为第n 个AT 与第n+1个AT 中性点的吸上电流和Q n ,Q n+1：整定值K n ,K n+1：电流分布系数，范围根据站场情况可调整。
对标准区间线路K=1.0。
通信通道一般建议采用以供电臂为单元的2M 光纤环形通道。
2） 上下行电流比无需通信通道，供电臂必须为复线，且末端必须并联闭环供电。
重合闸时测距无效。
适合各种短路形式。
故障测距公式如下： L Ldn Lup IdnIup Idn Iup L ∆++⨯+=)(),min(up up f I t I up I -=dn dn f I t I dn I -=Lup 、Ldn ：上、下行供电臂长度 Iup 、Idn ： 上下行供电臂电流 ΔL ：修正参数3） 吸馈电流比无需通信通道，供电臂为单线单AT 区段。
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”。
牵引变电所电气主接线的结构分析—AT供电方式下的三相
AT供电方式下的三相-两相牵引变电所电气主接线案例分析1
运行方式二：驻牵线-1011-1001-1002-102-2B
AT供电方式下的三相-两相牵引变电所电气主接线案例分析1
运行方式三：遂牵线-1021-102-2B
AT供电方式下的三相-两相牵引变电所电气主接线案例分析1
运行方式四：遂牵线-1021-1002-1001-101-1B
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ AT供电方式下的三相-两相牵引变电所电气主接线案例分析1
AT供电方式下的三相-两相牵引变电所电气主接线案例分析2
学 校：
AT供电方式下的三相-两相牵引变电所电气主接线案例分析2
牵引变压器侧
AT供电方式下的三相-两相牵引变电所电气主接线案例分析2
自用电装置
AT供电方式下的三相-两相牵引变电所电气主接线案例分析2
并联电容补偿装置
AT供电方式下的三相-两相牵引变电所电气主接线案例分析3
学 校：
AT供电方式下的三相-两相牵引变电所电气主接线案例分析3
牵引馈线侧
AT供电方式下的三相-两相牵引变电所电气主接线案例分析1
学 校：
AT供电方式下的三相-两相牵引变电所电气主接线案例分析1
高
压
进
线
侧
并
自 用 电 装 置
牵联 引电 变容 压补 器偿 侧装
置
牵 引 馈 线 侧
AT供电方式下的三相-两相牵引变电所电气主接线案例分析1
运行方式一：驻牵线-1011-101-1B
铁道牵引网中AT供电方式的应用解析
铁道牵引网中AT供电方式的应用解析发表时间：2020-08-27T16:53:40.713Z 来源：《基层建设》2020年第13期作者：姚健陈振[导读] 摘要：AT供电方式可以大大降低牵引网中的电压损失，提高机车的供电质量，从而扩大牵引变电所间隔，减少牵引变电所数量，同时还可以减轻对邻近通信线路的干扰，因此AT供电方式得到广泛的应用。
中国铁路济南局集团有限公司青岛供电段山东省青岛市 266000摘要：AT供电方式可以大大降低牵引网中的电压损失，提高机车的供电质量，从而扩大牵引变电所间隔，减少牵引变电所数量，同时还可以减轻对邻近通信线路的干扰，因此AT供电方式得到广泛的应用。
关键字：铁道牵引网；AT供电方式；应用；故障分析 1AT 供电方式及全并联AT供电的概述高速电气化铁路是一种以电能为动力的现代化交通运输工具，高速列车自身是不具备电源的，往往需要依靠外部能源为其提供电能。
随着科技的发展，AT 供电方式在高速电气化铁路供电系统中得到了广发的应用，为高速列车的运行提供了能源依靠。
AT 供电方式是一种全新的供电方式，较比传统的供电方式而言，有着较高的安全性、防干扰性，因此在我国高速电气化铁路当中得到了广泛的应用。
采用AT供电方式时，牵引变电所主变输出电压为55kV，经AT( 自耦变压器，变比2:1) 向接触网供电，一端接接触网，另一端接正馈线( 简称AF 线，亦架在田野侧，与接触悬挂等高)，其中点抽头则与钢轨相连。
这种供电方式不仅防干扰性强，同时还有这较好的防雷功能。
在AT 供电方式的基础上，将上下行牵引网的接触线( T) 、钢轨( R) 和正馈线( F) 在变电所出线处及AT 处通过横联线并联起来，称为全并联AT 供电方式。
这种方式在高速铁路牵引供电系统中得到广泛应用。
全并联AT 供电方式与不并联的AT 供电方式相比，减小牵引网单位长度阻抗，减少电压损失和增强供电能力，在相同的负载条件下可以减少大约10%的牵引网电力损失。
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 供电方式
AT供电方式牵引变电所主接线向带有自耦变压器（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110kV）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。
浅谈AT供电方式在铁道牵引网中的应用
浅谈AT供电方式在铁道牵引网中的应用摘要：本文在参考了BT供电方式（即吸流变压器—回流线）的基础上，提出了AT供电方式（自耦变压器供电方式）用于电气化铁道牵引网系统的供电中。
通过分析可知AT供电所的存在增强了AT牵引网的供电能力，使供电所之间的距离得以很好的放大，在降低铁道建设方面节约了大量成本，提高了电能利用效率。
关键词：AT供电方式铁道牵引网应用Key words: AT power supply mode;railway; traction network; application1.引言高速铁路在我国正处于快速发展阶段，修建高速铁路符合我国经济发展的需求。
而供电系统作为电气化铁道的一个重要组成因素，供电方式也是备受工程师的重视，国内外目前通常使用的有AT供电方式和BT供电方式。
其中由于AT 供电方式具有自身的优越性，越来越受到我国科研人员以及工程师们的关注[1-2]。
2.铁道牵引网AT供电系统分析2.1 铁道牵引网供电系统故障统计和分析由于牵引网长期暴露在环境恶劣的户外，并且受到电力机车受电弓的机械冲击等各种情况影响，牵引网沿线的高压电器和线路经常出现短路、断路、高阻（闪络性）故障。
此外，风吹雨打、飞鸟栖息、风筝搭线等等，都可能引起意外、危险的故障。
如表2-1-1所示为2002-2007年全路牵引供电故障统计结果。
表2-1-1 2002-2007年全路牵引供电故障统计表从该表可以看出，在历年牵引供电故障中，因牵引网自身引起的故障始终占有较重的分量，而由机车引起的故障则非常少。
通过对牵引网故障的分析表明：无论牵引网结构如何复杂，一臂牵引网接地总是相间短路，这是牵引供电系统中最常见的故障形式，因此故障量的求解也按两相短路来计算；两相短路不存在零序电流的通路，故一臂牵引网接地短路时，不向电力系统输送零序电流；牵引供电系统是含地系统，故障电流很大；发生故障时，线路上有行波自故障点向两端传播；牵引网中发生T-R短路故障的几率最多，平均每月发生一次故障。
牵引供电系统保护基本原理全
➢动作时限
t' 0s
没有人为延时，只考虑继电 保护固有动作时间
16
❖保护范围校验
最大运行方式下三相短路时保护范围最大，最小运行 方式下两相短路时保护范围最小。
最小运行方式下两相 短路时的保护范围
Lb%L Lm AiB n100%(15%~20% )
线路全长
ห้องสมุดไป่ตู้17
❖ 电流速断保护的评价
➢ 优点：简单可靠，动作迅速 ➢ 缺点：
jX
Zset
ZK
k
R
jX
1 2 Z set
o
Zset
1 Z K 2 Z set
ZK R
全阻抗继电器
方向阻抗继电器
34
方向阻抗继电器的死区及消除死区的方法
当在保护安装地点正方向出口处发生相间短路时,故 障环路的故障电压将降低为零,此时任何具有方向性 的阻抗继电器将因加入的电压为零而不动作,从而出 现保护装置的死区。 为减少和消除死区，可采用以下方法： ➢ 记忆回路 ➢ 装设辅助保护（主要为电流速断保护）
◆相控整流电力机车负荷电流中含有丰富的奇次谐波 分量（三次谐波为最多），而牵引网短路电流接近于 正弦波，因此可利用三次谐波的含量区分正常工作与 故障状态； ◆电力机车通过电分相或空载投入AT，牵引网产生 的励磁涌流接近故障电流，但其中含有较高的二次谐 波分量，因此可利用二次谐波区分励磁涌流和故障电 流。
保护2 电流速断
保护1 电流速断
A
B
C
D
2
1
t
t' 2
t '' 2
t '' 1
t
t ' t
1
l
AT供电与BT供电简介
AT供电与BT供电简介BT供电这种供电方式，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。
采用AT供电方式时，牵引变电所主变输出电压为55kV，经AT(自耦变压器，变比2:1)向接触网供电，一端接接触网，另一端接正馈线(简称AF线，亦架在田野侧，与接触悬挂等高)，其中点抽头则与钢轨相连。
AF线的作用同BT供电方式中的NF线一样，起到防干扰功能，但效果较前者为好。
此外，在AF线下方还架有一条保护(PW)线，当接触网绝缘破坏时起到保护跳闸作用，同时亦兼有防干扰及防雷效果。
显然，AT供电方式接触网结构也比较复杂，田野侧挂有两组附加导线，AF 线电压与接触网电压相等，PW线也有一定电位(约几百伏)，增加故障几率。
当接触网发生故障，尤其是断杆事故时，更是麻烦，抢修恢复困难，对运输干扰极大。
但由于牵引变电所馈出电压高，所间距可增加一倍，并可适当提高末端网压，在电力系统网络比较薄弱的地区有其优越性。
这种供电方式实际上就是带回流线的直接供电方式，NF线每隔一定距离与钢轨相连，既起到防干扰作用，又兼有PW线特性。
由于没有吸流变压器，改善了网压，接触网结构简单可靠。
近年来得到广泛应用。
综上所述，早期电气化铁路均采用直接供电方式，为避免和减少对外部环境的电磁干扰，研发了BT、AT和DN供电方式，就防护效果来看，AT方式优于BT和DN方式，就接触网的结构性能来讲，DN方式最为简单可靠。
随着通信技术的快速发展，光缆的普遍应用，通信设施及无线电装置自身的防干扰性能大为增强，考虑到接触网的运行可靠性对电气化铁路的安全运行至关重要，所以通常认为，一般情况下DN供电方式为首选，在电力系统比较薄弱的地区，经过经济技术比较，可采用AT供电方式，BT供电方式则尽量少采用或不采用。
故障测距—牵引网故障测距(铁路牵引供电系统继电保护)
AT中性点吸上电流比故障测距
2.吸上电流比测距原理
（2）AT为理想变压器、钢轨对地全绝缘，沿线路阻抗参数均匀时。
根据回路电压方程、
基尔霍夫电流定律可得：
+1
D
++1
=
+1
D
++1
= +
9.33 AT供电牵引网故障时电流分布图
AT中性点吸上电流比故障测距
2.吸上电流比测距原理
XB4
BT
BT
BT
BT
BT方式
T
XB3
N
直供方式
XB2
BT供电牵引网
图9.28 BT供电牵引网
R
XB1
0
lB1
lB2
lB3
lB4
l
图9.29 直接供电和BT供电牵引网的X-l特征
直接供电和BT供电牵引网的X-l特征
− BT /2
=
n：故障牵引网在L范围内吸流变压器台数。
XBT：BT漏抗。
l
QF1
I1
QF2
L1
K
G1
QF
Zm
QF3
G2
I2
9.30 复线牵引网
L2
ሶ = 1ሶ + 2ሶ = 1ሶ + (1 + 2 − − 212 + 2 ) 2ሶ
复线牵引网
— QF1至k点的自主抗和互阻抗，Ω。
1、2 —上行和下行线的自阻抗，Ω。
12 —上行和下行线之间的互阻抗，Ω。
1ሶ 、2ሶ —流过上行线和下行线的故障电流，A。
复线直供方式牵引网故障测距
l
QF1
既有线牵引供电系统AT改直供加回流线供电方式的探讨
既有线牵引供电系统 AT改直供加回流线供电方式的探讨摘要：本文主要通过介绍孟平铁路接触网改造工程中牵引供电系统供电方式由原AT供电方式改为直供加回流线的供电方式的实施方案，探讨并提出牵引供电系统AT供电方式改为直供加回流线供电方式的思路及方法，并对这几种方法进行分析，为今后既有线牵引供电系统AT供电方式改为直供加回流线供电方式的施工提供改造思路。
关键词：牵引供电系统 AT供电直供加回流线供电供电方式引言：既有线路改造面临的最大的难题是既要完成改造任务，又要最大限度地减小对既有线路运输的影响。
牵引供电系统供电方式的改变，必须在前期工作充分完备后，一个天窗点内改造完毕，天窗点毕便要启用新的供电方式。
通过合理组织，一次性改造成功投用，可以减少安全压力，在保证既有线设备可靠运行的前提下，创造一定的经济效益。
一、牵引供电系统供电方式简介目前，牵引供电系统供电方式主要有直接供电方式、BT供电方式（吸流变压器供电方式）、AT供电方式（自耦变压器供电方式）、直供加回流线供电方式等，现主要对本文中涉及的AT供电方式和直供加回流线供电方式作简要介绍。
（一）AT供电方式1、原理牵引供电系统AT供电方式，主要由牵引变电所、AT所、接触悬挂、正馈线、保护线和钢轨组成。
其原理图如图1所示。
图1 AT供电方式原理图牵引变电所内变压器将110kV电压降至55kV，经自耦变压器两端分别接至T线和AF线上，自耦变压器中心抽头与钢轨相连，则T线与钢轨及AF线与钢轨间的电压均为27.5kV，且大小相等，方向相反。
一个供电臂范围内设有多个AT所，AT所内主要设备为自耦变压器，可改善电压水平和防干扰。
PW线正常情况下无电流，在绝缘子发生闪络时短路电流可通过，另外，其也起到了避雷线的作用。
2、优劣AT供电方式通过设置AT所，提高了接触网供电臂的末端电压，供电距离长，供电质量高，能适应高速、大功率机车的运行。
但是，变电所内牵引变压器采用斯科特接线方式，接线复杂，通过原理图也会发现，这种供电方式供电系统的结构也很复杂，增加了AT所这样的不利因素，维护工作量大。
AT供电方式交流解析精选全文完整版
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
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) 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
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
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）
• 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
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第二部分 行波基本理论
对于分布式参数电路，由于输电线路的分布电容、 对于分布式参数电路，由于输电线路的分布电容、分布电阻和 分布电感沿线分布，当线路的某一点出现电压、电流的突然变化时， 分布电感沿线分布，当线路的某一点出现电压、电流的突然变化时， 这一变化并不能立即在其它各点出现， 这一变化并不能立即在其它各点出现，而要以电磁波的形式按一定的 速度从该点向其它各点传播。 速度从该点向其它各点传播。这个沿线路传播的电压波以及与其相伴 而行的电流波称为行波。 而行的电流波称为行波。 1、 1、行波波动方程 2、架空多导线系统的相模变换 、
行波故障测距方法研究 ——电气化铁道AT牵引供电系统 电气化铁道 牵引供电系统
导教师： 导教师：陈剑 专业： 专业：铁 电气 学 ： 兴
刘建华
谢 贵Biblioteka LOGO课题的目的及意义故障测距是电气化铁路的一个难点问题， 故障测距是电气化铁路的一个难点问题，传 统的阻抗测距法的误差很大，难以满足要求。 统的阻抗测距法的误差很大，难以满足要求。行 波法是一种较新故障测距法， 波法是一种较新故障测距法，虽然行波测距原理 早在上世纪40年代就已经提出 年代就已经提出， 早在上世纪 年代就已经提出，但由于实现技术 的原因并没有得到真正的应用。 的原因并没有得到真正的应用。行波法故障测距 法应该是电气化铁路供电系统故障测距的最好解 决方案，尚处于有待研究和开发的阶段。 决方案，尚处于有待研究和开发的阶段。我们这 组研究的是AT牵引供电系统的行波故障测距 牵引供电系统的行波故障测距。 组研究的是 牵引供电系统的行波故障测距。
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第四部分 AT牵引供电系统故障的行波仿真 牵引供电系统故障的行波仿真
由于条件限制，课题选用 软件作为仿真软件， 由于条件限制，课题选用ATP软件作为仿真软件，对AT牵引供 软件作为仿真软件 牵引供 电系统进行仿真， 电系统进行仿真，该软件是用数值计算方法对电力系统中从数微秒至 数秒之间的电磁暂态过程进行仿真模拟。 数秒之间的电磁暂态过程进行仿真模拟。 仿真参数设置是参照老师给的实际数据设置， 仿真参数设置是参照老师给的实际数据设置，其中由于仿真电路 图的区别，对参数有略微的修改，大体情况从实际出发。 图的区别，对参数有略微的修改，大体情况从实际出发。在进行建模 不考虑上、下行线路之间的电磁耦合， 时，不考虑上、下行线路之间的电磁耦合，上下行线路分别按三相架 空线的Jmarti模型建立线路的仿真模型，把接触线和承力索作为一 模型建立线路的仿真模型， 空线的 模型建立线路的仿真模型 相的两分裂导线，钢轨作为一相的两分裂导线，正馈线为一相导线。 相的两分裂导线，钢轨作为一相的两分裂导线，正馈线为一相导线。 课题中，我对不同过渡电阻，不同故障距离分别进行了仿真。 课题中，我对不同过渡电阻，不同故障距离分别进行了仿真。
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到达N端的时间同样是0.025087s。 根据公式可以算出 故障点的距离 为22.5Km，与设计的故障点距离 相同。
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结论： 结论： 行波法故障测距在精度上能够满足故障测距的 要求，并且不受过渡电阻的影响， 要求，并且不受过渡电阻的影响，是电气化铁路 故障测距的最好解决方案。 故障测距的最好解决方案。
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第三部分小波分析与信号奇异性理论
小波分析属于时频分析的一种。 小波分析属于时频分析的一种。传统的信号分析是建立在傅立 变换的基础之上的， 叶(Fourier)变换的基础之上的，由于傅立叶分析使用的是一种全局 变换的基础之上的 的变换，要么完全在时域，要么完全在频域， 的变换，要么完全在时域，要么完全在频域，因此无法表述信号的时 频局域性质，而这种性质恰恰是非平稳信号最根本和最关键的性质。 频局域性质，而这种性质恰恰是非平稳信号最根本和最关键的性质。 小波变换是一种信号的时间一尺度(时间一频率 分析方法， 时间一频率)分析方法 小波变换是一种信号的时间一尺度 时间一频率 分析方法，它具有多 分辨分析的特点，而且在时频两域都具有表征信号局部特征的能力， 分辨分析的特点，而且在时频两域都具有表征信号局部特征的能力， 是一种窗口大小固定不变但其形状可改变， 是一种窗口大小固定不变但其形状可改变，时间窗和频率窗都可以改 变的时频局部化分析方法。 变的时频局部化分析方法。即在低频部分具有较高的频率分辨率和较 低的时间分辨率， 低的时间分辨率，在高频部分具有较高的时间分辨率和较低的频率分 辨率，很适合探测正常信号中夹带的瞬态反常现象， 辨率，很适合探测正常信号中夹带的瞬态反常现象，所以被誉为分析 信号的显微镜。 信号的显微镜。 在故障测距中，当行波波头到达母线， 在故障测距中，当行波波头到达母线，母线检测处的故障电压 电流将出现突变。利用平滑函数的一阶导数作为小波函数， 电流将出现突变。利用平滑函数的一阶导数作为小波函数，对该行波 信号进行小波变换，则信号突变点将与小波系数的模极大值对应。 信号进行小波变换，则信号突变点将与小波系数的模极大值对应。因 此，检出小波变换模极大值的出现时刻就意味着检出了行波波头的到 达时刻。 达时刻。
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谢谢！ 谢谢！
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第一部分 行波法测距现状
电力输电线路故障测距在原理上可分为两大类:阻抗法和行波法。 电力输电线路故障测距在原理上可分为两大类 阻抗法和行波法。阻抗 阻抗法和行波法 法可分为单端电气量测距算法和双端电气量测距算法。不管用哪种算法， 法可分为单端电气量测距算法和双端电气量测距算法。不管用哪种算法，由 于受保护用互感器的误差和过渡阻抗等因素的影响，阻抗法往往不能满足对 于受保护用互感器的误差和过渡阻抗等因素的影响， 故障测距的精度要求。于是人们开始寻找新的故障测距方法， 故障测距的精度要求。于是人们开始寻找新的故障测距方法，这就出现了行 波法。行波法始于20世纪 年代， 世纪50年代 波法。行波法始于 世纪 年代，由于当时对暂态行波传输特性没有完全了 所以没有得到应用。 世纪 年代后， 世纪60年代后 解，所以没有得到应用。20世纪 年代后，随着输电线路行波传输理论研究 的深入，人们在相模变换、 的深入，人们在相模变换、参数频变和暂态数值计算等方面有了更多的认识 。另一方面计算机技术、信号处理技术的发展迅速，谱分析、数字滤波等技 另一方面计算机技术、信号处理技术的发展迅速，谱分析、 术也相继引入，尤其是小波理论和全球卫星定位系统的出现， 术也相继引入，尤其是小波理论和全球卫星定位系统的出现，使得行波法测 距表现出了极大的优势。 世纪 年代，国内外在早期A型行波故障测距原 世纪80年代 距表现出了极大的优势。20世纪 年代，国内外在早期 型行波故障测距原 理的基础上，提出了集保护和测距为一体的行波距离保护原理， 理的基础上，提出了集保护和测距为一体的行波距离保护原理，这标志着现 代行波故障测距MTWFL技术的诞生。 技术的诞生。 代行波故障测距 技术的诞生
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利用Pl42mat.exe将得到的电压波形文件at.pl4转换 成matlab可读的.mat文件，再用matlab中的小波工具箱 对电压波形进行小波分解，因为时间跨度偏大可以用截取 命令截取其中一段的波形，如下图所示：
截取0.02s-0.03s这一段的波形， 从小波分解后的图形可以看到到M端 的时间为0.025087s，采用db小波基。
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第五部分 本人所做的工作
1、确定行波故障测距的方法 、 在本论文中，行波故障测距的方法采用D型行波测距方法 型行波测距方法： 在本论文中，行波故障测距的方法采用 型行波测距方法：
双端D型测距原理示意图 双端 型测距原理示意图
XM
1 = [ (T M − T N )υ + L ] 2
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课题的主要内容 第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 真 第五部分 行波法测距现状 行波基本理论 小波分析与信号奇异性理论 AT牵引供电系统故障的行波仿 牵引供电系统故障的行波仿
Diagram Diagram 2 2
本人所作的工作
Diagram Diagram 33
AT牵引供电系统故障的行波仿真图 牵引供电系统故障的行波仿真图
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LCC线路参数设置
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运行仿真后得到的电压波形如下： 运行仿真后得到的电压波形如下：
总长度45Km，故障点距 离22.5Km，过渡电阻0.001 红线是M端，绿线是N端。故 障时间0.025s-0.1s。
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2、行波波速的确定 、
虽然线路上的暂态行波浪涌具有从低频到高频的连续频谱，其中不 同的频率分量的传播速度是不相同的，但是通过查阅资料可知，行 波波速近似于光速。我在仿真中取v=c。
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3、建立仿真模型如下图，并设置参数 、建立仿真模型如下图，