電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)

一、電氣化鐵道概述二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求三、牽引供電系統(tǒng)供電方式一、電氣化鐵道概述軌道交通電力牽引是利用電能作為牽引動(dòng)力，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)鐵路列車、電動(dòng)車組和城市軌道電動(dòng)車輛等載運(yùn)工具運(yùn)行的一種運(yùn)輸形式。軌道交通（電力）牽引供變電系統(tǒng)主要包括電氣化鐵道交流牽引供電系統(tǒng)和城軌交通（地鐵與輕軌等）直流牽引供電系統(tǒng)兩大部分。取決于機(jī)車的供電制式。1、軌道交通的供電制式一、電氣化鐵道概述1900年～1915年低壓直流制500～750V直流串激電動(dòng)機(jī)1915年~1930年低頻單相交流制162/3Hz或25Hz11kV或15kV整流子電動(dòng)機(jī)直流制1.2kV或1.5kV

直流串激電動(dòng)機(jī)三相交流制

3.6kV三相異步電動(dòng)機(jī)

供電制式發(fā)展一、電氣化鐵道概述1930～1950年低頻單相交流制直流制1.5kV直流制3kV1932年匈牙利布達(dá)佩斯—黑基也什霍洛姆鐵路工頻單相交流制16kV1950年法國(guó)?？怂?累.班—里亞羅什休爾伏龍區(qū)段工頻單相交流制25kV

供電制式發(fā)展一、電氣化鐵道概述1954年日本仙山—松島間工頻單相交流制20kV1955年前蘇聯(lián)奧熱烈利耶—巴維列茲工頻單相交流制20kV從此以后,工頻單相交流制在俄羅斯、法國(guó)、日本、印度、南斯拉夫、保加利亞等國(guó)家得到了廣泛采用。

供電制式發(fā)展一、電氣化鐵道概述

當(dāng)前干線鐵路主要供電制式一、電氣化鐵道概述

當(dāng)前干線鐵路主要供電制式一、電氣化鐵道概述一、電氣化鐵道概述380/220V電源車站與區(qū)間機(jī)電設(shè)備照明負(fù)荷通信信號(hào)電力系統(tǒng)牽引變電所降壓變壓器整流機(jī)組牽引網(wǎng)電動(dòng)車組直流負(fù)荷直流電力牽引供變電系統(tǒng)（1）直流制：最初采用直流電力牽引制的出發(fā)點(diǎn)有以下幾方面：（1）直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)機(jī)械性能好、調(diào)速方便。電動(dòng)車輛應(yīng)用直流牽引電機(jī)調(diào)速方便且易于實(shí)現(xiàn)，借助傳統(tǒng)的電阻調(diào)節(jié)控制，改變牽引電機(jī)端壓或調(diào)節(jié)勵(lì)磁即可調(diào)節(jié)速度；（2）利用直流電向直流電機(jī)供電可以極大地簡(jiǎn)化機(jī)車設(shè)備；（3）直流供電相對(duì)交流供電的牽引網(wǎng)電壓損失和功率損失要小得多，有利于保持網(wǎng)壓穩(wěn)定，確保列車頻繁啟動(dòng)下的電壓質(zhì)量，從而有利于保證列車的運(yùn)行速度。一、電氣化鐵道概述直流電力牽引制的缺點(diǎn)：（1）受直流牽引電動(dòng)機(jī)額定電壓的限制，直流制供電電壓較低，通常只有1500V；（2）供電電壓較低，要保證電力機(jī)車足夠的功率，供電電流就比較大，線路損耗也大，送電距離較短，一般不超過(guò)20~30km，變電所的數(shù)目相對(duì)增加；又由于電流較大，需要導(dǎo)線的截面大，金屬消耗增加；（3）三相整流裝置，會(huì)產(chǎn)生較大的諧波。（4）雜散電流對(duì)沿線地下金屬設(shè)施的腐蝕比較嚴(yán)重。一、電氣化鐵道概述一、電氣化鐵道概述

1950年法國(guó)在?？怂?累.班—里亞羅什休爾伏龍區(qū)段試建的25kV工頻單相交流電氣化鐵路成功，25kV工頻單相交流制在世界廣泛推廣，我國(guó)電氣化鐵路全部采用25kV工頻單相交流制。單相工頻交流電力牽引供變電系統(tǒng)一、電氣化鐵道概述電力系統(tǒng)牽引變電所降壓變壓器牽引網(wǎng)電力機(jī)車交流單相負(fù)荷一、電氣化鐵道概述單相工頻交流制的牽引供電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要在變電所設(shè)置整流和變頻設(shè)備；（2）牽引供電電壓增高，既可保證大功率機(jī)車的供電，提高機(jī)車的牽引定數(shù)和運(yùn)行速度，又可使變電所之間的距離延長(zhǎng)，導(dǎo)線截面減少，建設(shè)投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用顯著降低；（3）地中電流對(duì)地下金屬的腐蝕作用小，一般可不設(shè)專門防護(hù)裝置。

許多西歐國(guó)家如奧地利、挪威、瑞典和德國(guó)等都采用這種電流制。

低頻單相交流電力牽引供變電系統(tǒng)有兩種構(gòu)成形式：一種是早期歐洲部分國(guó)家所采用的電氣化鐵路專用低頻電力系統(tǒng)，建立完全獨(dú)立的電力牽引專用的低頻供電系統(tǒng)，由發(fā)電廠發(fā)出單相低頻電流，經(jīng)高壓輸電線輸送到牽引變電所，在牽引變電所降壓饋送到牽引網(wǎng)。一、電氣化鐵道概述單相低頻交流電力牽引供變電系統(tǒng)另一種低頻單相交流電力牽引供變電系統(tǒng)，由三相工頻交流電力系統(tǒng)獲得電能，經(jīng)牽引變電所降壓變頻后，再經(jīng)過(guò)升壓變壓器將電壓升至15kV后饋送至牽引網(wǎng)。一、電氣化鐵道概述一、電氣化鐵道概述低頻單相交流制牽引系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：（1）電力機(jī)車或動(dòng)車組采用牽引特性良好的單相整流子牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；（2）整流子牽引電動(dòng)機(jī)換向困難，在低頻（162/3Hz）情況下，換向條件較工頻（50～60Hz）時(shí)更為有利；低頻單相交流制牽引系統(tǒng)的缺點(diǎn)：（1）單相整流子牽引電動(dòng)機(jī)設(shè)備復(fù)雜；（2）牽引變電所需要變頻裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

在20世紀(jì)中期以前電力電子和傳動(dòng)控制技術(shù)尚不發(fā)達(dá)，這種技術(shù)選擇在當(dāng)時(shí)應(yīng)屬可取的。牽引供電系統(tǒng)直接接入高壓系統(tǒng)

電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)接入110kV電網(wǎng)，隨著鐵路客運(yùn)高速和貨運(yùn)重載的不斷發(fā)展，高速鐵路均擬直接接入220kV電網(wǎng)。單相負(fù)載

牽引負(fù)載是接入三相電力系統(tǒng)的單相負(fù)載，相對(duì)三相電力系統(tǒng)而言，牽引負(fù)荷具有不對(duì)稱性，將在電力系統(tǒng)中造成三相不平衡。2、牽引供電系統(tǒng)負(fù)荷的特殊性一、電氣化鐵道概述負(fù)載波動(dòng)頻繁，負(fù)荷大小不均衡列車的負(fù)荷大小，主要與列車牽引重量、運(yùn)行速度、線路坡度等因素有關(guān)。鐵路線路條件千差萬(wàn)別，線路坡度隨時(shí)變化，列車速度隨時(shí)變化；列車按信號(hào)運(yùn)行，鐵路運(yùn)輸狀態(tài)隨時(shí)發(fā)生變化，供電臂內(nèi)列車數(shù)量疏密不等；有時(shí)負(fù)載較重，在節(jié)假日、鐵路故障后恢復(fù)行車等情況下，會(huì)出現(xiàn)列車緊密追蹤情況，在軍運(yùn)、煤電油運(yùn)、農(nóng)運(yùn)等特殊運(yùn)輸期間，也會(huì)出現(xiàn)列車緊密追蹤情況。此時(shí)，牽引變電所會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷高峰值。一、電氣化鐵道概述功率因數(shù)取決于機(jī)車類型

交-直（AC/DC整流）電力機(jī)車功率因數(shù)低、諧波含量大；交-直-交動(dòng)車組，功率因數(shù)在0.95以上，諧波含量低。高速鐵路列車負(fù)載率高，受電時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)行密度大，單相負(fù)載的沖擊性更大空氣阻力隨速度呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。高速時(shí)，空氣阻力成為列車運(yùn)行的主要阻力，持續(xù)從接觸網(wǎng)取得電能；高速列車單車電流可達(dá)600～1000A，而普速列車電流一般不大于300A；高速列車追蹤間隔一般為3～4分鐘。一、電氣化鐵道概述交直型電力機(jī)車

電力機(jī)車從接觸網(wǎng)取得25kV工頻單相交流電，經(jīng)車載變壓器降壓為1500V，整流后向牽引電動(dòng)機(jī)供電。交直型電力機(jī)車采用半控橋式整流，通過(guò)晶閘管控制導(dǎo)通角來(lái)控制機(jī)車出力，整流過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生諧波，功率因數(shù)較低。（1）電力機(jī)車的電氣特性

一、電氣化鐵道概述

交直交型電力機(jī)車（動(dòng)車組）交直交機(jī)車采用四象限整流，通過(guò)GTO或IGBT控制導(dǎo)通和關(guān)斷角來(lái)控制機(jī)車的出力，可分別控制導(dǎo)通和關(guān)斷機(jī)車主變壓器的若干個(gè)低壓繞組的整流，使電流波形逼近正弦波，且電流與電壓的相位基本同步。交直交型電力機(jī)車的諧波含量很小、功率因數(shù)高。一、電氣化鐵道概述二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求電氣化鐵道的外部電源——電力系統(tǒng)（公用電網(wǎng)）中小型電廠電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求電力系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)的供、用電應(yīng)具有以下特征：

(1)供電電壓具有穩(wěn)定的標(biāo)稱頻率、幅值和波形；

(2)保持三相電壓和電流的平衡，保證電網(wǎng)最大傳輸效率；

(3)持續(xù)穩(wěn)定和充足的電能供應(yīng)；

(4)低廉的電價(jià)；

(5)對(duì)環(huán)境的不良影響較小。二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求GB/T12325-2008電能質(zhì)量供電電壓偏差GB/T15945-2008電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率偏差GB/T15543-2008電能質(zhì)量三相電壓不平衡度GB/T12326-2008電能質(zhì)量電壓波動(dòng)和閃變GB/T14549-1993電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波電能質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求牽引變電所牽引供電系統(tǒng)牽引網(wǎng)單相工頻交流25kV饋線回流線接觸網(wǎng)鋼軌牽引變壓器220kV或110kV發(fā)電機(jī)升壓變壓器高壓輸電線路降壓變壓器用電設(shè)備降壓變壓器三相工頻交流二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求電能質(zhì)量公共連接點(diǎn)（PCC）或供用電協(xié)議規(guī)定的電能計(jì)量點(diǎn)牽引供電系統(tǒng)牽引網(wǎng)牽引變電所牽引變電所饋線回流線接觸網(wǎng)鋼軌電力系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)與其電源，即三相電力系統(tǒng)（公用電網(wǎng)）之間通過(guò)PCC點(diǎn)的電能質(zhì)量相互約束。25kV二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求電能質(zhì)量

供電電壓偏差GB12325-2008

實(shí)際運(yùn)行電壓對(duì)系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的偏差相對(duì)值，以百分?jǐn)?shù)表示。大容量波動(dòng)性負(fù)載；整流型機(jī)車功率因數(shù)低供電電壓偏差電力系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)25kV饋線回流線接觸網(wǎng)鋼軌牽引變電所二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求電能質(zhì)量

三相電壓不平衡度GB/T15543-2008

三相電力系統(tǒng)中三相不平衡的程度。用電壓、電流負(fù)序基波分量或零序基波分量與正序基波分量的方均根值百分比表示。三相-兩相的結(jié)構(gòu)電壓不平衡度電力系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)25kV饋線回流線接觸網(wǎng)鋼軌牽引變電所二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求電能質(zhì)量

公用電網(wǎng)諧波GB/T14549-1993對(duì)周期性交流量進(jìn)行付立葉級(jí)數(shù)分解，得到頻率為基波頻率大于1整數(shù)倍的分量。整流型機(jī)車諧波含量豐富諧波電力系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)25kV饋線回流線接觸網(wǎng)鋼軌牽引變電所二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求電能質(zhì)量——電壓偏差GB/T12325—2008電能質(zhì)量供電電壓允許偏差交流50Hz電力系統(tǒng)供電電壓偏差定義為實(shí)測(cè)電壓與額定電壓之差，以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示。

35kV及以上供電電壓正、負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過(guò)額定電壓的10%；二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求機(jī)車受電點(diǎn)電壓=牽引變壓器空載電壓-牽引變電所壓損-牽引網(wǎng)壓損

在牽引供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中要求牽引網(wǎng)電壓水平不低于20kV，需要考慮最小短路容量，即在系統(tǒng)短路阻抗較大的情況下，能否滿足列車牽引的需要。電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)的電壓水平受電力系統(tǒng)電壓損失、牽引變壓器電壓損失和牽引網(wǎng)電壓損失三方面制約。二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求牽引變電所牽引變電所饋線回流線接觸網(wǎng)鋼軌25kV二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求電壓損失概念及計(jì)算方法壓降：壓損：矢量差算數(shù)差很小，近似工程上二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求計(jì)算到負(fù)荷端口，系統(tǒng)電壓損失表達(dá)式如下式中，XS為負(fù)荷端口看出的電網(wǎng)等值相電抗，；

Q為該相線路傳輸?shù)臒o(wú)功功率，kvar；

UN為線路額定相電壓，kV；

為負(fù)荷功率因數(shù)角，感性負(fù)荷取正值。忽略電阻或二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求按三相負(fù)荷，系統(tǒng)電壓損失表達(dá)式如下式中，UN為線路額定相電壓，kV；

Sk為負(fù)荷端口的系統(tǒng)三相短路容量，MVA；

ST為負(fù)荷三相容量，kVA；負(fù)荷功率因數(shù)角。二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求進(jìn)一步，計(jì)算電壓偏差式中，Sk為負(fù)荷端口的系統(tǒng)三相短路容量，MVA；

ST為負(fù)荷三相容量，kVA；

負(fù)荷功率因數(shù)角。二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求牽引供電系統(tǒng)牽引網(wǎng)牽引變電所牽引變電所饋線回流線接觸網(wǎng)鋼軌負(fù)荷的變化使PCC點(diǎn)電壓幅值在額定值附近變化①減小系統(tǒng)等值阻抗，即選擇短路容量大的電源。25kV②減小無(wú)功功率在系統(tǒng)的傳輸，即提高功率因數(shù)：采用交-直-交型電力機(jī)車；無(wú)功就地補(bǔ)償二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求

當(dāng)前我國(guó)電氣化鐵路的已有牽引變電所用電容量最大達(dá)到80MVA，高速客運(yùn)專線牽引變遠(yuǎn)期規(guī)劃容量達(dá)120MVA。對(duì)應(yīng)不同容量的牽引變壓器，為保證供電臂未端電壓不低于20kV，系統(tǒng)短路容量如下：二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求電能質(zhì)量——諧波牽引供電系統(tǒng)牽引網(wǎng)牽引變電所牽引變電所饋線回流線接觸網(wǎng)鋼軌電源為工頻（基波）50Hz的正弦波機(jī)車為非線性負(fù)載，是諧波電流源25kV負(fù)載的非線性使得系統(tǒng)的電壓、電流波形發(fā)生畸變二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求

根據(jù)GB/T14549-93，電網(wǎng)公共連接點(diǎn)第h次諧波電壓含有率HRUh按下式計(jì)算式中，Ih為注入電網(wǎng)公共連接點(diǎn)的總h次諧波電流，A；

h為諧波次數(shù)；Sk為公共連接點(diǎn)的三相短路容量，MVA；

UN和UL分別為公共連接點(diǎn)的額定相電壓和線電壓，kV。二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求牽引供電系統(tǒng)牽引網(wǎng)牽引變電所牽引變電所饋線回流線接觸網(wǎng)鋼軌①減小系統(tǒng)等值阻抗，即選擇短路容量大的電源。25kV②減小注入系統(tǒng)的諧波電流：采用交-直-交型電力機(jī)車；裝設(shè)濾波器二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求電能質(zhì)量——電壓不平衡度牽引供電系統(tǒng)牽引網(wǎng)牽引變電所牽引變電所饋線回流線接觸網(wǎng)鋼軌三相對(duì)稱電源（正序）負(fù)載的不對(duì)稱使得系統(tǒng)電壓、電流不再對(duì)稱機(jī)車為單相負(fù)載25kV二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求

大功率單相負(fù)荷對(duì)系統(tǒng)的沖擊，要求系統(tǒng)有足夠的承受能力。采用單相牽引變電所的負(fù)序功率等于牽引負(fù)荷功率。GB/T15543-2008三相電壓允許不平衡度電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)處的電壓不平衡度應(yīng)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T15543-95）的要求，正常電壓不平衡度允許值為2％，短時(shí)不得超過(guò)4％。電壓不平衡度二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求式中，I2為注入電網(wǎng)公共連接點(diǎn)的A相負(fù)序電流，A；

Sk為公共連接點(diǎn)的三相短路容量，MVA；

UN和UL分別為公共連接點(diǎn)的額定相電壓和線電壓，kV。二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求牽引供電系統(tǒng)牽引網(wǎng)牽引變電所牽引變電所饋線回流線接觸網(wǎng)鋼軌三相對(duì)稱電源（正序）負(fù)載的不對(duì)稱使得系統(tǒng)電壓、電流不再對(duì)稱機(jī)車為單相負(fù)載①減小系統(tǒng)等值阻抗，即選擇短路容量大的電源。25kV②減小負(fù)載的不對(duì)稱性：各牽引變電所的循環(huán)換相；平衡變壓器；補(bǔ)償裝置。二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求

電力系統(tǒng)短路容量大小是反映該點(diǎn)短路時(shí)短路電流的大小，同時(shí)也就反映了該點(diǎn)至恒定電壓點(diǎn)之間總電抗的大小。短路容量值越大，說(shuō)明該點(diǎn)與電源聯(lián)系越緊密，電氣量越穩(wěn)定。短路容量是估計(jì)電力系統(tǒng)供電能力的重要依據(jù)。

電力系統(tǒng)發(fā)電容量越大，短路容量越大；負(fù)載點(diǎn)距離電力系統(tǒng)電源越近，短路容量越大。一方面：電力系統(tǒng)短路容量越大，電能質(zhì)量越好。高速鐵路普遍采用高電壓、大容量電源供電。二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求世界主要高速鐵路國(guó)家電鐵供電電源電壓等級(jí)二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求世界主要高速鐵路國(guó)家電鐵供電電源電壓等級(jí)高速鐵路普遍采用高電壓、大容量電源供電。二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求隨著電網(wǎng)發(fā)展，系統(tǒng)短路容量呈日益加大的趨勢(shì)，則系統(tǒng)的短路阻抗減小，對(duì)牽引供電系統(tǒng)的影響：①使得系統(tǒng)電壓損失降低，從而牽引變壓器出口電壓水平提高，牽引網(wǎng)電壓水平提高。②負(fù)序電壓、諧波電壓畸變對(duì)系統(tǒng)的影響相對(duì)減小；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使得負(fù)序電流和諧波電流在系統(tǒng)中的滲透發(fā)生改變。③牽引變壓器進(jìn)線短路容量增大。牽引變電所高、低壓側(cè)的各種電氣設(shè)備、開(kāi)關(guān)電器等將承受更大的短路電流。系統(tǒng)短路容量不可能無(wú)限制變大，目前部分地區(qū)已經(jīng)因?yàn)槎搪啡萘刻髮?dǎo)致開(kāi)關(guān)選擇的困難。二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求主要有兩種方案：（一）源頭控制。在干擾負(fù)荷主電路上改進(jìn)，如改交直型機(jī)車為交直交機(jī)車或動(dòng)車組，可以從根本上解決諸如功率因數(shù)、諧波等問(wèn)題。（二）綜合補(bǔ)償技術(shù)。綜合作用：提高功率因數(shù)、濾除諧波、減少負(fù)序電流。另一方面，作為用戶，牽引供電系統(tǒng)本身要采取措施減小對(duì)電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響。二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求牽引變電所換相連接

在減小負(fù)荷不對(duì)稱造成的負(fù)序電流方面，歐洲各國(guó)大都采用單相變壓器，為減小單相牽引負(fù)荷在電力系統(tǒng)中的電流不平衡，各變電所采取按相序輪換方式接入系統(tǒng)，使全區(qū)達(dá)到平衡的措施。法國(guó)為改善不平衡狀態(tài)，最初采用Scott平衡變壓器，但沒(méi)能解決電壓不平衡對(duì)電力系統(tǒng)的影響。后來(lái)，隨著電網(wǎng)的發(fā)展，全部以單相變壓器代替，并且使用輪換相序接入電力系統(tǒng)，使不同變電所產(chǎn)生的負(fù)序電流部分抵消，削弱了電鐵產(chǎn)生的負(fù)序電流。二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求單相牽引變電所換相連接方案1：由3臺(tái)單相變構(gòu)成相別循環(huán)電分相上承受電壓為二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求方案2：由6臺(tái)單相變構(gòu)成相別循環(huán)電分相上承受電壓為二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求Vv接線變壓器換相連接（1）按對(duì)稱要求規(guī)定供電分區(qū)電壓順序?yàn)椤?、、等。兩相鄰變電所間分區(qū)所的供電分區(qū)的電壓相同。（2）所有變電所變壓器副邊以同名端接地。二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求YNd11接線：AA-B-BCC-A25kV電分相電分相Vv接線：ABAB-BC-BCCACA-AB單相接線：AB-BC-BCCACA-AB-AB牽引變電所的換相連接二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求采用平衡變壓器

與法國(guó)不同，日本采用Scott接線或變形WB接線的平衡變壓器，變壓器一次側(cè)不換相接入電源。當(dāng)兩個(gè)供電臂上的負(fù)荷完全相同時(shí)，一次側(cè)就不會(huì)產(chǎn)生負(fù)序電流，利用這種特殊接線方式的變壓器來(lái)消除電氣化鐵路負(fù)荷不對(duì)稱對(duì)電力系統(tǒng)所造成的影響。日本RPC平衡變次邊電流兩供電臂負(fù)載電流二、牽引供電系統(tǒng)對(duì)外部電源的要求三、牽引供電系統(tǒng)供電方式1、直接供電方式（TR）三、牽引供電系統(tǒng)供電方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資最少，維護(hù)費(fèi)用低。直接供電方式的鋼軌電位高；對(duì)弱電系統(tǒng)的電磁干擾較大。改進(jìn)供電方式目標(biāo)：①降低鋼軌電位；②減小對(duì)弱電系統(tǒng)的電磁干擾。③具有更強(qiáng)的供電能力（更小的牽引網(wǎng)電壓損失和電能損失），供電距離更長(zhǎng)，變電所數(shù)量更少，減小分相數(shù)量。25kV2、BT(吸流變壓器)供電方式三、牽引供電系統(tǒng)供電方式接觸網(wǎng)中串接吸流變壓器，間隔約1.5km-4km。吸流變壓器變比：1：1；回流線與接觸網(wǎng)同桿架設(shè)牽引變電所回流線接觸網(wǎng)鋼軌吸流變壓器吸流變壓器IIIIIBT供電方式實(shí)現(xiàn)目標(biāo)：①長(zhǎng)回路中鋼軌電位降為0；②長(zhǎng)回路磁場(chǎng)完全平衡，電磁干擾降至最低。III25kV接觸網(wǎng)串入吸流變壓器牽引網(wǎng)阻抗增大供電臂電壓損失增大供電臂末端電壓水平降低為電壓水平，縮短供電臂的距離2、BT(吸流變壓器)供電方式牽引變電所回流線接觸網(wǎng)鋼軌吸流變壓器吸流變壓器25kV三、牽引供電系統(tǒng)供電方式2、BT(吸流變壓器)供電方式三、牽引供電系統(tǒng)供電方式BT供電方式供電能力最差。BT供電方式不適合高速列車的運(yùn)行。牽引變電所回流線接觸網(wǎng)鋼軌吸流變壓器吸流變壓器IIIII25kVIII3、帶回流線的直接供電方式(TRNF)三、牽引供電系統(tǒng)供電方式回流線與接觸網(wǎng)同桿架設(shè)，兩組導(dǎo)線之間有互感，鋼軌電流部分由回流線回流。帶回流線的直接供電方式實(shí)現(xiàn)目標(biāo)：相對(duì)直接供電方式，①鋼軌電位一定程度上有所降低；②電磁干擾一定程度上有所減小。IIII25kV3、帶回流線的直接供電方式(TRNF)回流線與鋼軌并聯(lián)牽引網(wǎng)阻抗減小供電臂電壓損失減小供電臂末端電壓水平提高供電臂的距離增長(zhǎng)約30%25kV三、牽引供電系統(tǒng)供電方式3、帶回流線的直接供電方式(TRNF)三、牽引供電系統(tǒng)供電方式帶回流線的直接供電方式實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)：③具有更強(qiáng)的供電能力（更