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1、AT供電方式交流,目 錄,供電制式概述 AT供電系統(tǒng)簡介,供電制式 電氣化鐵路牽引供 電制式,即牽引供電系統(tǒng)向電力機(jī)車供電的方式。其主要有以下幾種形式構(gòu)成: 1、直接(帶回流線)供電方式,直接供電方式(TR供電)是指牽引變電所通過接觸網(wǎng)直接向電力機(jī)車供電,及回流經(jīng)鋼軌及大地直接返回牽引變電所的供電方式。 這種供電方式的電路構(gòu)成及結(jié)構(gòu)簡單,設(shè)備少,施工及運(yùn)營維修都較方便,因此造價也低。但由于接觸網(wǎng)在空中產(chǎn)生的強(qiáng)大磁場得不到平衡,對鄰近的廣,播、通信干擾較大,所以一般不采用。我國現(xiàn)在多采用加回流線的直接供電方式。,2、BT(Booster Transformer)供電方式 所謂BT供電方式就是在牽
2、引供電系統(tǒng)中加裝吸流變壓器(約34km安裝一臺)和回流線的供電方式。 這種供電方式由于在接觸網(wǎng)同高度的外側(cè)增設(shè)了一條回流線,回流線,上的電流與接觸網(wǎng)上的電流方向相反,這樣大大減輕了接觸網(wǎng)對鄰近通信線路的干擾。 BT供電的電路是由牽引變電所、接觸懸掛、回流線、軌道以及吸上線等組成。牽引變電所作為電源向接觸網(wǎng)供電;電力機(jī)車運(yùn)行于接觸網(wǎng)與軌道之間;吸流變壓器的原邊串接在接,觸網(wǎng)中,副邊串接在回流線中。吸流變壓器是變比為1:1的特殊變壓器。它使流過原、副邊線圈的電流相等,即接觸網(wǎng)上的電流和回流線上的電流相等。因此可以說是吸流變壓器把經(jīng)鋼軌、大地回路返回變電所的電流吸引到回流線上,經(jīng)回流線返回牽引變電所
3、。這樣,回流線上的電流與接觸,網(wǎng)上的電流大小基本相等,方向卻相反,故能抵消接觸網(wǎng)產(chǎn)生的電磁場,從而起到防干擾作用。 實(shí)際中由于吸流變壓器線圈中總需要勵磁電流,所以經(jīng)回流線的電流總小于接觸網(wǎng)上的電流,因此不能完全抵消接觸網(wǎng)對通信線路的電磁感應(yīng)影響。另外,由于存在著“半段效應(yīng)”,再,者,因吸流變壓器的原邊線圈串接在接觸網(wǎng)中,所以在每個吸流變壓器安裝處接觸網(wǎng)必須安裝電分段,這樣就增加了接觸網(wǎng)的維修工作量和事故率。當(dāng)高速大功率機(jī)車通過電分段時易產(chǎn)生電弧,極易燒損機(jī)車受電弓和接觸線。且BT供電方式的牽引網(wǎng)阻抗較大,造成較大的電壓和電能損失,故已很,少采用。,3、AT(Auto Transformer)供
4、電方式 所謂AT供電方式,即指AT變壓器跨接于接觸網(wǎng)(T)和正饋導(dǎo)線(F)之間,其中點(diǎn)與鋼軌及沿接觸網(wǎng)線路同桿架設(shè)的保護(hù)線(PW)相連的一種供電方式。 由于AT變壓器輸入電壓為輸出,電壓的2倍,也就是說,通過AT變壓器可以輸入較高電壓而得到機(jī)車所需的低電壓;而其電流則相反,輸入電流僅為輸出電流的一半。利用AT此特點(diǎn),可增大變電所設(shè)置間距,并減少牽引網(wǎng)損耗。,AT供電系統(tǒng)簡介,AT供電系統(tǒng)原理,AT供電系統(tǒng)原理,隨著鐵路電氣化技術(shù)的發(fā)展及高速、大功率電力機(jī)車的投入運(yùn)行,各國已逐步開始采用AT供電方式。實(shí)踐證明,這種供電方式是一種既能有效地減弱接觸網(wǎng)對,AT供電系統(tǒng)原理,鄰近通信線的感應(yīng)影響,又能
5、適應(yīng)高速、大功率電力機(jī)車運(yùn)行的一種比較先進(jìn)的供電方式。 AT供電方式的電路包括牽引變電所(S)、接觸懸掛(T)、軌道(R)、自耦變壓器(AT)、正饋線(F)、電力機(jī)車等(見示意圖)。,AT供電系統(tǒng)原理,牽引變電所作為電源向牽引網(wǎng)輸送的電壓為55kV。 接觸懸掛與軌道之間的電壓仍為25kV,正饋線與軌道之間的電壓也為25kV。 自耦變壓器并聯(lián)在接觸懸掛和正饋線之間,其中性點(diǎn)與鋼軌(保護(hù)線)相連接。彼此相隔一定距離(一般間距為1016km)的自耦變壓器將整個供電區(qū)段分成若干個小的AT區(qū)段,從而形成了一,AT供電系統(tǒng)原理,個多網(wǎng)孔的復(fù)雜供電網(wǎng)絡(luò)。接觸懸掛是去路,正饋線是回路。接觸懸掛上的電流與正饋線
6、上的電流大小相等,方向相反,因此其電磁感應(yīng)影響可互相抵消,故對鄰近的通信線有很好的防護(hù)作用。 AT供電方式的優(yōu)點(diǎn): (1)AT供電方式供電電壓高。AT供電方式無需提高牽引網(wǎng)的絕緣水平即可將牽引網(wǎng)的電壓提高一,AT供電系統(tǒng)原理,倍,而線路電流為負(fù)載電流的一半,所以線路上的電壓損失和電能損失大大減小。 (2)由于接觸懸掛上的電流與正饋線上的電流大小相等,方向相反,其電磁感應(yīng)相互抵消,所以防護(hù)效果好。 (3)AT供電方式能適應(yīng)高速大功率電力機(jī)車運(yùn)行。因AT供電方式的供電電壓高、線路電流,AT供電系統(tǒng)原理,小、阻抗小、輸出功率大,使接觸網(wǎng)有較好的電壓水平,能適應(yīng)高速大功率電力機(jī)車運(yùn)行的要求。 (4)A
7、T供電牽引變電所間距大。由于AT供電方式的輸送電壓高、線路電流小、電壓損失和電能損失都小,輸送功率大,所以牽引變電所的距離加大為80120km,因此牽引變電所的,AT供電系統(tǒng)原理,的數(shù)量大大減少,同時運(yùn)營管理人員也相應(yīng)減少,那么,建設(shè)投資和運(yùn)營管理費(fèi)用都會減少。,AT供電系統(tǒng)原理示意圖,AT供電系統(tǒng)電流分布,AT供電系統(tǒng)電流分布,在理想狀態(tài)下,設(shè)AT變壓器阻抗為零,則AT網(wǎng)絡(luò)回路中電流分布如下所示:,AT供電系統(tǒng)電流分布,然而,由于AT網(wǎng)絡(luò)中存在AT漏抗和鋼軌對地的漏導(dǎo),因此,AT網(wǎng)絡(luò)的電流實(shí)際分布如圖所示:,AT網(wǎng)絡(luò)的牽引網(wǎng)阻抗,AT牽引網(wǎng)阻抗,AT供電方式的牽引網(wǎng)阻抗不是一種均布參數(shù)。在牽
8、引網(wǎng)接入列車負(fù)載后,AT網(wǎng)絡(luò)阻抗由兩部分組成,即長回路阻抗和列車在AT段中阻抗。其不是均勻的線性增大,而是波浪式的增加。,AT牽引網(wǎng)阻抗,AT牽引網(wǎng)阻抗,單線接觸網(wǎng)阻抗: Zn 上式中: ZAZT+ZF+2ZTF ZBZT+ZR-2ZTR ZC (ZT+2ZR-3ZTR+ ZTF-ZRF),AT牽引網(wǎng)阻抗,復(fù)線AT網(wǎng)絡(luò)牽引網(wǎng)阻抗,AT牽引網(wǎng)阻抗,復(fù)線接觸網(wǎng)阻抗: Zn 式中: ZDZT -ZTR-ZTF+ZRF,AT牽引網(wǎng)阻抗,AT解列時接觸網(wǎng)阻抗特性,AT牽引網(wǎng)阻抗,1、當(dāng)AT1斷開時,變電所附近的負(fù)荷由AT2提供,從變電所方向看,阻抗變大,且越接近AT2負(fù)荷越小。 2、當(dāng)AT2斷開時,可近
9、似為2個AT間隔內(nèi)設(shè)置3個CPW線。 3、當(dāng)AT3斷開時,AT2以遠(yuǎn)形成直供方式,牽引網(wǎng)阻抗將變大。,AT牽引所主變結(jié)線型式,AT牽引所主變結(jié)線型式,目前,用于電氣化鐵道牽引變電所的牽引變壓器,主要有兩種結(jié)線型式: 1、Scott結(jié)線牽引變壓器 2、V/X結(jié)線牽引變壓器,AT牽引所主變結(jié)線型式,Scott結(jié)線牽引變壓器實(shí)際上是由2臺單相變壓器連接而成,一臺單相變壓器的原邊繞組兩端引出,分別接到電力系統(tǒng)的二相,稱為M座;另一臺單相變壓器的原邊繞組一端引出,接入電力系統(tǒng)的另一相,另一端接到M座變壓器原邊繞組的中點(diǎn)O,稱為T座變壓器。,AT牽引所主變結(jié)線型式,這種結(jié)線型式把對稱三相電壓變換成對稱二相
10、電壓,來供應(yīng)牽引負(fù)荷的兩個供電臂。當(dāng)饋出回路兩臂負(fù)荷相等時,主變高壓側(cè)三相系統(tǒng)達(dá)到平衡。,AT牽引所主變接線型式,1、Scott結(jié)線牽引變壓器,AT牽引所主變結(jié)線型式,AT牽引所主變結(jié)線型式,V/X結(jié)線牽引變壓器由2臺單相變壓器連接而成,兩臺單相變壓器的原邊繞組首尾相連,分別接入電力系統(tǒng)的三相;低壓側(cè)繞組的中點(diǎn)相連,與鋼軌連接,其它四個接點(diǎn)分別接入牽引網(wǎng)。,AT牽引所主變接線型式,2、V/X結(jié)線牽引變壓器,AT牽引所主變結(jié)線型式,AT保護(hù)及故障測距,AT保護(hù)及故障測距,1、保護(hù) 對于AT所而言,其高壓側(cè)保護(hù)與直供方式相同,主要區(qū)別在于饋線保護(hù)。 短路形式:接觸線T與鋼軌R(或保護(hù)線PW)短路(阻抗特性:曲線;同相相間短路,短路時阻抗最大,一般按照該短路方式進(jìn)行距離保護(hù)整定計(jì)算),AT保護(hù)及故障測距,接觸線T與大地E短路(一相接地短路) 正饋線F與大地E短路(一相接地短路) 正饋線F與鋼軌R(或保護(hù)線PW)短路(同相相間短路) 正饋線F與接觸線T短路(阻抗特性:斜線
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