电气化铁道供电原理

电气化铁道供电原理
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，而是从电力系 统取得电能。目前我国一般由110kV 及以上的高压电力系统向牵引变 电所供电。
供电系统示意图
发电厂
～
馈电线
区域变电所
分区亭
接触线
回流线
钢轨
电力机车
供电系统示意图

供电方式
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、同轴电缆和直 供加回流线供电方式等五种，京 沪、沪杭、浙赣都是采用的直供 加回流线方式。
须安装电分段，这样就增加了接触网的维修工作量
和事故率。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和接触线。且BT
供电方式的牵引网阻抗较大，造成较大的电压和电
能损失，故已很少采用。
BT供电方式⑷
NF线
接触导线
∽ 钢轨
升压线
BT供电方式原理图
BT区间
随着铁路电气化技术的发展
AT ，高速、大功率电力机车的投入运
BT供电方式⑵
BT供电的电路是由牵引变电所、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；吸流变压器的原边串接在接触
网中，副边串接在回流线中。吸流变压器是变比为1
：1的特殊变压器。它使流过原、副边线圈的电流相
等，即接触网上的电流和回流线上的电流相等。因
直接供电方式
直接供电方式(T—R供电)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
牵引变电所的供电方式，供电原理如
下页图示。这种供电方式的电路构成
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
接触网在空中产生的强大磁场得不到
平衡，对邻近的广播、通信干扰较大
车受电弓滑板和接触线，对机车的高速运行
和接触网和接触网的运营维修极为不利。
AT供电方式的优点⑷
AT供电牵引变电所间距大、数量 少。由于AT供电方式的输送电压高、 线路电流小、电压损失和电能损失都 小，输送功率大，所以牵引变电所的 距离加大为80～120km，而BT供电方式 牵引变电所的间距为30～60km，因此 牵引变电所的距离大大减少，同时运 营管理人员也相应减少，那么，建设 投资和运营管理费用都会减少。
，所以一般不采用。
直接供电方式供电原理图
牵引变电所
分区亭
馈电线
电力机车
接触网
回流线
钢轨
单线区段牵引供电原理图
牵引变电所
分区亭
复线区段牵引供电原理图
上行接触网 下行接触网
BT供电方式⑴
BT供电方式就是在牵引供电 系统中加装吸流变压器(约3～4km 安装一台)和回流线的供电方式。 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，这样大大减轻了接触网对邻近 通信线路的干扰。
AT供电方式的优点⑵
AT供电方式防护效果好。AT供电方式 ，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。并且，由于AT供电的 自耦变压器是并联在接触悬挂和正馈线间 的，不象BT供电的吸流变压器，串联在接 触悬挂和回流线之间，因此没有因励磁电 流的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和导致防护效 果很差等问题。另外也不存在“半段效应 ”问题。
AT供电方式的优点⑶
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
路电流小、阻抗小(仅为BT供电方式的1/4
左右)、输出功率大，使接触网有较好的电
压水平，能适应高速大功率电力机车运行的
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
AT 供 电 方 式 ⑵
AT供电方式⑶
2U ∽
CPW
AT供电方式原理图
接触导线
钢轨
正馈线 PW
AT供电方式的优点⑴
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倍。BT供电方 式牵引变电所的输出电压为27.5kV，而 AT供电方式牵引变电所的输出电压为 55kV，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。
电气化铁道供电原理
2020年4月23日星期四
目录
电气化铁道的供电原理……………..3 供电系统……………………………..4 供电方式……………………………..5 直接供电方式………………………..6 BT供电方式………………………….8 AT供电方式………………………..12 同轴电缆供电方式…………………19 直供加回流线供电方式……………22 变电所向接触网供电方式…………24
线的电流总小于接触网上的电流，因此不能完全抵
消接触网对通信线路的电磁感应影响。另外，当机
车位于吸流变压器附近时回流还是从轨道中流过一
段距离，至吸上线处才流向回流线，则该段回流线
上的电流会小于接触网上的电流，这种情况称为“
半段效应”。此外，吸流变压器的原边线圈串接在
接触网中，所以在每个吸流变压器安装处接触网必
供 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
电 式。所谓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 方式。实践证明，这种供电方式是 一种既能有效地减弱接触网对邻近
式 通信线的感应影响，又能适应高速 ⑴ 、大功率电力机车运行的一种比较
先进的供电方式。
AT供电方式的电路包括牵引变电所、 接触悬挂、轨道、自耦变压器、正馈线、 电力机车等。牵引变电所向牵引网输送的 电压为25kV。接触悬挂与轨道之间的电压 仍为25kV，正馈线与轨道之间的电压也是 25kV。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(10～16km)的自耦变 压器将整个供电区段分成若干个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互相抵 消，故对邻近的通信线有很好的防护作用 。
此可以说是吸流变压器把经钢轨、大地回路返回变
电所的电流吸引到回流线上，经回流线返回牵引变
电所。这样，回流线上的电流与接触网上的电流大
小基本相等，方向却相反，故能抵消接触网产生的
电磁场，从而起到防干扰作用。
BT供电方式⑶
以上是从理论上分析的理想情况，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