牵引供电系统简介

牵引供电系统简介一、系统功能牵引供电系统的主要功能是将区域电力系统的电力(AC电气铁路：AC110 kV或AC220kV，城市铁路运输：中央变电站AC220kV或AC110kVAC35 kV环网)引入牵引供电系统的牵引变电所，通过牵引变压器使电力机车运行的合适电压系统(AC电气铁路：)电力牵引负荷为一级负荷，引入牵引变电所的外部电源应是两次唯一可靠的电源，并可自动切换到相互热备。交流电气化铁路和城市轨道交通牵引供电系统的简图见图1.1和图1.2。图1.1交流电气化铁路牵引供电系统图1.2城市轨道交通牵引供电系统二、牵引网络电源1.交流电气铁路交流电气化铁路牵引网络供电方式主要可分为三种：直接供电方式(包括直接供电方式返回有线)、BT供电方式和AT供电方式。(1)直接电源直接电源可以分为不通过有线导入的直接电源(图2.1)和通过有线返回的直接电源(图2.2)。图2.1未返回有线直接电源图2.2有线直接电源返回不返回有线的直接供电方式在我国早期电气化铁路中被采用，机车电流完全通过轨道和支流牵引变电所，牵引网本身没有抗干扰功能。对于接地，必须单独接地(通过接地极或火花间隙设置)，或通过架空地线中央接地(架空地线不与信号扼流圈中性点连接)。回到有线的直接供电方式，机车电流的一部分通过轨道和地球流流向牵引变电所(约70%)，另一部分通过回流线流向牵引变电站(约30%)。通过电车线流动的电流和通过回流线流动的电流大小不同，但与单方向相反，安装高度更近，因此，由于铁路上电磁干扰对通信设施的影响趋于抵消，牵引网本身具有抗干扰能力。对于接地，电车支柱通过回流线进行中央接地，回流线通过一条吸入线(铝芯或铜线，通常为VLV-70和2xVLV-150)与信号扼流圈中性点连接(吸入线间距3-4公里)。(2) BT电源Boost Transformer(BT)供电方式也被称为电流吸收变压器供电方式，为了提高牵引网络的抗干扰能力，我国早期电气化铁路采用了这种方式，但是随着通信线路的电缆化和光纤电缆化，抗干扰矛盾越来越明显，其生命力也大大减少，目前几乎没有使用。如图2.3所示，在绝缘锚段关节处，原始边缘连接到接触网络的13:1单辊变压器以3 4公里的间隔连接到用于将导轨的牵引电流从两个进流器中间吸入回流线的二流线。机车所在的BT垫片在“半剖面效应”中。也就是说，此BT段内的接触网和回流线的电流不相等，抗干扰效果不明显，其余BT段的电流大小相同，相反方向的抗干扰效果非常明显。但是，BT变压器本身的阻抗大，安装密度大，因此牵引网络产生的电压也更大。因此，在相同条件下，BT电源变电站间距小于其他电源，电车内存每3 4公里位于中断端，中断两端根据BT自身阻抗存在电压差异，机车通过该中断时会发生EDM，从而缩短电车寿命。图2.3 BT电源(3) AT电源自动转换器(AT)电源也称为自藕变压器电源，与其他电源相比，其抗干扰性更强，供电可能性更高，特别适合高速和重载铁路。如图2.4所示，牵引变电所主变压器第二侧25KV端子分别连接到电车和正馈线，第二侧线圈的中点连接到导轨。每10 15公里将自藕变压器(AT1、AT2)集成到电车和正馈线之间，将自藕变压器中点和导轨连接到。此外，上下导轨具有用于接触网络或正馈线的闪络保护接地的导轨和并行(通过扼流圈)保护线。自藕变压器实际上是具有中央卡舌的单绕组变压器。理论上，除了机车所在的AT段(此AT段具有“半剖面效应”)外，其馀AT段内通过接触网络流动的电流和正馈线上的电流大小相同，方向相反，电流大小仅为机车电流的一半。导轨和保护线之间每隔3-4公里就有一条吸入线。图2.4 AT电源2.城市轨道交通城市铁路交通网一般是直流电力，电车是两极，轨道是阴极，机车由相邻的两个变电站供电。换句话说，采用量子供电方式(交流电气铁路一般由单向供电)。如图2.5所示，机车所需的电流分别来自两个相邻的变电站。图2.5直流双向电源三、牵引供电设施的功能和分布1.交流电气铁路交流电气化铁路牵引电源通常由以下部分组成：l请带上有线的直接电源。如图3.1所示，牵引电源由变电站、区域、开闭站(区域和开闭站)组成。变电站间隔一般为40 60公里(取决于负载大小)，从变电站到邻近区域的供电范围称为每个变电站(终端变电站除外)约2个供电臂。正常运行时，一个电源的上下接触网络在第一(变电站)和最后(分区)都是并行的(上下电源在内部的同一总线上驱动)。图3.1直接电源牵引电源设备分布图L AT电源。如图3.2所示，牵引电源包括变电站、区域、AT、开闭站(区域和开闭站、AT和开闭站)。变电站间隔通常为50 80km(取决于负载大小)，变电站和分区之间的AT间隔通常为10 15k m(取决于电源臂长度)。电源臂由AT分成从变电站到分区的电源部分，这些电源段称为1、2和3AT段。在每个AT段中，通过电车和正电源的电流大小与列车所在的位置相关。通常，1AT区域中的接触网络和正电源中的电流大于其他AT区域(并且接触网络中的电流大于正电源中的电流)，因此，在某些情况下，1AT区域需要加强线(正电源区域变大)。图3.2电源牵引电源设备分布图每个牵引电源的功能包括：(1)变电站。接触网电源、牵引变压器(AT模式非单相变压器供电时的自藕变压器)、变电站出口附近的接触网、轨道、回流线、通过地球最终流量牵引变电所的负载电流。图3 .如图2所示，正常情况下，变电站(例如，变电站2)仅向左右a、b供电臂供电，如果列出了相邻变电站(例如，变电站3)，则通过分区设置，为故障变电站的c供电臂供电(故障变电站的其他供电臂在其他相邻变电站中产生交叉区电流)。(2)分区站。区域位于两个相邻变电站的中间，出口附近的接触网有电分相。在正常供电条件下，分区用于实现上下接触网并行运行。在区域电源情况下，区域用于左右电源臂的串行操作(区域通常位于顶部和底部接触网络，此时不再平行)。直接馈电区域包含某些断路器和开关设备等，AT区域包含自己的莲藕变压器。(3) AT牛。将自藕变压器集成在电车和抽水蓄能机组之间，用于延长全马桶的供电距离。需要自藕变压器中点和轨道(通过n线)的连接。否则，自藕变压器无法正常工作。(4)开所。通常用于轮毂内的接触网分叉、分束器(有时用于减少故障范围)。开闭站必须至少有2次进入线，一个响应来自相邻变电站，另一个响应可以在电车t上连接。(5)地球和开闭设施及AT兼用开闭站。通常用于大型工作站或编组站，除了分区功能外，还通过单独的馈线为需要单独电气段的其他区域供电。2.城市轨道交通城市轨道交通的牵引供电比较简单，只有牵引变电站、正常双向并