接触网供电方式

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接触网的供电方式及其供电示意图

接触网的供电方式及其供电示意图

接触网的供电及其供电示意图一、接触网的供电方式接触网是架设在铁路线上空向电力机车提供电能的特殊形式的输电线路。

电能由地方电力网输送到铁路牵引变电所后,经主变压器降压达到电力机车正常使用所需电压等级,再由馈电线将电能送至接触网。

电力机车靠从接触网上获取电能以提供牵引动力,保证列车运行。

目前,我国电气化铁道干线上牵引变电所牵引侧母线上的额定电压为27.5kV(自耦变压器供电方式为2×27.5kV),接触网的额定电压为25kV ,最高电压为29kV 。

在供电距离较长时,电能在输电线路和接触网中产生电能损耗,使接触网末端电压降低。

但接触网末端电压不应低于电力机车的最低工作电压20kV ,系统在非正常运行情况(检修或事故)下,机车受电弓上的电压不得低于19kV ,所以两牵引变电所之间的距离一般为40~60km ,具体间距需经供电计算确定。

电压从牵引变电所经馈电线送至接触网,流过电力机车,再经轨道回路和回流线,流回牵引变电所。

应该指出:由于轨道和大地间是不绝缘的,在电力机车的电流流到轨道以后,并非全部电流都沿着轨道流回牵引变电所。

实际上有部分电流进入大地,并在地中流回牵引变电所。

这种由大地中流经的电流称地中电流(又称泄漏电流或杂散电流)。

牵引变电所向接触网正常供电的方式有两种:单边供电和双边供电。

如图1—3—1所示。

1.单边供电两个牵引变电所之间将接触网分成两个供电分区(又称供电臂),正常情况图1-3-1 电气化铁道供电系统1—发电厂;2—区域变电所;3—输电线;4—分区亭;5—牵引变电所6—接触线;7—轨道回路;8—回流线;9—电力机车;10供电线nt h两相邻供电臂之间的接触网在电气上是绝缘的,每个供电分区只从一端牵引变电所获得电能的供电方式称为单边供电。

单边供电时,相邻供电臂电气上独立,运行灵活;接触网发生故障时,只影响到本供电分区,故障范围小;牵引变电所馈线保护装置较简单。

这是中国电气化铁道采用的主要形式,乐昌供电车间也在用这种供电方式。

接触网的供电方式

接触网的供电方式
21.07.2020
2、吸流变压器—回流线装置BT
回流线cd 中无电流,在 接触网cd 段的长度内等于 没有防护。
d
c
两种情形都使吸流变压器—回流线在半段长度里失去效用,这种现象叫做 半段效应,失效区相当于分段长度之半。
所以实际装置是在供电臂内设置长度不大的许多吸上分段,每个分段仅长 2—4km,每个分段中央设置一台吸流变压器。分段以吸上线为界,吸上线一 端接回流线,另一端焊入钢轨。
21.07.2020
1、直接供电方式
复线区段供电方式与上述基本相同,但每一供电臂分别向上、下 行接触网供电,因此牵引变电所馈出线有四条。同一侧供电臂上、 下行线实行并联供电,可提高供电臂末端电压。越区供电时,通过 分区亭开关设备来实现。复线区段供电情况如下图所示。
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图 复线区段供电示意图
第一章 接触网概述
第一节 接触网的定义与分类 第二节 接触网的组成 第三节 供电方式 第四节 受电弓
21.07.2020
第三节 供电方式
在牵引供电的发展过程中,出现过低压直流、三相交流、单 相低频交流、单相工频交流等多种供电制式。目前仍采用的主 要供电制式有:单相工频25KV,单相低频15KV;直流3KV, 直流1.5KV等。
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2、吸流变压器—回流线装置BT
1 3
5 2
1 2
4
I1
I2 5
1—接触网;2—为轨道;3—为回流线;4—为吸流变压器, 变比1:1,一次线圈串接入接触网,二次线圈串接入回流; 5—为吸上线,一端接回流线,另一端与轨道或吸流变压器
线圈中点连接,以提供从电力机车到轨道的返回电流流到回
1、直接供电方式
1—输电线;2—牵引变电所;3—馈电线;4—接触网;5—电力机车;6—钢轨

接触网分类及供电方式

接触网分类及供电方式
b支柱翼缘与横腹杆结合处裂纹及腹板裂纹宽度不得超过 0.3mm。
c支柱翼缘不得有裂纹
3 、刚性接触网的组成
(1) 、接触悬挂: (2) 、支持和定位装置:
(1) 、接触悬挂:
A 、汇流排和接触线: a 、汇流排:一般用铝合金材料制成 ;其形状一般做成Τ型
和Ⅱ型; Ⅱ形结构汇流排包括标准型汇流排、汇流排终端及刚柔 过渡元件. b 、接触导线:一般采用银铜导线,其截面积一般采用 120mm2或150 mm2 ;接触导线通过特殊的机械方法镶 嵌于Ⅱ型汇流排上,或通过专用线夹固定于Τ型汇流排上, 与汇流排一起组成接触悬挂. B 、伸缩元件:其功能是能在一定范围内自由伸缩,同时又 能满足电气性能的要求;一般一个锚段安装一个膨胀元件, 其作用是补偿铝合金汇流排与银铜接触线因热胀系数不同 而产生的热膨胀误差. C 、接头:其要求是既要保证被连接的两根汇流排机械上 良好接触,又要有足够大的接触面积,确保导电性能良好. D 、中心锚结:其作用是防止接触悬挂窜动.
(1)直链形悬挂(2)半斜链形悬挂 (3)斜链形悬挂
(2)、支持装置
主要设备: 腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串、棒式绝缘子及 悬挂接触悬挂的全部设备。 作用: 用以支持接触悬挂,并将其负荷传给支柱或其 它建筑物。 腕臂结构: 分为绝缘腕臂、非绝缘腕臂。 绝缘腕臂又分为普通腕臂和平头腕臂。
(3)、定位装置
线.
2、柔性接触网的组成
(1)、接触悬挂 (2)、支持装置 (3)、定位装置 (4)、支柱与基础
区间接触网系统 – 单腕臂悬挂
车站的接触网系统 – 软横跨
电力机车与接触网
电力机车与接触网
(1)、接触悬挂
主要设备: 接触线、吊弦、承力索和补偿器及其连接 零件。 作用:

铁路接触网供电方式

铁路接触网供电方式

zz
tc rv
优缺点:
并联供电可提高供电 臂末端电压,但是接触网 发生事故时,影响范围大,运行检修不够灵活。
触 接
精 网
课 品
应用范围:
我国在哈大线、太焦等线路使用了并联供电,繁忙干线应优先采用上下 行分开的供电方式。
第三节 供电方式
二、牵引供电系统的供电方式
牵引供电系统可能对临近线路的影响
zz
tc rv
静电感应电压影响 处于电场内的架空通讯线路将产生静电感应电位 电磁感应影响 观音坝实验:接触网与架空线相距100m,平行长度 18.3m,接触网短路电流Ik=1140A,实测纵电动势787~824V
触 接
杂音干扰
精 网
课 品
谐波成分在通信中产生感应电压,形成通信中的杂音。
第三节 供电方式
二、牵引供电系统的供电方式
直接供电方式 BT供电方式
zz
tc rv
触 接
AT供电方式
精 网
课 品
直供加回流线供电方式
第三节 供电方式
二、牵引供电系统的供电方式
1.直接供电方式
牵引变电所与接触网间 不设置任何防干扰设备。
zz
tc rv
优缺点:
馈电回路结构简单,造 价低,但对通信线路干扰较 大。
触 接
精 网
课 品
第三节 供电方式
应用情况:
目前我国电气化铁道中采用BT供电方式的线路中,大部分BT 变压器已经退出运行。
触 接
精 网
课 品
第三节 供电方式
二、牵引供电系统的供电方式
3.AT供电方式
牵引变电所与接触网间 不设置任何防干扰设备。
zz
tc rv

接触网系统概述—供电方式

接触网系统概述—供电方式
自耦变压器两端电压的一半即27.5kV。
AT供电方式示意图~15 km左右将自耦变压器线路端子并联接在接触导线和AF线上,
自耦变压器绕组中性点端子接至钢轨,则牵引网构成2×25kV供电网络。
自耦变压器供电方式的特点
02
牵引网阻抗很小,约为直接供电方式的1/4,其供电距离长。
(Boosting Wire),它是机车电流返回回流线的通路。
吸流变压器供电方式的特点
03
吸流变压器(BT)采用变比为1:1的特殊变压器。
吸流变压器供电方式的特点
04
回流线中流过的电流与接触网内流过的牵引电流方向相
反,它们形成的电磁场互相抵消。
BT供电方式缺点
并不能完全消除电磁干扰,
单位长度阻抗加大;
受电弓通过吸流变压器分
存在半段效应;
电能损失和电压降均增加;
段时,将产生电弧,烧损
结构复杂和维护工作量大;
接触线和受电弓滑板。
BT供电方式应用情况
目前我国电气化铁道中采用BT供电方式
的线路中,大部分BT变压器已经退出运行。
CC供电方式
CC供电方式(coaxial cable supply system of electric traction)是指电力
吸流效率高,对邻近通信线路的电磁感应干扰影响小。与接触网(电)分段方
式相比,对邻近通信线路的电磁感应影响稍大,防护效果稍低。
接触网
钢轨
变电所
连接线
电缆外导体
电缆内导体
接触网(电)分段
对邻近通信线路的影响主要决定于电缆内导体和外导体中的电流差。由于电缆内外导
体之间互感系数大,吸流效率高,故电缆内外导体的电流差小,即通过轨道、大地返回

接触网的供电方式及其供电示意图讲解学习

接触网的供电方式及其供电示意图讲解学习

接触网的供电方式及其供电示意图接触网的供电及其供电示意图一、接触网的供电方式接触网是架设在铁路线上空向电力机车提供电能的特殊形式的输电线路。

电能由地方电力网输送到铁路牵引变电所后,经主变压器降压达到电力机车正常使用所需电压等级,再由馈电线将电能送至接触网。

电力机车靠从接触网上获取电能以提供牵引动力,保证列车运行。

目前,我国电气化铁道干线上牵引变电所牵引侧母线上的额定电压为27.5kV(自耦变压器供电方式为2×27.5kV),接触网的额定电压为25kV,最高电压为29kV。

在供电距离较长时,电能在输电线路和接触网中产生电能损耗,使接触网末端电压降低。

但接触网末端电压不应低于电力机车的最低工作电压20kV,系统在非正常运行情况(检修或事故)下,机车受电弓上的电压不得低于19kV,所以两牵引变电所之间的距离一般为40~60km,具体间距需经供电计算确定。

电压从牵引变电所经馈电线送至接触网,流过电力机车,再经轨道回路和回流线,流回牵引变电所。

应该指出:由于轨道和大地间是不绝缘的,在电力机车的电流流到轨道以后,并非全部电流都沿着轨道流回牵引变电所。

实际上有部分电流进入大地,并在地中流回牵引变电所。

这种由大地中流经的电流称地中电流(又称泄漏电流或杂散电流)。

牵引变电所向接触网正常供电的方式有两种:单边供电和双边供电。

如图1—3—1所示。

图1-3-1 电气化铁道供电系统1—发电厂;2—区域变电所;3—输电线;4—分区亭;5—牵引变电所1.单边供电两个牵引变电所之间将接触网分成两个供电分区(又称供电臂),正常情况两相邻供电臂之间的接触网在电气上是绝缘的,每个供电分区只从一端牵引变电所获得电能的供电方式称为单边供电。

单边供电时,相邻供电臂电气上独立,运行灵活;接触网发生故障时,只影响到本供电分区,故障范围小;牵引变电所馈线保护装置较简单。

这是中国电气化铁道采用的主要形式,乐昌供电车间也在用这种供电方式。

牵引供电方式识别与应用—接触网供电方式(高铁牵引供电系统)


供电臂
牵引变电所
输电线
钢轨
机车 供电臂1 供电臂2
牵引变电所是沿着电气化铁 路线路分布,每个变电所有 一定的供电范围。通常把一 个变电所至其所供电的末端 称为一个供电臂。一个供电 臂的长度对应于线路的区间 数约为2-5个区间。
单线双边供电方式
牵引变当相邻两牵引变电所之间的两段接触网通过分 区所的联络开关连通时,则电力机车将从两个变电所 同时获得供电,这种供电方式称单线双边供电。
双边供电方式的优缺点
优点
缺点
列车可从两个牵引变电所取流,每条 馈电线的电流相对减小,从而可减小 牵引网中的电压损失和电能损失,有 利于改善供电臂的电压水平,降低铁 路的运营成本,且牵引变压器和接触 网悬挂的负荷较均匀。
牵引变电所与分区所的保护相应都要 复杂一些。同时,当两牵引变电所的 电压有差异时,还可能出现不平衡电 流,从而产生附加的电能损失等。
AT供电方式的特点 三大优点
(1) 供电电压提高一倍。 相同牵引负荷条件下, 接触悬挂和正馈线中的 电流大致可减少一半。
(2) 供电能力强。牵引网 单位阻抗低,大大减小 电压损失和电能损失。
(3)AT所处的接触悬挂无 电分段,电力机车通过 AT所时,受电弓上不会 产生强烈电弧,能满足 重载、高速列车运输的 需要。
BT供电方式的缺点
为何现在不采用BT供电方式了?
BT供电方式的缺点
①牵引网阻抗增大
②电压损失增大
由于每台吸流变压器是串联在 接触网回路中, 相当于串联了 一个较大阻抗。
与直接供电方式相比较,BT供 电方式的牵引网单位阻抗增大 约51%。
在相同负载电流条件下,BT供 电方式的牵引网电压损失相应 地增大约51 %。因此严重恶化 了供电臂的电压水平。

接触网的供电方式1

(四)接触网的供电方式我国电气化铁路均采用单边供电方式,即牵引变电所向接触网供电时,每一个供电臂的接触网只从一端的牵引变电所获得电能(从两边获得电能则为双边供电,可提高接触网末端网压,但由于其故障范围大、继电保护装置复杂等原因尚未有采用)。

复线区段可通过分区亭将上下行接触网联接,实现“并联供电”,可适当提高末端网压。

当牵引变电所发生故障时,相邻变电所通过分区亭实现“越区供电”,此时供电范围扩大,网压降低,通常应减少列车对数或牵引定数,以维持运行。

1、直接供电方式如前所述,电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制,单相交流负荷在接触网周围空间产生交变电磁场,从而对附近通信设施和无线电装置产生一定的电磁干扰。

我国早期电气化铁路(如宝成线、阳安线)建设时,处于山区,地方通信技术不发达,铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电缆,接触网产生的电磁干扰影响极小,不用采取特殊防护措施,因此上述单边供电方式亦称为直接供电方式(简称TR供电方式)。

随着电气化铁路向平原和大城市发展,电磁干扰矛盾日显突出,于是在接触网供电方式上采取不同的防护措施,便产生不同的供电方式。

目前有所谓的BT、A T和DN供电方式。

从以下的介绍中可以看出这些供电方式有一个共同特点,即在接触网支柱田野侧,与接触悬挂同等高度处都挂有一条附加导线。

电力牵引时,附加导线中通过的电流与接触网中通过的牵引电流,理论上讲(或理想中)大小相等、方向相反,从而两者产生的电磁干扰相互抵消。

但实际上是做不到的,所以不同的供电方式有不同的防护效果。

2、吸流变压器(BT)供电方式这种供电方式,在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器(变比为1:1),其原边串入接触网,次边串入回流线(简称NF线,架在接触网支柱田野侧,与接触悬挂等高),每两台吸流变压器之间有一根吸上线,将回流线与钢轨连接,其作用是将钢轨中的回流“吸上”去,经回流线返回牵引变电所,起到防干扰效果。

由于大地回流及所谓的“半段效应”,BT供电方式的防护效果并不理想,加之“吸——回”装置造成接触网结构复杂,机车受流条件恶化,近年来已很少采用。

感应电的危害及防范


(1)感应电动势计算公式:
电力贯通(自闭)线感应电动势计算公式:
Em=w*Mjg*L*Ij*Kg
式中:Em为电力贯通线上的纵向电动势; w为角频率; Mjg为接触网与电力贯通线的互感系数(H/km); L为二线平行长度; Ij为接触网牵引电流; Kg为轨道的反磁效应,亦称钢轨的屏蔽系数(单线取0.5, 复线取0.33)。
(2)静电感应电压的特点:
从公式中可知静电感应电压的大小主要 取决于: 1)接触网与电力贯通(自闭)线间平行距 离。平行距离越小,产生的静电感应电 压越大。 2)接触网线路的电压。接触网线路的电 压越高,则产生的静电感应电压越大; 静电感应电压与接触网中有无电流无关。
2、电磁感应电动势:
接触网中的交流电流在其周围空间会产生未被平衡的交变磁场。 根据电磁感应原理,其电流产生的磁力线切割相邻的电力贯通 线时,将产生纵向感应电动势。该感应电动势的大小,不仅与 接触网电流大小有关,而且与接触网和电力贯通线间的距离、 两线间平行接近长度有关。)。
预防措施
3.1.2 有效设置短路接地封线 要求短路 接地封线为截面不小于25 mm2 的铜线。 同时要做到: 1)在与接触网水平距离较近、天气潮湿、 作业范围较大情况下进行电力作业时,应 适当增加接地封线点。
预防措施
2)在线路上设置短路接地封线的处所若有接 地装置时,其接地电阻应不大于30 欧姆; 若无接地装置时,应选在土壤电阻率小的地 方,且接地棒(接地极)打入地下深度不得少 于0.6 m。 3)任何操作必须避免造成不同电位的开口作 业。需要断开导线或隔离开关时,应在断开 点两端接临时短接线或进行接地。
电气化区段
电力贯通(自闭)线作业中 感应电的危害及防范
一、接触网的供电方式:

接触网供电方式

接触网(牵引网)供电及各类供电方式
牵引网是由馈电线、接触网、钢轨及回流线组成的供电网络,如图:
一般情况下,接触网电压不应低于21kv,干线额定电压25kv,对地27.5kv。

单变供电:每个供电分区只从一端的牵引变电所获得电能(分区亭设备开关打开)
双边供电:两个供电臂同时从两个牵引变电所获得电能(分区亭设备开关关闭)
越区供电:当牵引变电所不能正常供电时,通过分区亭开关,由两侧相邻的变电所供电的临时措施(非正常状态)
以下是几中供电方式示意图:。

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2012-12-6
5
乌鲁木齐供电段职工教育科
3、同轴电力电缆供电方式(CC供电方式)
接触网不(电)分段方式 吸流效率高,对邻近通信线路的电磁感应干扰影响小。 与接触网(电)分段方式相比,对邻近通信线路的电磁感应 影响稍大,防护效果稍低。
2012-12-6
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乌鲁木齐供电段职工教育科
3、同轴电力电缆供电方式(CC供电方式)
BT为实际变压器
2012-12-6
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乌鲁木齐供电段职工教育科
4、BT(吸流变压器)供电方式
改善吸—回方式防护效果措施: (1)合理选择回流线在接触网支柱上的装设位置 (2)合理确定吸上线的安装位置 (3)合理确定吸流变压器间的距离 (4)合理选择BT的变比
(5)采用局部无防护的BT过补偿方式Biblioteka 2012-12-613
乌鲁木齐供电段职工教育科
5、AT(自耦变压器)供电方式
自耦变压器的工作原理: 一次和二次回路共用部分绕组(n2部分)而n1只有一 次电流流过。输入电压是输出电压的两倍,也就是说通过 自耦变压器可以输入较高的电压而得到机车所需的低电压, 电流则相反,输入电流为输出电流的一半,从牵引变电所 来看,以两倍接触网电压沿线输送(1/2)I,送电电压加 倍,送电电流减半,送电电路中的电压损失将降低1/4, 利用AT这个特点可以增大变电所之间的距离和增大传输功 率,减少牵引网损耗。
回流线
R C
接触网
AC
27.5kV
电力机车 钢轨 T
8
2012-12-6
乌鲁木齐供电段职工教育科
4、BT(吸流变压器)供电方式
BT供电方式分为两种,其示意图如下
吸—回方式
吸—轨方式
2012-12-6
9
乌鲁木齐供电段职工教育科
4、BT(吸流变压器)供电方式
BT供电方式简单原理图:
BT为理想变压器
4
乌鲁木齐供电段职工教育科
3、同轴电力电缆供电方式(CC供电方式)
CC供电方式是将同轴电力电缆沿电气化铁路装设,电缆的 内导体与接触悬挂相连,用作正馈线,外导体与轨道相连, 用作负馈线,每隔一定距离分成一个供电分区。 同轴电力电缆的接入方式有: (1)接触网不(电)分段 (2)接触网(电)分段
接触网 C
电力机车
AC
钢轨 T
55kV 负馈线
12
F
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乌鲁木齐供电段职工教育科
5、AT(自耦变压器)供电方式
结构上:AT供电方式是用自耦变压器代替了吸流变压器, 正馈线代替了回流线。自耦变压器是并入电路,这一改变 首先消除了接触网中的吸流变压器分段,大部分回流流经 正馈线,从而降低对邻近通信线路的干扰。
接触网资料汇编
接触网供电方式分册
乌鲁木齐供电段职工教育科
牵引网向电力机车的供电方式
目前单相工频25kV牵引网供电方式主要有: 1、直接供电方式(TR) 2、带回流线的直接供电方式(TRNF)
3、同轴电力电缆供电方式(CC供电方式)
4、BT(吸流变压器)供电方式 5、AT(自耦变压器)供电方式
2012-12-6
2
乌鲁木齐供电段职工教育科
1、直接供电方式(TR)
牵引电流通过电力机车后直接从钢轨或大地返回牵引变 电所; 结构简单,投资最少,维护费用低;在负荷电流较大的 情况下,钢轨电位高; 对弱电系统的电磁干扰较大。
接触网 C
AC
电力机车 T 钢轨
27.5kV
2012-12-6
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乌鲁木齐供电段职工教育科
2012-12-6
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乌鲁木齐供电段职工教育科
6、各供电方式比较
供电方式 供电臂(km) 牵引网阻抗
(Ω/km) 直供DF
25~30 0.6~0.65
直供+回流 DN
30 0.5~0.55
BT
20 0.85~0.9
AT
45~50 0.16~0.2 由接触悬挂、钢 轨、正馈线、自 耦变压器和保护 线。最复杂 最好 2~3%
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乌鲁木齐供电段职工教育科
5、AT(自耦变压器)供电方式
AT供电系统中,牵引变电所牵引侧电压为55kV或2x27.5kV, 牵引网电压为27.5/0/-27.5kV三线制。 牵引网接触线C和正馈线F接在自耦变压器的原边,构成 55kV供电回路,而钢轨与自耦变压器的中点连接,使接触 网与钢轨间的电压仍然保持为27.5kV。AT供电方式接触网 结构复杂,供变电设施较多,运营维护难度较大。
牵引网结构
牵引网电压水平 牵引网电能损失
由接触悬 由接触悬挂、 由接触悬挂、 挂、钢轨 钢轨、NF和 钢轨和回流 组成。 吸流变压器组 线组成 成 最简单 较好 5% 良好 4~5% 较差 7~8%
防干扰特性
维护管理 牵引网造价
2012-12-6
最差
最少 最少
较差
较少 较少
15
良好
较多 较大
良好
最多 最大
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7
乌鲁木齐供电段职工教育科
4、BT(吸流变压器)供电方式
在接触网和回流线中串接吸流变压器,让牵引电流通过电 力机车后从回流线返回牵引变电所。 电磁兼容性能好,对周围环境影响小。 接触网中串接吸流变压器,牵引网阻抗增大,供电臂压降 增大,牵引变电所的供电距离缩短。
吸流变压器 吸流变压器
乌鲁木齐供电段职工教育科
接触网供电方式分册
乌鲁木齐供电段职工教育科
2、带回流线的直接供电方式
相对直接供电方式,钢轨电位和对通信线路的干扰有所改 善。钢轨电位降低;牵引网阻抗降低,供电距离增长;对 弱电系统的电磁干扰减小。 相对BT方式,结构简单,投资少,维护费用低;牵引网阻 抗减小,供电距离增长。
回流线 R C
接触网
AC
27.5kV
电力机车 钢轨 T
2012-12-6
接触网(电)分段方式 这种接入方式,对邻近通信线路的影响主要决定于电 缆内导体和外导体中的电流差。由于电缆内外导体之间互 感系数大,吸流效率高,故电缆内外导体的电流差小,即 通过轨道、大地返回牵引变电所的电流小,从而与接触网 不(电)分段方式相比,对邻近通信线路的电磁感应影响更 小,防护效果更好。
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