牵引供电方式识别与应用-接触网供电方式（高铁牵引供电系统）

项目一牵引供电方式识别与应用05接触网供电方式知识点4：AT供电方式AT供电方式原理接线AT供电方式示意图两台自耦变压器之间的距离称为自耦变压器间距，一般为10km左右。牵引变压器绕组两端分别接至接触导线和正馈线，其中性点则与钢轨相联结。接触网与轨道之间的绕组匝数为ω1，正馈线(也称AF线)与轨道之间的绕组匝数为ω2，绕组与串联接入电源，电压为2U(即2×27.5kV)。问题1AT供电方式为何具体很好的防干扰效果？AT供电方式的防护原理AT供电回路实际电流分布电力机车在任意一个AT区间取流时，除相邻两个AT所供给电流外，供电分区上的其他AT所也要向该机车供给部分电流。AT供电方式的防护原理实际上由于AT变压器的漏抗很小，电力机车所在AT区间以外的AT所向电力机车供给的电流很小，定性分析时可近似认为电力机车所在AT区间以外的AT所向电力机车供给的电流为0，可得到理想情况下的电流分布情况，如上图所示。

AT供电回路理想电流分布AT供电方式的防护原理正馈线与接触导线架设在同一支柱上，相距较近，且两者电流大小近似相等、方向相反，所以它们的电磁场基本能相互平衡，从而有效地减弱了对通信线路的感应影响。正馈线保护线架空地线接触网

AT供电方式悬挂示意图AT供电方式的防护原理问题2AT供电方式有何特点？AT供电方式的特点特点：牵引网阻抗很小，约为直接供电方式的1/4，供电能力强，供电距离长，供电电压为55kV。变电所输出电流=机车电流/2正馈线400A200A200A100A100A100A100A100A200A200AAT供电方式的特点

(1)AT供电方式中自耦变压器是并联连接在接触悬挂和正馈线之间的，接触网上断口大大减少，提高了供电可靠性。适合于高速与重载铁路。我国最早主要应用于京秦、大秦、郑武等重载运输的铁路干线，近年来则开始广泛应用于客运专线等高速铁路。SS-变电所；ATP-自耦变压器所；SP-分区所；T-接触线；R-钢轨；F-正馈线AT供电方式的特点

(2)AT供电方式的馈电电压高，为BT方式的两倍，大大提高了系统的供电能力。同时对相同的列车牵引负荷而言，AT回路的电压下降率(电压降与馈电电压之比值)仅为BT回路的1/4。SFSP-辅助开闭所；CPW-钢轨和保护线间的辅助联接；SF-单馈电线AT供电方式的特点问题2AT供电方式有何优缺点？AT供电方式的优缺点(1)供电电压提高一倍。相同牵引负荷条件下，接触悬挂和正馈线中的电流大致可减少一半。(2)供电能力强。牵引网单位阻抗低，大大减小电压损失和电能损失。(3)AT所处的接触悬挂无电分段，电力机车通过AT所时，受电弓上不会产生强烈电弧，能满足重载、高速列车运输的需要。AT供电方式的特点三大优点(1)除牵引变电所结构比较复杂外，还有开闭所、分区所和自耦变压器所等。(2)牵引网中除了接触悬挂外，还要全线架设正馈线，同时还有保护线PW、横向联接线、辅助联接、横向联接等，施工、维修和运行也比较复杂。AT供电方式的特点主要缺点项目一牵引供电方式识别与应用05接触网供电方式知识点3：BT供电方式BT供电方式的构成

BT供电方式联接示意图牵引网中，每相距1.5～4km间隔，设置一台变比为1:1的电力变压器，称为吸流变压器。它的一次绕组串接在接触网主导电回路中，二次绕组则串接在特设的回流线或钢轨上。问题1为何BT供电方式中的牵引回流大都通过回流线流回变电所？BT供电方式的运行原理问题1原因：吸流变压器变比为1:1，使其副边绕组电流与原边绕组电流基本相等，也就使回流线中流过的电流基本等于接触网流过的电流，从而使流过钢轨的电流大大减小。这种方式使牵引电流在邻近的通信线路中的电磁感应影响大大地减小，防干扰效果好。BT供电方式的运行原理问题2为何现在不采用BT供电方式了？BT供电方式的缺点由于每台吸流变压器是串联在接触网回路中，相当于串联了一个较大阻抗。与直接供电方式相比较，BT供电方式的牵引网单位阻抗增大约51％。①牵引网阻抗增大②电压损失增大在相同负载电流条件下，BT供电方式的牵引网电压损失相应地增大约51%。因此严重恶化了供电臂的电压水平。BT供电方式的缺点由于BT供电方式的牵引网单位阻抗大大地增加，其中电阻部分增大约56％，所以在其余条件相同时，牵引网电能损失也相应地增大约56％。与直接供电方式相比较，在年运量分别为1000、2000、3000、4000、5000万吨的条件下，BT供电方式下每百公里牵引网电能损失每年分别增加约55、105、155、205、255万kW·h。③电能损失增大BT供电方式的缺点由于吸流变压器的原边绕组是与接触网串联的，造成每一台吸流变压器处的接触网将有一个电气分段。当电力机车受电弓通过这些电气分段的绝缘间隙时，吸流变压器原边绕组瞬时被短路，从而在吸流变压器的原边绕组中产生很高的自感电势，并在电力机车受电弓与接触线间产生很强的电弧，可能烧损接触线和电力机车受电弓滑板。④对弓网安全运行不利BT供电方式的缺点项目一牵引供电方式识别与应用05接触网供电方式知识点5：CC供电方式同轴电力电缆结构和原理同轴电力电缆(coaxialcable)供电方式又称为CC供电方式，是一种特制的聚乙烯绝缘的电力电缆。电缆的内导体和外导体之间的内绝缘层，采用交织缠绕的聚乙烯绝缘，其绝缘强度可保持在交流30kⅤ以上；外导体和屏蔽层(铠装)之间也采用聚乙烯绝缘，其绝缘强度可保持在6kⅤ以上。同轴电力电缆结构和原理由于电缆的内导体和外导体轴心相同，两者之间的距离很近，仅13mm左右。可以认为，电缆内导体和外导体处于全耦合状态，耦合系数接近1。亦即电缆内导体和外导体之间的互感系数很大，这是聚乙烯同轴电力电缆的重要特性。CC供电方式的原理同轴电力电缆作为单相馈电线沿电气铁路埋设，电缆的内导体作为馈电线与接触导线相连接，外部导体作为回流线与钢轨相连接，每隔5～10km分成一个供电分区(电缆外导体间是连通的)。牵引变电所经由电缆内导体和接触网向电力机车并联供电。(1)由于电缆系统单位阻抗只有接触网系统单位阻抗的10%以下，故流经电缆内导体的电流占电力机车工作电流的90%以上。(2)电缆内导体和外导体之间互感系数大，电缆外导体中由于互感作用而吸入的回流近似地等于内导体中的电流。这样对外电磁场趋于平衡，大大减轻了单相牵引网对通信线路的影响。CC供电方式的原理问题1同轴电力电缆供电(CC供电方式)有哪些特点？CC供电的特点(1)内外导体间互感系数大，吸附作用强，具有良好的防干扰特性。回路的阻抗很小，电压降很小的特点，使其允许馈电距离能够延长。。(3)具有最简单的架空线路，可靠性较高，易于维护。特别适合于作长隧道的馈电系统。CC供电方式的特点三大优点主要缺点：价格过于昂贵，限制了它的广泛使用。项目一牵引供电方式识别与应用05接触网供电方式知识点2：TRNF供电方式TRNF供电方式带回流线的直接供电方式示意图又称带回流线的直接供电方式。为了保留直接供电方式的优点，克服其不足，在其结构上增设与轨道并联的架空回流线，即成为带回流线的直接供电方式。吸上线回流线带回流线的直接供电方式-接触网

NF-

negative

feeder

(负馈线)TRNF供电方式回流线与吸上线联接图TRNF供电方式与直接供电方式相比，TRNF供电方式性能有以下改善：

(1)原来流经轨道、大地的回流，有较大部分改由架空回流线流回牵引变电所。架空流线与接触网距离较近，其电流方向与接触网中馈线电流方向相反，减弱了周围磁场，减小了对周围弱电线路的电磁干扰。

(2)结构简单，投资少，维护费用低；牵引网阻抗和轨道电位都有所降低，供电距离增长。TRNF供电方式的特点TRNF供电方式在普速铁路应用很广项目一牵引供电方式识别与应用05接触网供电方式知识点1：TR供电方式

TR供电方式又称直接供电方式，就是由牵引变电所直接将电送至接触网，不设回流线，牵引回流直接通过钢轨和大地流回变电所。TR供电方式

图1直接供电方式示意图特点是结构最简单，但是大地回流较大，钢轨电位较高，传导电流影响较为严重。这种方式主要在电气化铁路建设的早期采用。目前，主要在车站货物线、专用线、机车进出库线或机车整备所等局部的接触网线路采用。TR供电方式

机车进出库线

专用联络线TR供电方式【TR供电】特点无回流线机车进出库线TR供电方式项目一牵引供电方式识别与应用05接触网供电方式知识点7：单边供电方式牵引变电所是沿着电气化铁路线路分布，每个变电所有一定的供电范围。通常把一个变电所至其所供电的末端称为一个供电臂。一个供电臂的长度对应于线路的区间数约为2-5个区间。供电臂机车牵引变电所输电线钢轨供电臂1供电臂2机车牵引变电所输电线钢轨特点电力机车同时只能从一侧的牵引变电所获得电能。发生故障只影响本供电分区，变电所保护相对简单。单线单边供电方式末端分开末端并联双线单边供电方式当分区所的上行与下行间的联接断路器断开时，为末端分开供电；当闭合时，为末端并联供电。末端并联供电时，列车由上、下行接触网两线路并联供电，使接触网中的电压损失和电能损失显著减小，在每个车站利用柱上负荷开关将上、下行接触网并联。并联负荷开关可以自动投切，也可以经设于车站的远动终端RTU由电力调度控制。双线单边全并联供电复线单边全并联供电更能有效地减小接触网阻抗，降低接触网电压损失和电能损失。接触网故障跳闸瞬时失电时，负荷开关随即自动断开，确定故障线路后，非故障线路即刻自动重合送电。如是瞬时性故障，两条线路分别送电成功后，负荷开关自动重合，又恢复到全并联供电方式。项目一牵引供电方式识别与应用05接触网供电方式知识点8：双边供电方式牵引变电所是沿着电气化铁路线路分布，每个变电所有一定的供电范围。通常把一个变电所至其所供电的末端称为一个供电臂。一个供电臂的长度对应于线路的区间数约为2-5个区间。供电臂机车牵引变电所输电线钢轨供电臂1供电臂2单线双边供电方式牵引变当相邻两牵引变电所之间的两段接触网通过分区所的联络开关连通时，则电力机车将从两个变电所同时获得供电，这种供电方式称单线双边供电。双边供电方式的优缺点列车可从两个牵引变电所取流，每条馈电线的电流相对减小，从而可减小牵引网中的电压损失和电能损失，有利于改善供电臂的电压水平，降低铁路的运营成本，且牵引变压器和接触网悬挂的负荷较均匀。优点缺点牵引变电所与分区所的保护相应都要复杂一些。同时，当两牵引变电所的电压有差异时，还可能出现不平衡电流，从而产生附加的电能损失等。问题1实际应用中如何选用供电方式？单边供电与双边供电的选择国家干线铁路单边供电方式城市轨道交通双边供电方式项目一牵引供电方式识别与应用05接触网供电方式知识点9：越区供电方式1#变电所故障变电所3#变电所分区亭分区亭特点越区供电时，供电臂延长了一倍，供电能力下降，故必须减少列车对数。越区供电方式问题1牵引供电一旦中断，将直接导致列车停电，如果长时间停电将造成铁路交通瘫痪。因此，当牵引变电所出现严重故障时，需采取越区供电方式。具体有哪些情况呢？越区供电方式a.变电所故障全所退出运行时，