1、AT供電方式交流供電方式交流 目 錄 供電制式概述 AT供電系統(tǒng)簡(jiǎn)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(chē)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(xiàn)）供電方式 直接供電方式(TR供電)是指牽引變電所通過(guò)接觸網(wǎng)直接向電力機(jī)車(chē)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(jiǎn)單，設(shè)備少，施工及運(yùn)營(yíng)維修都較方便，因此造價(jià)也低。但由于接觸網(wǎng)在空中產(chǎn)生的強(qiáng)大磁場(chǎng)得不到平衡，對(duì)鄰近的廣播、通信干擾較大，所以一般不采用。我國(guó)現(xiàn)在多采用加回流線(xiàn)的直接供電方式。 2、BT（Booster Transformer）供電方式 所謂BT供電方式就

2、是在牽引供電系統(tǒng)中加裝吸流變壓器（約34km安裝一臺(tái)）和回流線(xiàn)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(xiàn)，回流線(xiàn)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(duì)鄰近通信線(xiàn)路的干擾。 BT供電的電路是由牽引變電所、接觸懸掛、回流線(xiàn)、軌道以及吸上線(xiàn)等組成。牽引變電所作為電源向接觸網(wǎng)供電；電力機(jī)車(chē)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(xiàn)中。吸流變壓器是變比為1：1的特殊變壓器。它使流過(guò)原、副邊線(xiàn)圈的電流相等，即接觸網(wǎng)上的電流和回流線(xiàn)上的電流相等。因此可以說(shuō)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(xiàn)上，經(jīng)回流線(xiàn)返回牽引變電

3、所。這樣，回流線(xiàn)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(chǎng)，從而起到防干擾作用。 實(shí)際中由于吸流變壓器線(xiàn)圈中總需要?jiǎng)?lì)磁電流，所以經(jīng)回流線(xiàn)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(duì)通信線(xiàn)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(xiàn)圈串接在接觸網(wǎng)中，所以在每個(gè)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(chē)通過(guò)電分段時(shí)易產(chǎn)生電弧，極易燒損機(jī)車(chē)受電弓和接觸線(xiàn)。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）供電方式

4、 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(xiàn)（F）之間，其中點(diǎn)與鋼軌及沿接觸網(wǎng)線(xiàn)路同桿架設(shè)的保護(hù)線(xiàn)（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(shuō)，通過(guò)AT變壓器可以輸入較高電壓而得到機(jī)車(chē)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。123AT供電系統(tǒng)簡(jiǎn)介 AT供電系統(tǒng)原理供電系統(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(chē)的投入運(yùn)行，各國(guó)已逐步開(kāi)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(duì)扼流圈圖中為避雷器； 為放電器AT供電系

5、統(tǒng)原理鄰近通信線(xiàn)的感應(yīng)影響，又能適應(yīng)高速、大功率電力機(jī)車(chē)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(xiàn)（F）、電力機(jī)車(chē)等（見(jiàn)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(xiàn)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(xiàn)之間，其中性點(diǎn)與鋼軌（保護(hù)線(xiàn)）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(gè)供電區(qū)段分成若干個(gè)小的AT區(qū)段，從而形成了一AT供電系統(tǒng)原理 個(gè)多網(wǎng)孔的復(fù)雜供電網(wǎng)絡(luò)。接觸懸掛是去路，正饋線(xiàn)是回

6、路。接觸懸掛上的電流與正饋線(xiàn)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(duì)鄰近的通信線(xiàn)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(wú)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(xiàn)路電流為負(fù)載電流的一半，所以線(xiàn)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(xiàn)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(chē)運(yùn)行。因AT供電方式的供電電壓高、線(xiàn)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(chē)運(yùn)行

7、的要求。（4）AT供電牽引變電所間距大。由于AT供電方式的輸送電壓高、線(xiàn)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(shí)運(yùn)營(yíng)管理人員也相應(yīng)減少，那么，建設(shè)投資和運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用都會(huì)減少。AT供電系統(tǒng)原理示意圖AT供電系統(tǒng)電流分布供電系統(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(duì)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)阻抗網(wǎng)絡(luò)的牽引網(wǎng)阻抗AT牽引網(wǎng)阻抗 AT供電方式的

8、牽引網(wǎng)阻抗不是一種均布參數(shù)。在牽引網(wǎng)接入列車(chē)負(fù)載后，AT網(wǎng)絡(luò)阻抗由兩部分組成，即長(zhǎng)回路阻抗和列車(chē)在AT段中阻抗。其不是均勻的線(xiàn)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(xiàn)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)阻抗包阻抗長(zhǎng)回路阻抗復(fù)線(xiàn)AT網(wǎng)絡(luò)牽引網(wǎng)阻抗AT牽引網(wǎng)阻抗復(fù)線(xiàn)接觸網(wǎng)阻抗： Zn 式中： ZDZT -ZTR-ZTF+ZRFAT牽引網(wǎng)阻抗 AT解列時(shí)接觸網(wǎng)阻抗特性 AT牽引網(wǎng)阻抗 1、當(dāng)AT1斷開(kāi)時(shí)，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

9、越小。 2、當(dāng)AT2斷開(kāi)時(shí)，可近似為2個(gè)AT間隔內(nèi)設(shè)置3個(gè)CPW線(xiàn)。 3、當(dāng)AT3斷開(kāi)時(shí)，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(xiàn)型式牽引所主變結(jié)線(xiàn)型式AT牽引所主變結(jié)線(xiàn)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(xiàn)型式： 1、Scott結(jié)線(xiàn)牽引變壓器 2、V/X結(jié)線(xiàn)牽引變壓器AT牽引所主變結(jié)線(xiàn)型式 Scott結(jié)線(xiàn)牽引變壓器實(shí)際上是由2臺(tái)單相變壓器連接而成，一臺(tái)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(chēng)為M座；另一臺(tái)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(chēng)為T(mén)座變壓器。AT牽引所主變結(jié)線(xiàn)型式

10、 這種結(jié)線(xiàn)型式把對(duì)稱(chēng)三相電壓變換成對(duì)稱(chēng)二相電壓，來(lái)供應(yīng)牽引負(fù)荷的兩個(gè)供電臂。當(dāng)饋出回路兩臂負(fù)荷相等時(shí)，主變高壓側(cè)三相系統(tǒng)達(dá)到平衡。AT牽引所主變接線(xiàn)型式1、Scott結(jié)線(xiàn)牽引變壓器23AT牽引所主變結(jié)線(xiàn)型式DDDDDDDDDDDDDDDDDAT牽引所主變結(jié)線(xiàn)型式 V/X結(jié)線(xiàn)牽引變壓器由2臺(tái)單相變壓器連接而成，兩臺(tái)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(gè)接點(diǎn)分別接入牽引網(wǎng)。AT牽引所主變接線(xiàn)型式2、V/X結(jié)線(xiàn)牽引變壓器AT牽引所主變結(jié)線(xiàn)型式AT保護(hù)及故障測(cè)距保護(hù)及故障測(cè)距AT保護(hù)及故障測(cè)距 1、保護(hù) 對(duì)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(xiàn)保護(hù)。 短路形式：接觸線(xiàn)T與鋼軌R（或保護(hù)線(xiàn)PW）短路（阻抗特性：曲線(xiàn)；同相相間短路，短路時(shí)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(cè)距接觸線(xiàn)T與大地E短路(一相接地短路) 正饋線(xiàn)F與大地E短路(一相接地短路) 正饋線(xiàn)F與鋼軌R（或保護(hù)線(xiàn)PW）短路(同相相間短路) 正饋線(xiàn)F與接觸線(xiàn)T短路(阻抗特性：