接觸網(wǎng)0-1牽引網(wǎng)供電方式

1、 直接供電方式直接供電方式1輸電線；輸電線；2牽引變電所；牽引變電所；3饋電線；饋電線；4接觸網(wǎng)；接觸網(wǎng)；5電力機(jī)車；電力機(jī)車；6鋼軌鋼軌 兩個(gè)牽引變電所之間將接觸網(wǎng)分成兩個(gè)供電分區(qū)（又稱供電臂）兩個(gè)牽引變電所之間將接觸網(wǎng)分成兩個(gè)供電分區(qū)（又稱供電臂） 吸流變壓器吸流變壓器回流線裝置回流線裝置BT 在牽引網(wǎng)中，每相距在牽引網(wǎng)中，每相距1.5km4km間隔，設(shè)置間隔，設(shè)置一臺(tái)變比為一臺(tái)變比為1:1的吸流變壓器的吸流變壓器。吸流變壓器設(shè)在分。吸流變壓器設(shè)在分段中央，段中央，其原邊串入接觸網(wǎng)其原邊串入接觸網(wǎng)，副邊串入沿鐵路架副邊串入沿鐵路架設(shè)的回流線設(shè)的回流線。回流線通常就懸掛在鐵路沿線的接?；亓骶€

2、通常就懸掛在鐵路沿線的接觸網(wǎng)支柱外側(cè)的橫擔(dān)上。觸網(wǎng)支柱外側(cè)的橫擔(dān)上。1牽引變電所；牽引變電所；2饋電線；饋電線；3接觸網(wǎng)；接觸網(wǎng)；4電力機(jī)車；電力機(jī)車；5鋼軌；鋼軌；6回流線；回流線；7吸流變壓器；吸流變壓器；8吸上線。吸上線。1接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)；2為為軌道軌道；3為為回流線回流線；4為為吸流變壓器吸流變壓器，變比，變比1:1，一次線圈，一次線圈串接串接入接觸網(wǎng)，入接觸網(wǎng)，二次線圈串接入回流；二次線圈串接入回流；5為為吸上線吸上線，一端接回流線，另一端與軌道或吸流變壓，一端接回流線，另一端與軌道或吸流變壓器線圈中點(diǎn)連接，以提供從電力機(jī)車到軌道的返回電流流器線圈中點(diǎn)連接，以提供從電力機(jī)車到軌道的返回

3、電流流到回流線中去的通路。到回流線中去的通路。121234551I2I 這種裝置的這種裝置的防護(hù)作用防護(hù)作用在于：把本來(lái)是尺寸很大的接觸在于：把本來(lái)是尺寸很大的接觸網(wǎng)網(wǎng)軌道大地回路改變成尺寸相對(duì)很小的接觸網(wǎng)軌道大地回路改變成尺寸相對(duì)很小的接觸網(wǎng)回流線回流線回路?；芈贰?當(dāng)牽引電流流經(jīng)吸流變壓器原邊時(shí)，副邊在回流線中當(dāng)牽引電流流經(jīng)吸流變壓器原邊時(shí)，副邊在回流線中產(chǎn)生很大的互感電勢(shì)。吸流變壓器的作用也就是在接觸網(wǎng)產(chǎn)生很大的互感電勢(shì)。吸流變壓器的作用也就是在接觸網(wǎng)和回流線之間集中地和回流線之間集中地加大互感加大互感。即：。即： 設(shè)吸流變壓器原邊電流為設(shè)吸流變壓器原邊電流為I1，匝數(shù)為，匝數(shù)為1 1；

4、副邊電流；副邊電流I I2 2，匝數(shù)為匝數(shù)為2 2。根據(jù)磁勢(shì)平衡關(guān)系：。根據(jù)磁勢(shì)平衡關(guān)系： I I2 2 2 2 I1 1 1又因?yàn)樽儽葹橛忠驗(yàn)樽儽葹?:11:1，則，則1 1=2 2，所以，所以 I I2 2II1 1 說(shuō)明：說(shuō)明：采用吸流變后，只有變壓器原邊的激磁電流仍采用吸流變后，只有變壓器原邊的激磁電流仍流經(jīng)軌道和大地，且電流數(shù)量很小。流經(jīng)軌道和大地，且電流數(shù)量很小。 如果不設(shè)吸流變，單憑接觸網(wǎng)和回流線之間的分布互如果不設(shè)吸流變，單憑接觸網(wǎng)和回流線之間的分布互感，僅約感，僅約10-20%10-20%牽引電流經(jīng)回流線流回牽引電流經(jīng)回流線流回。 同時(shí)回流線和接觸網(wǎng)中的電流基本上同時(shí)回流線和

5、接觸網(wǎng)中的電流基本上大小相等，方向大小相等，方向相反相反。兩者的交變磁場(chǎng)基本上可互相平衡。兩者的交變磁場(chǎng)基本上可互相平衡(抵消抵消)。顯著地。顯著地減弱了接觸網(wǎng)和回流線周圍空間的交變磁場(chǎng)，使?fàn)恳娏鳒p弱了接觸網(wǎng)和回流線周圍空間的交變磁場(chǎng)，使?fàn)恳娏髟卩徑耐ㄐ啪€路中的電磁感應(yīng)影響大大地減小。在鄰近的通信線路中的電磁感應(yīng)影響大大地減小。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1. 電力機(jī)車處于吸流變壓器附近時(shí)防護(hù)效果差。電力機(jī)車處于吸流變壓器附近時(shí)防護(hù)效果差。機(jī)車電流經(jīng)軌道與大地，然后經(jīng)回流線流回，接觸網(wǎng)在機(jī)車電流經(jīng)軌道與大地，然后經(jīng)回流線流回，接觸網(wǎng)在a、b段中沒(méi)有電流，而回流線中有電流，則在段中沒(méi)有電流，而回流線中有

6、電流，則在ab段的長(zhǎng)度內(nèi)段的長(zhǎng)度內(nèi)等于沒(méi)有防護(hù)。等于沒(méi)有防護(hù)。ab回流線回流線cd 中無(wú)電流，在中無(wú)電流，在接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)cd 段的長(zhǎng)度內(nèi)等于段的長(zhǎng)度內(nèi)等于沒(méi)有防護(hù)。沒(méi)有防護(hù)。 兩種情形都使吸流變壓器兩種情形都使吸流變壓器回流線在半段長(zhǎng)度里失去回流線在半段長(zhǎng)度里失去效用，這種現(xiàn)象叫做效用，這種現(xiàn)象叫做半段效應(yīng)，失效區(qū)相當(dāng)于分段長(zhǎng)度之半段效應(yīng)，失效區(qū)相當(dāng)于分段長(zhǎng)度之半半。 所以實(shí)際裝置是在供電臂內(nèi)設(shè)置長(zhǎng)度不大的許多所以實(shí)際裝置是在供電臂內(nèi)設(shè)置長(zhǎng)度不大的許多吸上吸上分段分段，每個(gè)分段僅長(zhǎng)，每個(gè)分段僅長(zhǎng)24km，每個(gè)分段中央設(shè)置一臺(tái)吸，每個(gè)分段中央設(shè)置一臺(tái)吸流變壓器。分段以吸上線為界，吸上線一端接回流

7、線，另流變壓器。分段以吸上線為界，吸上線一端接回流線，另一端焊入鋼軌。一端焊入鋼軌。cd 按照這種安排，按照這種安排，半段效應(yīng)長(zhǎng)度大大縮小半段效應(yīng)長(zhǎng)度大大縮小，且只有處在一個(gè)分段，且只有處在一個(gè)分段中的機(jī)車的電流而不是牽引網(wǎng)總電流在該分段產(chǎn)生半段效應(yīng)影響。中的機(jī)車的電流而不是牽引網(wǎng)總電流在該分段產(chǎn)生半段效應(yīng)影響。2.使使?fàn)恳W(wǎng)阻抗顯著增大牽引網(wǎng)阻抗顯著增大。接觸網(wǎng)。接觸網(wǎng)回流線回路比通常牽引網(wǎng)阻抗回流線回路比通常牽引網(wǎng)阻抗要高。應(yīng)用這種裝置的牽引網(wǎng)，其阻抗等于接觸網(wǎng)要高。應(yīng)用這種裝置的牽引網(wǎng)，其阻抗等于接觸網(wǎng)回流線回路阻回流線回路阻抗與吸流變壓器短路阻抗之和。抗與吸流變壓器短路阻抗之和。 由于

8、牽引網(wǎng)阻抗增高，有時(shí)可能必要由于牽引網(wǎng)阻抗增高，有時(shí)可能必要縮短牽引變電所間的距離，縮短牽引變電所間的距離，或增設(shè)串聯(lián)電容補(bǔ)償，來(lái)保證牽引網(wǎng)電壓水平或增設(shè)串聯(lián)電容補(bǔ)償，來(lái)保證牽引網(wǎng)電壓水平。 日本鐵路為防止通訊干擾，在實(shí)行交流電氣日本鐵路為防止通訊干擾，在實(shí)行交流電氣化的化的前期前期，在牽引網(wǎng)中普遍應(yīng)用了，在牽引網(wǎng)中普遍應(yīng)用了BT供電方式供電方式。 但當(dāng)高速、大功率機(jī)車在這種電路中通過(guò)吸但當(dāng)高速、大功率機(jī)車在這種電路中通過(guò)吸流變壓器分段時(shí)，在受電弓上會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈電弧，流變壓器分段時(shí)，在受電弓上會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈電弧，為了克服此缺點(diǎn)，為了克服此缺點(diǎn)，后來(lái)后來(lái)發(fā)展了一種新的牽引網(wǎng)供發(fā)展了一種新的牽引網(wǎng)供電方

9、式電方式自耦變壓器供電方式自耦變壓器供電方式。自耦變壓器供電方式自耦變壓器供電方式(AT)T接觸網(wǎng)；接觸網(wǎng)；R軌道；軌道；F正饋線；正饋線；AT自耦變壓器自耦變壓器AT供電方式：供電方式：由接觸網(wǎng)由接觸網(wǎng)T、正饋線、正饋線F、軌道大地系統(tǒng)、軌道大地系統(tǒng)R以以及每隔一定距離的自耦變壓器及每隔一定距離的自耦變壓器(AT)構(gòu)成。構(gòu)成。AT并聯(lián)于接觸導(dǎo)線與正饋線之間，并聯(lián)于接觸導(dǎo)線與正饋線之間，AT中點(diǎn)與鋼軌相連。中點(diǎn)與鋼軌相連。IAT1AT21/2I1/2ITRFn1n2n1n2 結(jié)構(gòu)上：結(jié)構(gòu)上：AT方式是用方式是用自耦變壓器代替了吸流變壓器自耦變壓器代替了吸流變壓器，正饋線代替了回流線正饋線代替了

10、回流線。自耦變壓器是。自耦變壓器是并入并入電路，這一改變，電路，這一改變，首先是消除了接觸網(wǎng)中的吸流變壓器分段。大部分回流流首先是消除了接觸網(wǎng)中的吸流變壓器分段。大部分回流流經(jīng)正饋線，從而降低對(duì)鄰近通信線的干擾。經(jīng)正饋線，從而降低對(duì)鄰近通信線的干擾。自耦變壓器的工作原理：自耦變壓器的工作原理： 一次和二次回路共用部分繞組一次和二次回路共用部分繞組(n2部分部分)， 而而n1只有一次電流通過(guò)。只有一次電流通過(guò)。n1n2I I1 1= =I IH HI IL LU UL LE E1 1E E2 2I I2 2 輸入電壓為輸出電壓的輸入電壓為輸出電壓的2倍倍，也就是說(shuō)，通過(guò)，也就是說(shuō)，通過(guò)自耦變壓器

11、可以輸入較高的電壓而得到機(jī)車所需自耦變壓器可以輸入較高的電壓而得到機(jī)車所需的低電壓。電流則相反，輸入電流為輸出電流的的低電壓。電流則相反，輸入電流為輸出電流的一半。從牽引變電所看，以兩倍接觸網(wǎng)電壓沿線一半。從牽引變電所看，以兩倍接觸網(wǎng)電壓沿線輸送輸送1/2I。 送電電壓加倍，送電電流減半，送電電路中送電電壓加倍，送電電流減半，送電電路中的的電壓損失將降低為電壓損失將降低為1/4。 利用利用AT這個(gè)特點(diǎn)，可增大變電所間的距離和這個(gè)特點(diǎn)，可增大變電所間的距離和增大傳輸功率，增大傳輸功率，減少牽引網(wǎng)損耗減少牽引網(wǎng)損耗。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：必須在沿線安設(shè)電壓較高、容量較大的自必須在沿線安設(shè)電壓較高、容量較大

12、的自耦變壓器，牽引網(wǎng)設(shè)備的投資相應(yīng)增加。耦變壓器，牽引網(wǎng)設(shè)備的投資相應(yīng)增加。帶回流線的直接供電方式帶回流線的直接供電方式(DN) 由于由于AT方式設(shè)備復(fù)雜，一次投資高、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用高、維方式設(shè)備復(fù)雜，一次投資高、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用高、維護(hù)困難，特別在多隧道區(qū)段應(yīng)用更為困難。護(hù)困難，特別在多隧道區(qū)段應(yīng)用更為困難。BT方式由于方式由于其半段效應(yīng)、接觸網(wǎng)分段及牽引網(wǎng)阻抗大等弱點(diǎn)，對(duì)高速其半段效應(yīng)、接觸網(wǎng)分段及牽引網(wǎng)阻抗大等弱點(diǎn)，對(duì)高速和重載行車的適應(yīng)能力差。因此，和重載行車的適應(yīng)能力差。因此，常采用直接供電加回流常采用直接供電加回流線線(負(fù)饋線負(fù)饋線)。DN供電方式：供電方式：由接觸網(wǎng)、鋼軌、沿全線架設(shè)的負(fù)饋線由

13、接觸網(wǎng)、鋼軌、沿全線架設(shè)的負(fù)饋線NF(每隔幾公里用每隔幾公里用P金屬線和鋼軌相連金屬線和鋼軌相連)組成。組成。 由于由于NF和鋼軌并聯(lián)連接，使得正常運(yùn)行時(shí)鋼軌中負(fù)荷和鋼軌并聯(lián)連接，使得正常運(yùn)行時(shí)鋼軌中負(fù)荷電流的一部分分流到電流的一部分分流到NF中去，因此，可以減少流入大地中去，因此，可以減少流入大地的電流，減輕對(duì)通訊的干擾危害，降低鋼軌電位，減小饋的電流，減輕對(duì)通訊的干擾危害，降低鋼軌電位，減小饋電回路的阻抗。電回路的阻抗。 DN方式與方式與AT、BT相比相比，其饋電回路和設(shè)備簡(jiǎn)單、投，其饋電回路和設(shè)備簡(jiǎn)單、投資省、運(yùn)營(yíng)維護(hù)方便。資省、運(yùn)營(yíng)維護(hù)方便。 為了能取得最好的防干擾效果，需研究回流線的空間為了能取得最好的防干擾效果，需研究回流線的空間1牽引變電所；牽引變電所；2饋電線；饋電線；3接觸網(wǎng)；接觸網(wǎng)；4電力機(jī)車；電力機(jī)車；5鋼軌；鋼軌；6回