【淺論鐵路AT供電方式3100字】

淺論鐵路AT供電方式目錄TOC\o"1-3"\h\u18246摘要 1218741牽引供電系統(tǒng)和其它供電方式 340241.1牽引供電系統(tǒng)概述 344691.2其它供電方式簡述 376161.2.1直接供電方式 368561.2.2BT供電方式 4314021.2.3CC供電方式 4245811.2.4供電方式 4171822AT供電方式 4147953AT供電方式特點與優(yōu)勢 510633參考文獻 61牽引供電系統(tǒng)和其它供電方式1.1牽引供電系統(tǒng)概述電力牽引供電系統(tǒng)指的是先從主電源系統(tǒng)或電力系統(tǒng)接收所需的電能，然后對之加以轉化，相變或換向（電源頻率交流電轉換成之后提供所需的電流系統(tǒng)電源到電力機車負載低頻交流電流或直流電壓），并完成牽引電力傳輸，配電等功能的完整體系。牽引供電系統(tǒng)的性能直接影響列車的牽引功率和牽引驅動控制系統(tǒng)的性能。在電力牽引的區(qū)段內(nèi)，牽引供電是否可靠，關乎鐵路運輸是否可靠，牽引供電系統(tǒng)若因故障停止運轉，那么系統(tǒng)所覆蓋的鐵路其運作也就會完全陷入癱瘓之中，給鐵路交通帶來麻煩和混亂，同時也會給國有經(jīng)濟帶來巨大的損失。為了消除這個隱患，《鐵路電力牽引供電設計規(guī)范》（TB10009-2005）規(guī)定電力牽引必須作為核心負載，牽引變電所應設置至少兩個電源以滿足用電需求。當其中一個電源發(fā)生故障時，另外的通道仍然可以正常供電。兩個電源通常來自電力系統(tǒng)中的不同變電站（或發(fā)電廠）。這也符合鐵路系統(tǒng)故障導向安全的總體要求。如果當?shù)亟?jīng)濟困難或者受自然條件因素的制約比較大，可同時采用來自同一所變電站的不同回路。此外，確定牽引供電模式之前，必須著重檢驗電源是否可靠、電源容量是否足夠，牽引變電所輸入線的電源電壓電平是否控制為110kV或220kV[4]，滿足基本要求后再來衡量是否能帶來最大的經(jīng)濟效益。1.2其它供電方式簡述目前，可以普遍運用在AC牽引供電系統(tǒng)中的電源模式主要有四種類型：直接供電模式，BT（吸變壓器）供電模式，AT（自耦變壓器）的電源模式和CC（同軸電纜）電源模式。綜合考慮高速電氣化鐵路運營的需要后，確定AT電源模式為主要的應用，而用于各條線的類型則選擇了對選擇供電模式：AT和直接電源的組合。以下是對兩個電源模式的方法的分別解釋：1.2.1直接供電方式直接供電是最簡單的供電方式，在軌道上自主運行的機車由其中一條接觸網(wǎng)和一條鋼軌直接構成一個閉合的環(huán)，不增設任何能減少通信干擾的應對措施。其優(yōu)點是：供電方式簡易，投資是最經(jīng)濟，牽引阻力小，和更少的能量損失。因為軌道和接地面不絕緣，再循環(huán)的一部分電流通過所述軌道最后到達地面，從而影響了通信線路。為了加大直接供電方式對防干擾的性能，使用直接供電，再加上再循環(huán)的線被用作DN電源。所謂DN供電方法包括一個接觸網(wǎng)絡，軌道，和被沿著線路豎立的負供給線NF。因為NF和鐵路的并聯(lián)連接的，在進行常規(guī)操作的軌道有一部分負載電流被分流到NF，從而減少了流向大地的電流，有效避免了通信干擾，大幅度降低了鋼軌電位以及再循環(huán)供給線的阻抗。此外，絕緣子一旦發(fā)生閃路情況，NF線可以立即回歸短路電流，也就是所謂的保護線的特性。1.2.2BT供電方式牽引網(wǎng)絡中的吸入變壓器-返回線路裝置的供電模式被應用在BT供電模式中。BT全稱BoosterTransformer。吸氣變壓器的比例為1：1，并且在接觸網(wǎng)中有一個串聯(lián)的初級繞組。次級繞組在返回線路中串聯(lián)連接（特別是牽引電流回流到牽引變電所）。1.2.3CC供電方式CC供電方式，CoaxialCable是它的全稱。它被定義為沿電氣化鐵路安裝的同軸電源線。所述電纜的內(nèi)導體和接觸的懸架被連接到彼此，并且在正供給線上，與外導體，和軌道相連接，作為一個非正向的回應線[5]。每間隔一段距離通常會設置成一個供電分區(qū)。該供電方式具有結構簡單、使用方便的優(yōu)點，所以通常在距離長，面積大的隧道中使用廣泛。缺點是電纜造價昂貴，所以，投入比較大。1.2.4供電方式首先，供電系統(tǒng)的快速、電流的大容量、質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)，是實現(xiàn)高速電力牽引的硬性要求。其次，減少電分相和電分段的數(shù)量也是一個重要的發(fā)展目標。BT供電方式在防干擾性能方面雖然有著優(yōu)越的表現(xiàn)，但其在供電時也存在著很大的隱患和弊端。比如在接觸網(wǎng)導線中串入吸流變壓器的時候，會伴隨出現(xiàn)火花間隙，從而將供電臂的接觸導線截斷成很多段，威脅高速列車的運行安全、降低高速列車的運行速度。并且，大阻抗的牽引網(wǎng)，小間距的變電所，數(shù)量眾多的電分相也不適合高速電力牽引。直接供電方式雖然也存在牽引網(wǎng)阻抗大、變電所間距小、電分相數(shù)量多的問題，但直接供電方式牽引網(wǎng)結構簡單，一些對于電磁干擾要求不高的地區(qū)可以采用這種方式。2AT供電方式AT供電方式是指Auto-Transformer，即自耦變壓器供電方式。它是一個連接到基本網(wǎng)絡，軌道和正饋線的電力變壓器。該供電方法包括接觸網(wǎng)絡，軌道，正饋線和自耦變壓器，并且在正饋線和接觸網(wǎng)絡之間的10至15km的距離內(nèi)集成到自耦變壓器中。為了減少通信線路中存在的電磁干擾，可以使導軌與中心沖頭相連接，另一方面使正饋線和接觸懸架豎立在接觸網(wǎng)柱的場側。55kVAT電源模式首次應用于20世紀70年代的日本新干線。1980年在中國建成的京秦線模仿了這種模式。法國和蘇聯(lián)在很久以前就開始采用的2×27.5kVAT供電模式，隨著最近幾年高速鐵路的發(fā)展，才慢慢在我國推廣開來，并逐漸得到了廣泛應用。相較之下，2×27.5kVAT模式的供電能力不如55kVAT模式的供電能力強。兩種模式雖然在性能上存在一定差異，但兩者在采用過程中所帶來的改良性是差不多的，都表現(xiàn)為電源電壓的加倍以及牽引網(wǎng)絡阻抗的降低，在一定程度上增加了電源的距離，并且對通信有著類似的效果。3AT供電方式特點與優(yōu)勢牽引供電具有供電容量大、供電距離長、兼容功能強大的特點，在保留原有電力機車的前提下，加大了供電電壓，從而不僅使得輸送功率得到了提高，還使得供電距離得到了延長。此外，AT是在牽引網(wǎng)內(nèi)，從而降低了牽引網(wǎng)的阻抗，并且是有利于減少壓力損失和能量損失有益平行。該電源具有的直接供電方式的170％至200％的電源的距離，并且特別適用于高速和重載用途。降低了電分相以及電分段的數(shù)量。AT供電模式下的供電距離比較長，使得對電分相和電分段的數(shù)量要求大大降低，更加有利于機車速度的提升。有效的降低了對于通信的感應影響。假設機車電流是I，則AT原邊的電流為I/2,即牽引變壓器次邊為機車電流的二分之一。在純粹理想條件下，流過T和AF的電流大小相等且方向相反，可有效地保護通信線路以免造成的影響。與BT的方法相比，在相同的機車電流情況下，變電站和AT最接近機車之間的電流，在接觸網(wǎng)和正饋線電流的情況下是機車電流的二分之一。與通信線路上的干擾將大大減少。此外，機車當前的兩個的AT之間的區(qū)段內(nèi)，機車電流總是從兩側的左，右接觸網(wǎng)在相反的方向供給，消除彼此的通信線路的干擾，并使得保護效果更好。設計、施工、運營三方面的過程沒有得到簡化。理論上，AT供電回路中的電流分布非常復雜，所以給實際操作也帶來了難度。當電力機車繪制在任何AT部分的電流時候，除了兩個相鄰的自耦變壓器的電源電流，對電源臂其它自耦變壓器也提供到機車局部電流。機車電流由通過在電源臂和所述線圈和軌道對地鏈電路所有自耦變壓器的正供給線形成的盤繞電路的裝置返回到變電站。這樣的電流分布計算是困難的，并且通常由計算機計算。復雜的供電方式結構加劇了分析計算的難度，也加大了前期設計、中期施工和后期運營維護的成本。而與此同時，有關部門也在出臺更為嚴格的工作標準，為運行效果提出了更高要求。相對于的電源模式的選擇應通過比較技術和經(jīng)濟因素，例如鐵路，電力系統(tǒng)，以及用于內(nèi)部和外部的鐵路通信線路的通信要求來確定。在正常情況下，應采用直接供電。在繁忙的中繼線，重載區(qū)段部分或其中該鐵路用電力系統(tǒng)的電力供給不足的部分，自耦變壓器供電模式可以被采用，并且相同的電氣化鐵路的不同部分可以采用根據(jù)不同的電源模式具體條件來做出更加合適的選擇。參考文獻[1]李群湛，賀建閩.牽引供電系統(tǒng)分析[M].成都：西南交通大