高鐵牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行與管理項目一：牽引供電方式識別與應(yīng)用任務(wù)4：接觸網(wǎng)供電方式知識點：AT供電方式又稱帶自耦變壓器供電方式。AT供電方式不僅是電氣化鐵路減輕對鄰近弱電線路干擾影響的有效措施，而且它能更好地滿足高速與大功率電力機(jī)車運(yùn)行的需要。AT供電方式最早主要應(yīng)用于北京-秦皇島、大同-秦皇島、鄭州-武昌等重載運(yùn)輸?shù)蔫F路干線，近年來則開始廣泛應(yīng)用于客運(yùn)專線等電氣化鐵路。適用于重載與高速鐵路。

【AT供電】AT供電方式【AT供電原理接線】AT供電方式圖

AT供電方式示意圖兩臺自耦變壓器之間的距離稱為自耦變壓器間距，一般為10km左右。【AT供電原理接線】AT供電方式特點：牽引網(wǎng)阻抗很小，約為直接供電方式的1/4，供電能力強(qiáng)，供電距離長，供電電壓為55kV。變電所輸出電流=機(jī)車電流/2問題1：AT供電方式為何具體很好的防干擾效果？AT供電方式AT供電方式圖

AT供電回路實際電流分布【AT供電原理接線】AT供電方式正饋線保護(hù)線架空地線接觸網(wǎng)圖

AT供電方式懸掛示意圖正饋線與接觸導(dǎo)線架設(shè)在同一支柱上，相距較近，且兩者電流大小近似相等、方向相反，所以它們的電磁場基本能相互平衡，從而有效地減弱了對通信線路的感應(yīng)影響。問題2：AT供電方式有何特點？AT供電方式

【AT供電特點】AT供電方式

(1)AT供電方式中自耦變壓器是并聯(lián)連接在接觸懸掛和正饋線之間的，接觸網(wǎng)上斷口大大減少，提高了供電可靠性。特別有利于高速和大功率電力機(jī)車的運(yùn)行。SS-變電所；ATP-自耦變壓器所；SP-分區(qū)所；T-接觸線；R-鋼軌；F-正饋線

【AT供電特點】AT供電方式

(2)AT供電方式的饋電電壓高，為BT方式的兩倍，大大提高了系統(tǒng)的供電能力。同時對相同的列車牽引負(fù)荷而言，AT回路的電壓下降率(電壓降與饋電電壓之比值)僅為BT回路的1/4。SFSP-輔助開閉所；CPW-鋼軌和保護(hù)線間的輔助聯(lián)接；SF-單饋電線問題3：AT供電方式有何優(yōu)缺點？AT供電方式【AT供電方式優(yōu)點】AT供電方式(1)無需提高牽引網(wǎng)的絕緣水平即可將供電電壓提高一倍。在相同的牽引負(fù)荷條件下，接觸懸掛和正饋線中的電流大致可減少一半。(2)

AT供電方式牽引網(wǎng)單位阻抗(歸算至27.5kV側(cè))約為BT供電方式牽引網(wǎng)單位阻抗的1／4左右。從而提高了牽引網(wǎng)的供電能力，大大減小了牽引網(wǎng)的電壓損失和電能損失。

【AT供電方式優(yōu)點】AT供電方式(3)無需在AT所處將接觸懸掛實行電分段，故當(dāng)牽引重載或高速列車運(yùn)行時，大電流電力機(jī)車通過AT所時，受電弓上不會產(chǎn)生強(qiáng)烈電弧，能滿足重載、高速列車運(yùn)輸?shù)男枰?/p>

【AT供電方式缺點】AT供電方式缺點主要是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。牽引變電所結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜外，還有開閉所、分區(qū)所和自耦變壓器所等。牽引網(wǎng)中除了接觸懸掛外，還要全線架設(shè)正饋線，同時還有保護(hù)線PW、橫向聯(lián)接線、輔助聯(lián)接、橫向聯(lián)接等，施工、維修和運(yùn)行也比較復(fù)雜。高鐵牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行與管理項目一：牽引供電方式識別與應(yīng)用任務(wù)4：接觸網(wǎng)供電方式知識點：BT供電方式又稱帶吸流變壓器的供電方式，交流牽引供電系統(tǒng)的不對稱饋電方式是造成對鄰近弱電線路產(chǎn)生感應(yīng)影響的主要原因。吸流變壓器-回流線裝置就是以加強(qiáng)接觸網(wǎng)和回流線間互感耦合的辦法來達(dá)到比較對稱供電的目的。

【BT供電】BT供電方式BT供電方式圖帶吸流變壓器的供電方式示意圖牽引網(wǎng)中，每相距1.5～4km間隔，設(shè)置一臺變比為1:1的電力變壓器。它的一次繞組串接在接觸網(wǎng)主導(dǎo)電回路中，其二次繞組則串接在特設(shè)的回流線或鋼軌上。

【BT供電】BT供電方式由于吸流變壓器的電磁耦合作用，也將使大部分牽引電流經(jīng)回流線流回牽引變電所。回流線電流將抵消因接觸網(wǎng)電流產(chǎn)生的絕大部分電磁感應(yīng)影響，使?fàn)恳W(wǎng)對通信線的影響大大減輕。問題1：為何BT供電方式中的回流大都通過回流線流回變電所？BT供電方式原理：由于吸流變壓器變比為1:1緣故，回流線和接觸網(wǎng)中的電流基本上大小相等，方向相反。兩者的交變磁場基本上可互相平衡(抵消)，這樣就達(dá)到了牽引供電回路比較對稱的目的。這種方式使?fàn)恳娏髟卩徑耐ㄐ啪€路中的電磁感應(yīng)影響大大地減小。

【BT供電】BT供電方式問題2：為何現(xiàn)在不采用BT供電方式了？BT供電方式由于每臺吸流變壓器是串聯(lián)在接觸網(wǎng)回路中，相對于牽引網(wǎng)阻抗，每臺吸流變都是一個較大阻抗。與直接供電方式相比較，BT供電方式的牽引網(wǎng)單位阻抗增大約49％。【1-牽引網(wǎng)阻抗增大】BT供電方式BT供電方式的牽引網(wǎng)單位阻抗大大增加，以致牽引網(wǎng)單位當(dāng)量阻抗增大約51％。在相同負(fù)載電流條件下，牽引網(wǎng)電壓損失相應(yīng)地增大約51%。因此嚴(yán)重惡化了供電臂的電壓水平。【2-牽引網(wǎng)阻抗增大】BT供電方式由于BT供電方式的牽引網(wǎng)單位阻抗大大地增加，其中電阻部分增大約56％，所以在其余條件相同時，牽引網(wǎng)電能損失也相應(yīng)地增大約56％。【3-牽引網(wǎng)電能損失增大】BT供電方式與直接供電方式相比較，在年運(yùn)量分別為1000、2000、3000、4000、5000萬噸的條件下，BT供電方式下每百公里牽引網(wǎng)電能損失每年分別增加約55、105、155、205、255萬kW·h。由于吸流變壓器的原邊繞組是與接觸網(wǎng)串聯(lián)的，造成每一臺吸流變壓器處的接觸網(wǎng)將有一個電氣分段。當(dāng)電力機(jī)車受電弓通過這些電氣分段的絕緣間隙時，吸流變壓器原邊繞組瞬時被短路，從而在吸流變壓器的原邊繞組中產(chǎn)生很高的自感電勢，并在電力機(jī)車受電弓與接觸線間產(chǎn)生很強(qiáng)的電弧，可能燒損接觸線和電力機(jī)車受電弓滑板，特別是在高速列車和大負(fù)荷電流條件下，這種損害更為嚴(yán)重。【4-對接觸網(wǎng)安全運(yùn)行產(chǎn)生不利】BT供電方式高鐵牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行與管理項目一：牽引供電方式識別與應(yīng)用任務(wù)4：接觸網(wǎng)供電方式知識點：DN供電方式又稱帶回流線的直接供電方式。為了保留直接供電方式的優(yōu)點，克服其不足，在其結(jié)構(gòu)上增設(shè)與軌道并聯(lián)的架空回流線，即成為帶回流線的直接供電方式。

【DN供電】DN供電方式DN供電方式帶回流線的直接供電方式示意圖DN供電方式回流線帶回流線的直接供電方式-接觸網(wǎng)【DN供電-回流線】DN供電方式【DN供電-回流線】DN供電方式【DN供電-吸上線】DN供電方式【DN供電-吸上線】高鐵牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行與管理項目一：牽引供電方式識別與應(yīng)用任務(wù)4：接觸網(wǎng)供電方式知識點：TR供電方式稱直接供電方式，就是由牽引變電所直接將電送至接觸網(wǎng)，不設(shè)回流線，牽引回流直接通過鋼軌和大地流回變電所。

【TR供電】TR供電方式

【TR供電】TR供電方式圖1直接供電方式示意圖

【TR供電】TR供電方式特點是結(jié)構(gòu)最簡單，但是大地回流較大，鋼軌電位較高，傳導(dǎo)電流影響較為嚴(yán)重。這種方式主要在電氣化鐵路建設(shè)的早期采用。目前，主要在車站貨物線、專用線、機(jī)車進(jìn)出庫線或機(jī)車整備所等局部的接觸網(wǎng)線路采用。

【TR供電】特點：無回流線TR供電方式

【TR供電】特點：無回流線TR供電方式

【TR供電】特點：無回流線TR供電方式高鐵牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行與管理項目一：牽引供電方式識別與應(yīng)用任務(wù)4：接觸網(wǎng)供電方式知識點：單邊供電方式牽引變電所是沿著電氣化鐵路線路分布，每個變電所有一定的供電范圍。通常把一個變電所至其所供電的末端稱為一個供電臂。一個供電臂的長度對應(yīng)于線路的區(qū)間數(shù)約為2-5個區(qū)間。

【供電臂】單邊供電方式每一個供電臂的接觸網(wǎng)只從一邊的牽引變電所獲得電能，稱為單邊供電。【單線單邊供電】單邊供電方式越區(qū)開關(guān)打開接觸網(wǎng)供電分段的末端用分區(qū)所中的斷路器連接起來，形成單邊末端并聯(lián)供電。【復(fù)線單邊末端并聯(lián)供電】單邊供電方式單邊末端并聯(lián)供電時，電力機(jī)車由上、下行接觸網(wǎng)兩線路并聯(lián)供電，使分配到每條接觸網(wǎng)中的電流減小，使接觸網(wǎng)中的電壓損失和電能損失顯著減小，故目前普遍采用此種方式。【復(fù)線單邊末端并聯(lián)供電】單邊供電方式復(fù)線單邊全并聯(lián)供電是在每個車站利用柱上負(fù)荷開關(guān)將上、下行接觸網(wǎng)并聯(lián)，形成如圖4所示的并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。并聯(lián)負(fù)荷開關(guān)可以自動投切，也可以經(jīng)設(shè)于車站的遠(yuǎn)動終端RTU由電力調(diào)度控制。【復(fù)線單邊全并聯(lián)供電】單邊供電方式圖

復(fù)線單邊全并聯(lián)供電高鐵牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行與管理項目一：牽引供電方式識別與應(yīng)用任務(wù)2：牽引供電系統(tǒng)概述知識點：牽引供電系統(tǒng)電流制式牽引供電系統(tǒng)采用何種電流制，關(guān)系到牽引變電所、接觸網(wǎng)與電力機(jī)車的技術(shù)選型，需要綜合比選其經(jīng)濟(jì)與技術(shù)性能。目前主要有以下4種電流制。【總述】牽引供電系統(tǒng)電流制式（一）直流制牽引變電所內(nèi)設(shè)整流裝置，將三相交流電變成直流電后，再送到接觸網(wǎng)上。電力機(jī)車直接從接觸網(wǎng)上取得直流電供給直流串勵牽引電動機(jī)使用，簡化了機(jī)車上的設(shè)備。不足：接觸網(wǎng)的電壓低，一般為1500V或3000V，送電距離短，牽引變電所數(shù)量多，接觸導(dǎo)線要求很粗，同時鋼軌回流產(chǎn)生的迷流對地下設(shè)施的腐蝕較嚴(yán)重。主要運(yùn)用于工礦企業(yè)、城市地上交通、地鐵供電。城市電車為650～800V，城市地鐵多采用1500V，早期地鐵也有采用750V的，礦山運(yùn)輸多采用1500V。牽引供電系統(tǒng)電流制式（二）低頻單相交流制低頻單相交流制頻率為(16×2/3)Hz，20世紀(jì)初在西歐一些國家采用。主要不足：供電頻率與工業(yè)供電頻率不同，變電所必須有專用的變頻裝置。牽引供電系統(tǒng)電流制式（三）三相交流制主要優(yōu)點：為三相對稱負(fù)荷，不影響電力系統(tǒng)的三相對稱性，功率因數(shù)接近于1，并能將無功電流、負(fù)序電流、通訊干擾等減小到最小值；牽引變電所相對簡單，三相異步電動機(jī)運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等。主要不足：機(jī)車供電線路復(fù)雜，三相異步電動機(jī)調(diào)速較困難。高速動車組、地鐵列車采用此種制式。牽引供電系統(tǒng)電流制式(四）工頻單相交流制牽引供電系統(tǒng)電流制式1950年法國試建第一條25KV的單相工頻交流電氣化鐵道，目前多數(shù)國家都采用工頻（50Hz）單相交流制。牽引供電系統(tǒng)電流制式主要優(yōu)點：1．牽引供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。牽引變電所主要進(jìn)行電壓變換，無須設(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)車供電，又可使變電所距離延長。牽引供電系統(tǒng)電流制式主要優(yōu)點：3．把交流電變?yōu)橹绷麟娂敖祲旱娜蝿?wù)均在機(jī)車上完成，電力機(jī)車上采用的仍然是直流串勵電動機(jī)。這種電動機(jī)最大優(yōu)點是調(diào)速簡單，只要改變電動機(jī)的端電壓，就能很方便地在較大范圍內(nèi)實現(xiàn)對機(jī)車的調(diào)速。主要不足：1．單相負(fù)荷將會在電力系統(tǒng)中形成負(fù)序電流。2．采用相控整流后，牽引電流變?yōu)榉钦也ǎ瑢a(chǎn)生較大的諧波電流。3．功率因素低，需加裝無功補(bǔ)償裝置。4．單相工頻電流將對沿線通訊線路造成較大干擾。2023/12/29牽引供電系統(tǒng)電流制式高鐵牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行與管理項目一：牽引供電方式識別與應(yīng)用任務(wù)4：接觸網(wǎng)供電方式知識點：雙邊供電方式牽引變電所是沿著電氣化鐵路線路分布，每個變電所有一定的供電范圍。通常把一個變電所至其所供電的末端稱為一個供電臂。一個供電臂的長度對應(yīng)于線路的區(qū)間數(shù)約為2-5個區(qū)間。

【供電臂】雙邊供電方式【單線雙邊供電】雙邊供電方式牽引變當(dāng)相鄰兩牽引變電所之間的兩段接觸網(wǎng)通過如圖所示分區(qū)所的聯(lián)絡(luò)斷路器連通時，則電力機(jī)車將從兩個變電所同時獲得供電，這種供電方式稱單線雙邊供電。【雙邊供電的優(yōu)點】雙邊供電方式雙邊供電時，