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”。此外,吸流变压器得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得维修工作量与事故率。当高速大功率机车通过,该电分段时产生很大电弧,极易烧损机车受电弓与接触线、且BＴ供电方式得牵引网阻抗较大,造成较大得电压与电能损失,故已很小采用、

三、ＡＴ供电方式

随着铁路电气化技术得发展,高速、大功率电力机车得投入运行,吸—回装置供电方式已不能适应需要。各国开始采用ＡT供电方式。所谓AT供电方式就就是在牵引供电系统中并联自耦变压器得供电方式。实践证明,这种供电方式就是一种既能有效地减弱接触网对邻近通信线得感应影响,又能适应高速、大功率电力机车运行得一种比较先进得供电方式。

AT供电方式得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AF、电力机车EＬ等、牵引变电所作为电源向牵引网输送得电压为25kＶ。而接触悬挂与轨道之间得电压仍为２5kV,正馈线与轨道之间得电压也就是２５ｋV。自耦变压器就是并联在接触悬挂与正馈线之间得,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)得自耦变压器将整个供电区段分成若干个小得区段,叫做AT区段。从而形成了一个多网孔得复杂供电网络、接触悬挂就是去路,正馈线就是回路。接触悬挂上得电流与正馈线上得电流大小相等,方向相反,因此其电磁感应影响可互相抵消,故对邻近得通信线有很好得防护作用、

ＡT供电方式与ＢT供电方式相比具有以下优点:

1、AＴ供电方式供电电压高、AT供电方式无需提高牵引网得绝缘水平即可将牵引网得电压提高一倍。BＴ供电方式牵引变电所得输出电压为27。5kV,而AＴ供电方式牵引变电所得输出电压为5５kV,线路电流为负载电流得一半,所以线路上得电压损失与电能损失大大减小、

2、AT供电方式防护效果好。AＴ供电方式,接触悬挂上得电流与正馈线上得电流大小相等,方向相反,其电磁感应相互抵消,所以防护效果好。并且,由于AＴ供电得自耦变压器就是并联在接触悬挂与正馈线间得,不象BT供电得吸流变压器,串联在接触悬挂与回流线之间,因此没有因励磁电流得存在而使原副边绕组电流不等,以及在短路时吸流变压器铁芯饱与导致防护效果很差等问题。另外也不存在“半段效应”问题、

３、AＴ供电方式能适应高速大功率电力机车运行。因ＡＴ供电方式得供电电压高、线路电流小、阻抗小(仅为BT供电方式得1/４左右)、输出

功率大,使接触网有较好得电压水平,能适应高速大功率电力机车运行得要求。另外,ＡT供电也不象BT供电那样,在吸流变压器处对接触网进行电分段,当高速大功率电力机车通过时产生电弧,烧坏机车受电弓滑板与接触线,对机车得高速运行与接触网与接触网得运营维修极为不利。

4、AT供电牵引变电所间距大、数量少。由于AT供电方式得输送电压高、线路电流小、电压损失与电能损失都小,输送功率大,所以牵引变电所得距离加大为80～１20kｍ,而ＢT供电方式牵引变电所得间距为3０~60ｋｍ,因此牵引变电所得距离大大减少,同时运营管理人员也相应减少,那么,建设投资与运营管理费用都会减少。

四、同轴电缆供电方式

同轴电力电缆供电方式(简称ＣＣ供电方式),就是一种新型得供电方式,它得同轴电力电缆沿铁路线路埋设,内部芯线作为供电线与接触网连接,外部导体作为回流线与钢轨连接。每隔5~1０km作一个分段。

由于供电线与回流线在同一电缆中,间隔很小,而且同轴布置,使互感系数增大、由于同轴电力电缆得阻抗比接触网与钢轨得阻抗小得多,因此牵引电流与回流几乎全部经由同轴电力电缆中流过。同时由于电缆芯线与外层导体电流大小相等,方向相反,二者形成得磁场相互抵消,对邻近得通信线路几乎无干扰。由于电路阻抗小,因而供电距离长。但由于同轴电力电缆造价高、投资大,很少采用。

五、直供加回流线供电方式

直供加回流线供电方式结构比较简单。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