牽引供電系統(tǒng)

1、牽引供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)說起電氣化鐵路，大家可能首先想到的就是線路兩旁一根根的線桿和列車頭頂密如蛛網(wǎng)的電線吧。沒錯電氣化鐵路與普通鐵路最明顯的不同在于，它除了地上一條線（軌道）、還有天上一張網(wǎng)（接觸網(wǎng)），是一種立體化的線路。電力機車所需的電能來自發(fā)電廠由輸電線路、變電裝置、牽引用電網(wǎng)絡(luò)、回流電路等組成的供用電系統(tǒng)供應(yīng)。世界各國采用的供電制式各不相同，我國的電氣化鐵路選擇了25千伏單相工頻（50赫茲）交流供電制式。這種供電制式與工業(yè)生產(chǎn)所

2、使用電流頻率簡稱工頻相同能使牽引動力獲得最佳效果。從天上到下，一套復(fù)雜完整的大系統(tǒng)為電氣化列車的運行提供了保證。1電氣化鐵路的心臟電氣化鐵路的心臟——牽引變電所牽引變電所牽引變電所是牽引供電系統(tǒng)的心臟，它的主要任務(wù)是將國家電力系統(tǒng)送來的三相高壓電變換成適合電力機車使用的單相交流電。牽引變電所從國家電網(wǎng)引入220千伏或110千伏三相交流電將三相電轉(zhuǎn)換為適合電氣列車使用的單相交流27.5千伏電源并送上接觸網(wǎng)。除此而外，它還起著供電保護、測量

3、、控制電氣設(shè)備提高供電質(zhì)量，降低電力牽引負荷對公共電網(wǎng)影響的作用。為確保牽引供電萬無一失，牽引供電系統(tǒng)都采用“雙備份”模式，兩套設(shè)備通過切換裝置可以互為備用并隨時處于“戰(zhàn)備”狀態(tài)，以備不時之需。通常將變電所設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備，一次設(shè)備是指接觸高電壓的電氣設(shè)備，如牽引變壓器、高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)、高壓（電壓和電流）互感器、輸電線路、母線、避雷器等，它們主要完成電能變換、輸送、分配等功能。二次設(shè)備則主要是控制、監(jiān)視、保護設(shè)備。隨

4、著科技的發(fā)展，二次設(shè)備更加的集成化和智能化，形成了牽引變電所自動化系統(tǒng)為牽引變電所的遠動控制提供了可能。2電氣化鐵路的動脈電氣化鐵路的動脈——接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)當(dāng)我們乘坐在電氣化鐵路的旅客列車上出行時，會看到路基兩旁有一根根電桿豎立著頂端安裝有單臂結(jié)構(gòu)裝置伸向線路側(cè)上方且懸掛有電線，并將其固定在距軌道面一定高度的地方，在股道多的車站或編組站，懸掛結(jié)構(gòu)及各種線網(wǎng)多如蛛網(wǎng)。這就是電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)的主要供電設(shè)備——接觸網(wǎng)。接觸網(wǎng)是在露天設(shè)置，

5、不但受到各種氣象條件的影響，而且還受到電力機車行走時帶來的動作用力，加上接觸網(wǎng)又無法設(shè)置備用的條件，所以接觸網(wǎng)的工作環(huán)境條件非常惡劣。為了保證電氣化鐵路可靠安全運營，接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)必電所。由于鋼軌和大地之間沒有良好的絕緣牽引回流從鋼軌泄漏到地中的回流分量較大，對鐵路沿線平行接近的架空通信線和廣播線路產(chǎn)生較大的電磁干擾。但這種方式結(jié)構(gòu)最簡單，投資最省。我國早期修建的電氣化鐵路大都是采用這種供電方式。(2)帶回流線的直接供電方式（TNRF供電

6、方式）為了改善鋼軌中的回路電流流入大地所造成的危險影響和干擾影響，于是在接觸網(wǎng)的支柱上再架設(shè)一條與鋼軌并聯(lián)的回流線，利用回流線與鋼軌間的并聯(lián)連接線使鋼軌中的回路電流盡可能地由回流線流回到牽引變電所中，從而減少大地回流，減小對沿線通信的干擾。這種改進型的直接供電方式的供電性能和供電質(zhì)量得到了改善，在我國電氣化鐵路上得到了廣泛的采用。(3)吸流變壓器供電方式（BT供電方式）BT是英文的BoosterTransfmer的縮寫，即“吸流變壓器”

7、。吸流變壓器并非名符其實的變壓器，它既不升壓也不降壓，僅是一個原邊和次邊線圈匝數(shù)相等的電磁耦合器。它的作用就是通過電磁耦合使牽引電流從鋼軌吸引到回流線。由于接觸網(wǎng)與回流線中流過的電流大致相等、方向相反，因此對鄰近的架空通信線路和廣播線路的電磁感應(yīng)絕大部分被抵消。吸流變壓器使牽引網(wǎng)阻抗約增大50%，能耗增加，應(yīng)用就受到限制。(4)自耦變壓器供電方式（AT供電方式）AT是AutoTransfmer（自耦變壓器）的英文縮寫。它是將單相自耦變壓

8、器的原理移植到電氣化鐵路供電系統(tǒng)的供電方式，從自輻變壓器繞組的中點抽出一個端子直接接到鋼軌，就能把單相變壓器的輸出端分成兩個電壓相等的電源。電力機車受電的工作電壓是自耦變壓器輸入端電壓的一半，這時牽引變電所牽引變壓器的供電電壓可達到50千伏，大大提高了供電能力。電力機車從接觸網(wǎng)受電后，牽引電流一般由鋼軌流回，但由于自耦變壓器的作用經(jīng)鋼軌流回的電流經(jīng)自耦變壓器的另一段繞組和正饋線流回牽引變電所。當(dāng)電力機車取用電流時，由于自禍變壓器的作用，