高速铁路牵引供电系统概论

1.6.3 平衡变压器类
Scott接线变压器 星形－延边三角形接线变压器 星形—曲折延边三角形接线变压器 Le Blanc 接线变压器（我国台湾用） 变形Woodbridge接线变压器（日本新干线用）
三相变两相平衡变压器的共性： 在一次侧施加三相对称电压时，只要二次侧
两端口的负荷相等（幅值和功率因数均相等），则 二次侧两相端口电压保持幅值相等、相位相差90°， 一次侧三相电流对称。
Sitras® 8DA11 / 8DA12开关柜剖面图
1.6 牵引变压器
1.6.1单相变压器类
纯单相I /i接线 单相V/v接线 三相V/v 接线 二次侧中抽式单相接线（专用于AT系统） V/x接线（专用于AT系统）
纯单相接线
A a
b B
单相V/v接线
A
BC
a
b
c
A
C
B
A1
X1 A2
X2
a1
高速铁路牵引供电系统概论
一、牵引供电方式和牵引变电所 1.1 牵引供电系统结构
电力系统
YNd11接线 单相Ii接线 单相Vv接线 YN 接线 YN 接线 Scott接线 YNd11d1接线
牵引变电所
直接供电方式 带回流线的直接供电方式 吸流变压器(BT)供电方式 自耦变压器(AT)供电方式
接触网
牵引网
多路馈线，用以实现对站场各股道群的分别供电控制。 （1）进线和馈线都经过断路器，可灵活地对各分区 接触网停、供电 （2）在断路器上可实现短路故障保护，从而缩小事故 停电范围 （3）对AT牵引网，往往同ATP合建，增强对供电臂供电
的灵活性
自耦变压器（AT）所（AT Post, ATP） AT供电系统，除变电所、分区所和开闭所外，
1.4 牵引网（Traction Network）
由馈电线、接触网、轨道、回流线等设施构成的输电网络 馈电线
连接牵引变电所和接触网的导线 接触网
沿线路露天敷设，通过和受电弓的滑动接触，把电能 输送给电力机车的供电设施。由接触线、承力索以及支持、 悬挂和定位器等装置组成。 轨道
牵引电流的回流导线；支撑与导向；信号专业轨道电路 其它设备
A
IA
Δ
B
C
IB
IC
O
*
1
·
I
a(y) Iby
* b(z)
U
Δ
2
Icz
Iax ·
c(x)
I U
YNd11接线变压器
B
1 O
A
C
b1
2 a1
N
c1 a2
b2 3
c2
Tβ β phase
Fβ
α phase
Tα
Fα
十字交叉接线变压器
特点：
变压器容量利用率为75.6％ 一次侧中性点可接地运行 二次侧能直接提供三相电源 负序方面优于纯单相接线，与V/v接线相当 滞后相电压水平往往偏低
BT
负馈线（回流线）
接触网
吸上线
Us
I
F T
钢轨
R
特点：防干扰效果好；牵引网阻抗偏大； 电力机车过BT时，易产生电弧； 由于是串联系统，可靠性较低。
1.2.4 自耦变压器供电方式（ຫໍສະໝຸດ BaiduT方式）
200A 200A
300A 100A
Us 200A
100A 400A
100A
200A 200A
200A 100A
负馈线（回流线），吸上线，BT，AT，正馈线， 保护线，地线，供电线
1.5 牵引供电系统的其他设备：
分区所（Section Post, SP） 设于两变电所之间，把电气化铁道牵引网分成不同
供电区段，装有开关设备，根据运行需要可以连接同一供 电臂的上、下行接触网，或连接相邻供电臂以实现越区供电。
开闭所（Sub-feeder Switching Post, SFSP） 实际上是开关站，多设于铁路枢纽，一般两路进线、
钢轨
牵引供电 系统结构
1.2 供电方式： 1.2.1 直接供电方式
T
R
特点：结构简单，投资少，维护费用低； 一部分电流从大地回流，对邻近通信线干扰大。
1.2.2 带回流线的直接供电方式
F T
Us
I
R
特点：防干扰效果不如BT供电方式； 牵引网阻抗较小； 目前应用比较广泛。
1.2.3 吸流变压器供电方式（BT方式）
x1 a2
x2
三相V/v接线
A T +
N U
F－
B
单相中抽式（AT专用）
A
BC
V/x接线（AT专用）
特点：
接线简单 变压器容量利用率为100％ 二次侧不能直接提供三相电源 对于纯单相接线，理论上可取消变电所出口的电分相； 存在负序问题，仅适用于电网容量较大场合
1.6.2 三相变压器类
YNd11接线变压器 三相不等容YNd11接线变压器 十字交叉接线变压器
在牵引网上放置自耦变压器的场所。
220KV牵引变电所 主接线图
京津城际 AT所电气 主接线图
京津城际变电所用27.5KVGIS组合开关8DA12电气接线图
京津城际AT所用27.5KVGIS组合开关8DA12电气接线图
Sitras® 8DA11 / 8DA12组合开关柜
Sitras® 8DA11/ 8DA12 开关柜 机械参数
A
I a
+
U
Scott变压器
－
D
d
C
B
A
IA
Δ
B
C
IB
IC
IO O
*
1
·
d I
a(y)
*
Iby
* b(z) * I e
U
3Δ
2
Icz 4
Iax ·
U
c(x)
c
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U
I
+b
A
IA
Δ
B
C
IB
IC
O
*
1
g
I Δ
U
d
·
a(y)
*
Iby
Δ
2
* b(z)
Icz
Iax ·
c(x)
f I
*·
e
U
星形－延边平衡变压器
星形－曲折延边平衡变压器
A
C
I
+
U
－
B
I
－
U
+
Le Blanc 接线变压器
A
C
－ c
O
B a
I +
U
I
U
+
b
－ d
变形Woodbridge接线变压器
100A
100A
特点：防干扰效果与BT方式相当 牵引网阻抗小，输送容量大，供电臂长（可达40～50km） 结构复杂，投资大，维护费用高
适合于高速铁路
1.2.5 同轴电缆供电方式（CC方式）
T
Us R CC
特点：防干扰效果好，占用空间小； 牵引网阻抗小；投资大
1.3 牵引变电站（Traction SubStation， SS）
从公用电力系统（Public Electric Power Systems）接受电能， 通过变压器将电能从三相110kV或220kV变换成单相27.5kV （对AT系统为2×27.5kV），并向铁路上、下行两个方向的牵 引网供电。 变电所两侧的牵引网区段被称作供电臂。 变电所的主要设备
牵引变压器（有多种接线方式） 断路器（SF6、真空、少油、油断路器），隔离开关 避雷器、避雷针 电压互感器、电流互感器 控制、保护、测量、计量、监视和电源设备 无功补偿装置、调压装置