(完整版)牵引供电方式
牵引供电-供电方式
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；
• •
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
•
•
U1
•
I
•
IT 1
•
IT 2
U2
I2
′ U1
•
•
IF
′ U2
•
•
I2
I1
x
D
单线短回路中的电流分配
(完整版)牵引供电方式
—轨道大地回路，改变为距离相对很小的接触网—回流线线路。而且，
方向相反，它们
这样就达到了牵引供电回路比较对称的目的，显著的消
使牵引电流在邻近的通信线路中的电
方式牵引网结构复杂，造价较高，由于吸流变压器串入接触网，使得牵
BT分段（火花间隙），不利于高速、
BT方式的钢轨电位低，抑制通信干扰的效果很好。
接触网对机车的供电方式
1） 直接供电方式
牵引网结构最简，投资最小，但钢轨电位较高，的直接供电方式
DN供电方式：在钢轨上并联架空回流线（又
。
原来流经轨道、大地的回流，一部分改由架空回流线流回牵
其方向与接触网中馈线电流方向相反，架空回流线与接触网距离较近，
G入地。在钢轨对地泄漏电阻和机车取流较
AT区段中部加横向连接线CPW，将钢
并联于牵引网中，克服了BT串入网中BT分段的缺陷，使供电电压成倍
170%-200%），网上压
5） CC供电方式
同轴电缆内外导体间的互感系数很大，吸流效果和抑制通信干扰的效果均
BT和AT供电方式。CC供电牵引网阻抗和供电距离与AT方式相近，钢轨
以加长带有不同电位的两段钢轨之间的距离，此外，当
--回方式比吸--轨方式抑制通信干扰的效果好。我国采用的BT方式均为
-回方式，日本东海道新干线也如此，而英国、法国、瑞典两种方式都有应用，
BT-钢轨方式。
1：1的特殊变压器，其特点是要求励磁电流小。吸
1.5-4km 设置
在两个吸流变压器中间，把轨道和回流线连接起来，这个连接
AF与T架设在同一支柱上。牵引变压器的次边以55kV，在供电臂上并接
。AT两半线圈匝数n1＝n2，即原、次边变比为2：1，使供给接触网上的电
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
牵引网供电方式
• 直接供电方式
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， 如下图所示。
1—故障牵引变电所；2—越区供电分区。
• 直接供电方式
越区供电是当某一牵引变电所因故障不能正 常供电时，故障变电所担负的供电臂，经开关设备 与相邻供电臂接通，由相邻牵引变电所进行临时供 电。这种供电方式称越区供电。因越区供电增大了 该变电所主变压器的负荷，对电器设备安全和供电 质量影响较大，因此，只能在较短时间内实行越区 供电，是避免中断运输的临时性措施。
1 3 5 2
1
4
2
I2
I1
5
•1—接触网； •2—为轨道； •3—为回流线； •4—为吸流变压器，变比1:1，一次线圈串接入接触网， 二次线圈串接入回流； •5—为吸上线，一端接回流线，另一端与轨道或吸流变压 器线圈中点连接，以提供从电力机车到轨道的返回电流流 到回流线中去的通路。
这种装置的防护作用在于：把本来是尺寸很大的接触 网—轨道大地回路改变成尺寸相对很小的接触网—回流线 回路。 当牵引电流流经吸流变压器原边时，副边在回流线中 产生很大的互感电势。吸流变压器的作用也就是在接触网 和回流线之间集中地加大互感。即： 设吸流变压器原边电流为I1，匝数为ω 1；副边电流I2， 匝数为ω 2。根据磁势平衡关系： I 2 ω 2 ≈ I1 ω 1 又因为变比为1:1，则ω 1=ω 2，所以 I2≈I1 说明：采用吸流变后，只有变压器原边的激磁电流仍 流经轨道和大地，且电流数量很小。 如果不设吸流变，单凭接触网和回流线之间的分布互 感，仅约10-20%牵引电流经回流线流回。
自耦变压器供电方式(AT) 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BT供电方式。 但当高速、大功率机车在这种电路中通过吸 流变压器分段时，在受电弓上会产生强烈电弧， 为了克服此缺点，后来发展了一种新的牵引网供 电方式—自耦变压器供电方式。
(完整版)牵引供电方式
一、接触网对机车的供电方式（1）直接供电方式牵引网结构最简，投资最小，但钢轨电位较高，对通信线的干扰感应最大，主要适用于通信线路（主要是明线）较少或很易将受扰通信线迁改径路的场合。
基本型直接供电方式在法国、英国、原苏联都广泛应用。
（2）带回流线的直接供电方式带回流线的直接供电方式简称DN供电方式：在钢轨上并联架空回流线（又称为负馈线）。
增加回流线后，原来流经轨道、大地的回流，一部分改由架空回流线流回牵引变电所，其方向与接触网中馈线电流方向相反，架空回流线与接触网距离较近，因此相当于对邻近通信线路增加了屏蔽效果；另外，钢轨电位大为降低，对通信线的干扰得到较好抑制。
还能降低牵引网阻抗，使供电臂延长30%以上。
（3）BT供电方式在牵引供电系统中加装吸流变压器-回流线装置的供电方式，称为吸流变压器供电方式，简称BT（Booster Transformer）供电方式。
它是在牵引网中，每相距1.5-4km，设置一台变比为1：1的吸流变压器，其一次线圈串接入接触网，二次线圈串接在回流线中，（即吸流变压器-回流线方式，简称吸-回方式），或串接在轨道中（即吸流变压器-轨道方式，简称吸-轨方式）。
吸轨方式需要自吸流变压器处作绝缘轨缝，将轨道进行绝缘分段，依靠吸流变压器的作用，使绝大部分回归电流流经由轨道和吸流变压器二次线圈流回牵引变电所。
与吸--回方式相比，吸轨方式造价要低得多，对接触网的运行维护也比较有利，对于地形比较困难，或穿越长大隧道的的电气化区段是有意义的。
但是，对邻近线路的防护效果要差一些。
而且，在绝缘轨缝两侧的轨端之间可能出现数百伏的电压，对线路维修人员的安全是个威胁，为了解决这个矛盾，可在吸流变压器出做两个绝缘轨缝，以加长带有不同电位的两段钢轨之间的距离，此外，当列车通过绝缘轨缝的整段时间内，吸流变压器由于副边线路被短路而失去作用。
吸--回方式比吸--轨方式抑制通信干扰的效果好。
我国采用的BT方式均为吸-回方式，日本东海道新干线也如此，而英国、法国、瑞典两种方式都有应用，挪威只用BT-钢轨方式。
牵引供电的供电方式
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。
牵引供电方式识别与应用—接触网供电方式(高铁牵引供电系统)
供电臂
牵引变电所
输电线
钢轨
机车 供电臂1 供电臂2
牵引变电所是沿着电气化铁 路线路分布，每个变电所有 一定的供电范围。通常把一 个变电所至其所供电的末端 称为一个供电臂。一个供电 臂的长度对应于线路的区间 数约为2-5个区间。
单线双边供电方式
牵引变当相邻两牵引变电所之间的两段接触网通过分 区所的联络开关连通时，则电力机车将从两个变电所 同时获得供电，这种供电方式称单线双边供电。
双边供电方式的优缺点
优点
缺点
列车可从两个牵引变电所取流，每条 馈电线的电流相对减小，从而可减小 牵引网中的电压损失和电能损失，有 利于改善供电臂的电压水平，降低铁 路的运营成本，且牵引变压器和接触 网悬挂的负荷较均匀。
牵引变电所与分区所的保护相应都要 复杂一些。同时，当两牵引变电所的 电压有差异时，还可能出现不平衡电 流，从而产生附加的电能损失等。
AT供电方式的特点 三大优点
(1) 供电电压提高一倍。 相同牵引负荷条件下， 接触悬挂和正馈线中的 电流大致可减少一半。
(2) 供电能力强。牵引网 单位阻抗低，大大减小 电压损失和电能损失。
(3)AT所处的接触悬挂无 电分段，电力机车通过 AT所时，受电弓上不会 产生强烈电弧，能满足 重载、高速列车运输的 需要。
BT供电方式的缺点
为何现在不采用BT供电方式了？
BT供电方式的缺点
①牵引网阻抗增大
②电压损失增大
由于每台吸流变压器是串联在 接触网回路中， 相当于串联了 一个较大阻抗。
与直接供电方式相比较，BT供 电方式的牵引网单位阻抗增大 约51％。
在相同负载电流条件下，BT供 电方式的牵引网电压损失相应 地增大约51 %。因此严重恶化 了供电臂的电压水平。
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”。
不同供电方式下牵引网保护配置及整定计算—牵引供电方式(铁路牵引供电系统继电保护)
全并联AT供电方式
全并联AT供电方式
全并联AT供电方式是在复线AT供电方式的基础上，通过 AT 所、 分区所的母线和断路器，将上下行牵引网并联连接的供电方式。上 下行牵引网虽然都有各自的断路器，但在正常情况下均为一用一备 运行方式，即上下行牵引网共用一台断路器。
全并联AT供电方式
图3.8 全并联AT供电方式示意图
带回流线的直接供电方式
1
2 6
T 5 3 4
R
图3.5 带回流线的直接供电方式示意图 1—牵引变电所；2—接触网；
3—电力机车；4—吸上线；5—回流线；6—钢轨
带回流线的直接供电方式
带回流线的直接供电方式的特点
1 减少流入大地的电流，减轻对通讯的干扰危害。 2 降低钢轨电位，减小馈电回路的阻抗。
3 馈电回路和设备简单、投资省、运营维护方便。
AT供电方式
AT供电方式
AT（Auto Transformer 自耦变压器）供电方式，即225kV供 电方式，是指AT变压器跨接于接触网（T线，Touch）和正馈导线 （F线，Feeder）之间，其中点与钢轨及沿接触网线路同杆架设的保 护线（PW线，Protecting Wire）相连的一种供电方式。
直接供电方式
直接供电方式
直接供电方式（TR供电方式），是在牵引网中不加特殊防护措 施的一种供电方式。电气化铁路最早大都采用这种供电方式，它一 根馈线接在接触网（Touch）上，另一根馈线接在钢轨（Rail）上。
直接供电方式
1
2 T
3 4
R
图3.1 直接供电方式示意图 1-牵引变电所 2-接触网 3-机车 4-钢轨
上行 下行
直接供电方式
直接供电方式的特点
牵引供电发展及方式
牵引供电发展及方式牵引供电是指为铁路、地铁、有轨电车等交通运输工具提供电力的供电系统。
随着交通运输工具的发展和运营规模的扩大，牵引供电系统也得到了极大的发展，并通过不同的方式来实现电力的供应。
首先，牵引供电可以通过接触网系统实现。
接触网系统是一种常见的牵引供电方式，通过在线路上架设接触网，将交流电输送至运输工具的牵引装置上。
这种方式具有供电可靠、能效高、电力传输距离长等优势，已广泛应用于铁路、地铁等牵引供电系统中。
例如，中国的高铁系统就大量采用了接触网供电方式，通过电力传输来提供列车的牵引力。
其次，牵引供电也可以通过第三轨供电方式来实现。
第三轨供电是一种将电力输送至运输工具的导电轨道上的方式。
这种方式主要用于有轨电车等短程交通运输工具中，较接触网系统供电方式成本更低，维护更方便。
但相对于接触网系统，第三轨供电方式限制了运输工具的线路选择，且安全隐患较高，需要更加严格的隔离措施来防止触电事故的发生。
此外，现代牵引供电系统还开始引入了新的技术和方式。
例如，无线牵引供电系统是一种近年来的创新型供电方式，通过在线路上布设电磁场，使运输工具在电磁场范围内实现无接触供电。
这种方式减少了设施的维护成本，提高了系统的可靠性，同时也解决了接触网和第三轨供电方式的一些问题。
尽管无线牵引供电技术仍处于发展阶段，但已经在一些轻轨等交通运输系统中得到试用。
在牵引供电发展过程中，还需要考虑可再生能源的利用。
随着全球对可持续发展的重视，电动交通工具也在不断推广和普及，这就为牵引供电系统提供了新的机遇。
通过将可再生能源如太阳能、风能等纳入牵引供电系统中，既可以降低能源消耗，减少对传统燃煤发电等非可再生能源的依赖，也可以减少对环境的负面影响。
已有国家和地区在一些交通运输线路上试点可再生能源供电，展示了可再生能源在牵引供电中的巨大潜力。
总之，牵引供电的发展路线多种多样，并在实际应用中不断创新。
借助接触网、第三轨、无线供电等方式，可以为交通运输工具提供可靠的电力供应。
牵引供电系统外部电源与供电方式
要求电力系统提供稳定、可靠、高质量的电能，以满足牵引负荷的需求。
牵引供电系统供电方式
单相交流供电
通过单相交流输电线路将电能传输至 牵引变电所，再经整流后供给牵引负 荷。
三相交流供电
通过三相交流输电线路将电能传输至 牵引变电所，再经变压器和整流后供 给牵引负荷。
02
牵引供电系统外部电源
外部电源的种类与特点
分散接入
牵引供电设备分散接入沿 线的变电所，可减小主变 电所的负担，但管理和维 护难度增加。
混合接入
结合集中接入和分散接入， 根据线路长度和设备数量 进行合理配置，提高供电 效率和稳定性。
外部电源的供电质量与稳定性
电压波动与闪变
由于电网负荷变化等原因，可 能导致电压波动和闪变，影响
牵引供电系统的稳定运行。
频率偏差
电网频率偏差可能影响牵引供 电系统的正常运行，需要进行 频率调节。
谐波与电压暂降
牵引供电系统产生的大量谐波 电流可能对电网造成污染，电 压暂降可能导致设备停运或误 动作。
外部电源故障
如电网故障、雷击等可能导致 牵引供电系统失电或运行异常 ，需配置备用电源和保护装置
。
03
牵引供电系统供电方式
可再生能源的应用前景
可再生能源
利用可再生资源进行发电，如太 阳能、风能、水能等，具有环保、 可持续的优点。
发展趋势
随着环保意识的提高和技术的进 步，可再生能源在牵引供电系统 中的应用将越来越广泛。
挑战与机遇
可再生能源的稳定性、储能技术 以及并网技术是需要克服的难题， 同时也带来了新的发展机遇和经 济效益。
直接供电方式
直接供电方式是一种简单的牵引供电 方式，通过牵引网直接向电力机车供 电。
牵引供电的供电方式
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。
牵引供电方式识别与应用—牵引变电所外部供电方式(高铁牵引供电系统)
桥接方式
• 当电力系统的功率需要穿越牵引变电所时，采用此种引入线方式：
穿越功率
外桥
1QF、 2QF外侧
进线断路器
桥接方式
非桥：跨条母线
1QF，2QF进线断路器
内桥
位于1QF、2QF进 线断路器内侧
3QF：桥断路器，通过穿越功率
项目一 牵引供电方式识别与应用
04
牵引变电所供电方式
知识点4：散射供电方式
• 采用何种引入线方式，需要从技术、经济、运行、外部供电 方式以及主变压器的接线方式等因素综合比较后才能确定。
引入线方式概述
• 目前我国牵引变电所的引入线方式主要有以下3种：
单母线分段方式
• 当牵引变电所除了两回电源引入线外，还需要有电源引出线时，通常 采用此种引入线方式。
• 母线分段断路器既能经常通过穿越功率，又可在必要时将母线分成两 段，以提高供电的可靠性和灵活性。
43
高压变电站1
双边供电方式1
高压变电站2
I
Ⅱ
牵引变电所1ห้องสมุดไป่ตู้
牵引变电所1的Ⅰ回电源均由两个不同 的变电站供电，Ⅱ回电源也是由两个不 同的变电站供电，故该牵引变电所两路 电源都是双边供电!
44
高压变电站1
双边供电方式2
高压变电站2
I
Ⅱ
牵引变电所1
牵引变电所1的Ⅰ回电源均由两个不同 的变电站供电，为双边供电；Ⅱ回电源 只是由一个变电站供电，为单边供电!
项目一 牵引供电方式识别与应用
04
牵引变电所供电方式
知识点1：单边供电方式
外部电源供电方式
【外部供电方式】
• 外部供电方式又称一次供电方式，是指电力网与牵引变电 所之间的联结方式。
2015年建筑电气知识：牵引供电的供电方式[工程类精品文档]
![2015年建筑电气知识：牵引供电的供电方式[工程类精品文档]](https://img.taocdn.com/s3/m/e1289f337375a417866f8f39.png)
2015年建筑电气知识：牵引供电的供电方式[工程类精品文档]本文内容极具参考价值,如若有用,请打赏支持,谢谢!交流电力牵引供电系统因牵引网对抑制通信干扰采取的技术措施不同而采用不同的供电方式。
牵引供电系统的供电方式主要包括直接供电方式、带回流线的供电方式、带吸流变压器（BT）的供电方式，以及自耦变压器（AT）供电方式、同轴电力电缆的供电方式。
牵引网的供电方式则包括单边供电、上下行并联供电和双边供电方式。
直接供电方式是在牵引网中不增加特殊防护措施的一种供电方式，这种供电方式结构简单，投资省，牵引网阻损较小，能耗也较低。
但其对通信线路干扰大，一般采用在铁路沿线通信线路已采用地下屏蔽电缆的区段。
BT供电方式是在牵引网中架设有吸流电压器回流线装置的一种供电方式。
与直接供电方式相比，是在系统中增加了吸流变压器设备。
牵引回流由特设的回流线流回牵引变电所，由于接触网与回流线中流过的电流大致相等，方向相反，一次对邻近的通信线路的电磁感应绝大部分被抵消，从而降低了对通信线路的干扰。
这种供电方式由于在牵引网中串联了吸流变压器，牵引网的阻抗比直接供电方式约大50%，能耗也较大。
DN供电方式是在接触网支柱上架有一条与钢轨并联的回流线，这种供电方式取消了吸流变压器，保留了回流线。
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的由回流线流回牵引变电所。
因为能部分抵消接触网对临近通信线路的干扰，但其防干扰效果不如BT供电方式。
这种供电方式可能在对通信线路防干扰要求不高的区段采用。
由于取消了吸流变压器，只保留了回流线，因此牵引网阻抗比直接供电方式低一些，造价也比BT供电方式低。
目前，这种供电方式在我国电气化铁路上得到了广泛的应用。
AT既能有效地减轻牵引网对通信的干扰，又能适应高速、大功率电力机车运行，故近年来，在我国得到了迅速发展。
这种供电方式是每隔10km左右在接触网与正馈线之间并联接入一台自耦变压器，绕组的中点与钢轨相接。
牵引供电-供电方式
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; 。
• •
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
•
•
U1
•
I
•
IT 1
•
IT 2
U2
I2
′ U1
•
•
IF
′ U2
•
•
I2
I1
x
D
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
(完整版)牵引变电所接线方式
1WL 2WL 1WL 2WL 9QS 10QS1QS 2QS 1QS 2QS 1QF 2QF 5QS 3QF 6QS3QS 4QS 3QS 5QS 4QS7QS 3QF 6QS 8QST-1 T-2 T-1 T-21QF 2QF (a ) (b ) 图2-2 桥式接线 (a) 内桥带外跨条接线 ；(b ) 外桥接线 两回 进线（电源引入线）分别经断路器接入两台主变压器，若在两条电源引入线之间用带断路器的横向母线（汇流母线）将它们连接起来，即构成桥式接线。
带断路器的横向母线通常称为连接桥。
当桥式接线的两回电源引入线接入电力系统的环形电网中时，断路器经常处于闭合状态以便系统功率穿越。
根据连接桥的所在的位置不同，桥式接线又分为外桥式接线和内桥式接线。
（1）内桥带外跨条接线如图2-2(a)所示，连接桥若设置在靠变压器侧，则构成了内桥式接线。
为了提高内桥接线的供电的可靠性和运行的灵活性，一般在进线断路器外侧再设置一条带隔离开关的横向母线（称为外跨条）。
内桥带外跨条接线在两条电源进线回路上均有断路器，任一电源线路故障不影响向牵引变电所的供电。
主接线正常运行时，如电源1WL 供电，2WL 备用；主变压器T-1运行，T-2备用。
此时，除隔离开关9QS 、10QS 、8QS 断开，其他开关均闭合，使系统功率从桥断路器通过，如图2-2(a)中的箭头所指的方向所示。
电源1WL 经1QS 、1QF 、3QS 、7QS 将电能传递给T-1，另一回电路冷备用。
电源1WL 经1QS 、1QF 、3QS 、5QS 、3QF 、6QF 、4QS 、2QF 、2QS 将电能传递给周边变电所，完成系统功率穿越。
内桥带外跨条式主接线在两条电源进线上均设有断路器，如断路器1QF 、2QF 。
若电源1WL 故障，需要退出检修时，反映该故障的继电器保护装置动作，断路器1QF 断开，电源1WL 退出运行，同时，电源2WL 测的电源断开点自动闭合，2WL 投入运行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
接触网对机车的供电方式
（1）直接供电方式
牵引网结构最简，投资最小，但钢轨电位较高，对通信线的干扰感应最大, 主要适用于通信线路（主要是明线）较少或很易将受扰通信线迁改径路的场合。
基本型直接供电方式在法国、英国、原苏联都广泛应用。
牽引变电所 K
（2）带回流线的直接供电方式
带回流线的直接供电方式简称 DN 供电方式：在钢轨上并联架空回流线（又 称为负馈线）。
增加回流线后，原来流经轨道、大地的回流，一部分改由架空回流线流回牵 引变电所，其方向与接触网中馈线电流方向相反，架空回流线与接触网距离较近， 因此相当于对邻近通信线路增加了屏蔽效果； 另外，钢轨电位大为降低，对通信
线的干扰得到较好抑制。
还能降低牵引网阻抗，使供电臂延长
30%以上。
牵引变电所 Z\l
（3） BT 供电方式
在牵引供电系统中加装吸流变压器-回流线装置的供电方式，称为吸流变压 器供电方式，简称BT （Booster Transforme ）供电方式。
它是在牵引网中，每相 距1.5-4km ,设置一台变比为1： 1的吸流变压器，其一次线圈串接入接触网， 二次线圈串接在回流线中，（即吸流变压器-回流线方式，简称吸-回方式），或串
吸流变压器-轨道方
方
式）。
吸轨方式需要自吸流变压器处作绝缘轨缝，将轨道进行绝缘分段，依靠吸流变压器的作用，使绝大部分回归电流流经由轨道和吸流变压器二次线圈流回牵引变电所。
与吸--回方式相比，吸轨方式造价要低得多，对接触网的运行维护也比较有利，对于地形比较困难，或穿越长大隧道的的电气化区段是有意义的。
但是, 对邻近线路的防护效果要差一些。
而且，在绝缘轨缝两侧的轨端之间可能出现数百伏的电压，对线路维修人员的安全是个威胁，为了解决这个矛盾，可在吸流变压器出做两个绝缘轨缝，以加长带有不同电位的两段钢轨之间的距离，此外，当列车通过绝缘轨缝的整段时间内，吸流变压器由于副边线路被短路而失去作用。
吸--回方式比吸--轨方式抑制通信干扰的效果好。
我国采用的BT方式均为
吸-回方式，日本东海道新干线也如此，而英国、法国、瑞典两种方式都有应用，挪威只用BT-钢轨方式。
吸流变压器采用变比为1:1的特殊变压器，其特点是要求励磁电流小。
吸流变压器的原边串接在接触网上，次边串接在回流线中。
间隔约 1.5-4km设置
一台吸流变压器，在两个吸流变压器中间，把轨道和回流线连接起来，这个连接成为吸上线。
它是机车电流返回回流线的通路。
吸流变压器工作时，使接触网和回流线间集中的加强了互感耦合，设吸流变压器的原边电流为11，匝数为w1,
负边电流为12，匝数为w2，根据变压器的原理，11 w1= 12 w2，而w仁w2，所以，11= I2 ,11和I2的差别是11种含有吸流变压器的励磁电流，励磁电流流经轨道和大地，但数值很小。
吸--回方式能迫使由轨道回路和大地返回牵引变电所的机车牵引电流的绝大部分经由回流线路流回牵引变电所，而不经由轨道和大地。
从而把本来距离很大的接触网一轨道大地回路，改变为距离相对很小的接触网一回流线线路。
而且, 回流线中流回的电流与接触网内流过的牵引电流大小基本相等，方向相反，它们
形成的电磁场相互抵消，这样就达到了牵引供电回路比较对称的目的，显著的消弱了接触网和回流线周围空间的交变磁场，使牵引电流在邻近的通信线路中的电磁感应影响大大的减小。
吸回才式简单原理图
BT 方式牵引网结构复杂，造价较高，由于吸流变压器串入接触网，使得牵引网阻抗变大，供电臂长度将减小；因存在BT 分段（火花间隙），不利于高速、重载等大电流运行；但BT 方式的钢轨电位低，抑制通信干扰的效果很好。
（4）AT 供电方式
AT 供电方式又称为自耦变压器供电方式。
自耦变压器（Auto-Transformer）
是一种电力变压器，它并接与接触网、钢轨和正馈线之中。
这种方式由接触网、钢轨、正馈线和自耦变压器组成供电回路，并在接触网和正馈线之间每隔10-15 公里并入一台自耦变压器，其中心抽头与钢轨连接，正馈线与接触悬挂同杆架设，架设于接触网支柱的田野侧。
在AT 牵引变电所中，牵引变压器将110 千伏三相电降压成
单相55 千伏，则钢轨与接触网间的电压正好是自耦变压器两端的电压的一半即
27.5 千伏。
AT线圈两端分别接到接触网（T）和正馈线（AF）上，其中点抽头与钢轨（R）相接，AF 与T 架设在同一支柱上。
牵引变压器的次边以55kV ，在供电臂上并接
AT。
AT两半线圈匝数n1 = n2,即原、次边变比为2: 1，使供给接触网上的电压仍按27．5kV 馈出。
设机车取流为I，则AT原边电流为I/2,即牵引变压器次边为机车取流的一半。
由于接在T 与R 间和AF 与R 间的AT 两半线圈是电压相等的，在理想情况下，T与AF中流过的电流大小相等，方向相反，正馈线如同BT方式中的回
流线作用一样，因此可以对通信明线的影响进行有效地防护。
AT 方式与BT 方式相比，在机车取流相同情况下，从变电所至最靠近机车的AT 间，接触网与正馈线上电流只有机车电流的一半，对通信明线干扰将大大减弱。
另外，在机车取流的两个AT间的区段内，机车电流总是由左右两侧接触网双边供给，方向相反，对通信明线的干扰互相抵消，因此具有更好的防护效果。
应当指出，实际上AT 供电回路中的电流分布是非常复杂的。
电力机车在任意一个AT区间取流时，除相邻的两个AT供给电流外，供电臂上其它的AT也要向该机车供给部分电流。
机车电流通过该供电臂中所有AT 的正馈线和钢轨之间的线圈与钢轨——大地形成的链形电路返回变电所，这种电流分布用一般的方法来计算将十分困难，通常都采用电子计算机计算。
实际的AT供电方式往往还增加一根接地保护线PW。
在AT处，保护线与接触悬挂金属支座或双重绝缘子中部相连，并与钢轨连接，在自动闭塞区段则与轨道电路中的信号扼流线圈中点相连。
保护线电位一般在500V 以下，正常情况下不流过牵引电流。
当绝缘子发生闪络时，短路电流可通过保护线作回路而不经信号轨道电路．提高了信号电路工作的可靠性。
保护线又是随接触网支柱架空悬挂的，相当于架空地线，对接触网起屏蔽作用，减小对架空通信线的干扰，同时也起到避雷线的作用，通过放电器G入地。
在钢轨对地泄漏电阻和机车取流较大的情况下，为降低钢轨电位，还可在AT区段中部加横向连接线CPW，将钢轨与保护线并接。
AT并联于牵引网中，克服了BT串入网中BT分段的缺陷，使供电电压成倍提高，牵引网阻抗小，供电距离长（改为直接供电方式的170%-200%），网上压损和能损都小，是一种适于高速、重载等大电流牵引的供电方式。
至引变电所
（5）CC供电方式
同轴电缆内外导体间的互感系数很大，吸流效果和抑制通信干扰的效果均好于BT和AT供电方式。
CC供电牵引网阻抗和供电距离与AT方式相近，钢轨电位较低，接触网结构较简单，对净空要求低，宜于重载、高速等大电流运行。
但同轴电缆的造价太高，限制了它的广泛应用，一般只在铁路城市、桥隧的低净空地段等特殊场合采用。
日本已在局部电气化区段使用，我国还在研究和试验。
牵引变电所。