电气化铁道主要供电方式
电气化铁道主要供电方式
电气化铁道的主要供电方式通常有以下几种：
1.架空线供电（Overhead Line Electrification）：这是最常见的
供电方式，也称为接触网供电。在架空线供电系统中，铁道上方架设一条称为接触网的电线，电动列车通过集电装置与接触网接触，从而获取所需的电能。接触网将高压直流（DC）或交流（AC）电源通过变电站供应到铁道上，以满足列车运行的电力需求。
2.第三轨供电（Third Rail Electrification）：在第三轨供电系统
中，铁道旁边或中间安装一条额外的供电轨道，称为第三轨。电动列车通过集电装置与第三轨接触，从而获得所需的电能。第三轨通常使用直流供电，但也有一些使用交流供电的系统。
3.混合供电方式：某些铁路系统采用混合供电方式，同时使
用架空线和第三轨供电。这种方式通常用于铁路线路的不同区段或分支线路，以适应不同的运行要求和设备技术。不同地区和铁路系统可能采用不同的主要供电方式，其中选用的供电方式取决于多个因素，包括成本、技术要求、环境影响以及安全性等考虑。另外，电气化铁道的供电方式也在不断发展和创新，例如可再生能源和蓄电池技术的引入，以提高能源效率和减少环境影响。
电气化铁路原理
电气化铁路原理 电气化铁道牵引供电装置，又称为牵引供电系统，其系统本身没有发电设备，而是从电力系统取得电能。目前我国一般由110kV以上的高压电力系统向牵引变电所供电。 目前牵引供电系统的供电方式有直接供电方式、BT供电方式、AT供电方式、同轴电缆和直供加回流线供电方式四种，京沪、沪杭、浙赣都是采用的直供加回流线方式。 一、直接供电方式 直接供电方式(T—R供电)是指牵引变电所通过接触网直接向电力机车供电，及回流经钢轨及大地直接返回牵引变电所的供电方式。 这种供电方式的电路构成及结构简单，设备少，施工及运营维修都较方便，因此造价也低。但由于接触网在空中产生的强大磁场得不到平衡，对邻近的广播、通信干扰较大，所以一般不采用。我国现在多采用加回流线的直接供电方式。 二、BT供电方式 所谓BT供电方式就是在牵引供电系统中加装吸流变压器(约3～4km安装一台)和回流线的供电方式。这种供电方式由于在接触网同高度的外侧增设了一条回流线，回流线上的电流与接触网上的电流方向相反，这样大大减轻了接触网对邻近通信线路的干扰。 BT供电的电路是由牵引变电所、接触悬挂、回流线、轨道以及吸上线等组成。由图可知，牵引变电所作为电源向接触网供电；电力机车(EL)运行于接触网与轨道之间；吸流变压器的原边串接在接触网中，副边串接在回流线中。吸流变压器是变比为1：1的特殊变压器。它使流过原、副边线圈的电流相等，即接触网上的电流和回流线上的电流相等。因此可以说是吸流变压器把经钢轨、大地回路返回变电所的电流吸引到回流线上，经回流线返回牵引变电所。这样，回流线上的电流与接触网上的电流大小基本相等，方向却相反，故能抵消接触网产生的电磁场，从而起到防干扰作用。 以上是从理论上分析的理想情况，但实际上由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流，所以经回流线的电流总小于接触网上的电流，因此不能完全抵消接触网对通信线路的电磁感应影响。另外，当机车位于吸流变压器附近时回流还是从轨道中流过一段距离，至吸上线处才流向回流线，则该段回流线上的电流会小于接触网上的电流，这种情况称为“半段效应”。此外，吸流变压器的原边线圈串接在接触网中，所以在每个吸流变压器安装处接触网必须安装电分段，这样就增加了接触网的维修工作量和事故率。当高速大功率机车通过，该电分段时产生
电气化铁道主要供电方式
电气化铁道主要供电方 式 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
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、AT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。
电气化铁道主要供电方式
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、AT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; BT供电方式原理结线图 H—回流线；T—接触网；R—钢轨； SS—牵引变电所；BT—吸流 变压器; 牵引网阻抗与机车至牵引变电所的长度不是简单的线性关系;随着取流位置的不同,牵引网内的电流分布可有很大不同,例如图中当机车位于供电臂内第一台BT前方时,牵引负荷未通过吸流变压器一次绕组,其二次绕组没有电流流通,因此牵引网按直接供电方式运行,到达BT处后,吸流变压器一次绕组有牵引电流流过,牵引回流被迫由
论电气化铁路的供电系统
论电气化铁路的供电系统 电气化铁路是以电能作为牵引动力的一种现代化交通运输工具，由于它的牵引动力是电能，所以又称电力牵引，它与蒸汽牵引和内燃牵引不同的地方是电力机车（或电动车组）本身不带能源必须由外部供给电能。 1 牵引供电系统 牵引供电系统主要包括牵引变电所和牵引网两部分，而牵引网又由馈电线、接触网、轨道回路和回流线组成。牵引变电所是电气化铁路供电系统的心脏，在采用单相工频交流制时，它的主要功能是变压和变相，它将电力系统输送来的高压110KV或220KV变成电力牵引所需要的电压并将电力系统输送来的三相电变成电力牵引相适应的单相电，在采用单相低频交流制式时，还要进行变频，如25HZ，对于直流电气化铁路还要进行整流，把交流电变成相应电压的直流电，我国电气化铁路采用的是单相工频交流制，其频率与工业企业使用的电源频率是一致的，都是50 HZ，在使用国家电力系统电能时无需变换频率。 牵引变电所是沿电气化铁路设置的，根据牵引变电所及电力系统的发电厂和区域变电所的位置，以及高压输电线路对牵引变电所的引入方式，牵引变电所可分为中间变电所，中心变电所，和终端变电所，为了保证供电的可靠性，牵引变电所通常应由两个相互独立电源供电，或者由一个电源由两个回路的输电线路供电，以便当一个回路输电线路检修或故障时，由另一回路输电线路完成全部输电任务。 2 电力机车和电动车组 电力机车和电动车组是靠电能驱动运行的机车车辆，电力机车由机械部分、电气部分和空气管路系统三部分组成，它的机械部分和空气管路系统基本上与内燃机车相同，机械部分主要包括机车车体和走行部分，空气管路系统主要包括制动气路系统和辅助气路系统。 而电气部分主要包括受电弓，主断路器、牵引变压器、整流硅机组、平波电抗器、牵引电动机和制动电阻柜等。为了保证电力机车的正常运行机车上装有许多辅助电气设备，如电动压缩机组，电动通风机组、电动油泵机组等。机车上装有许多控制电器，如司机控制器、按钮开关、接触器等，通过它们来控制机车上各种电气设备，实现机车的起动、调速、反向、运行和进行电阻制动。 电力机车运行时，受电弓升起，从接触网上取得25KV交流电，通过主断路器进入牵引变压器，将接触网的高压交流电变成低压交流电，然后整流硅组将交流电整流成直流电，再经平波电抗器滤波后，供给牵引电动机，牵引电动机旋转带动车轴和车轮转动，由于轮轨间的粘着作用，从而产生牵引力，趋势列车前进。
电气化铁路供电方式
一、电气化铁路供电方式的分类 1、直接供电方式（简称TR供电方式） 2、自耦变压器供电（简称AT供电方式） 3、吸流变压器供电（检查BT供电方式） 4、带回流线的直接供电（检查DN供电方式） 二、各供电方式的优缺点： 1、AT和BT供电比较复杂，一般情况下，大多数采用带回流线的直供方式，取消了BT供电方式中的吸流变压器，保留了回流线，利用接触网与回流线之间的互感作用，使钢轨中的回流尽可能的由回流线流回变电所，因而部分抵消了接触网对临近通信线路的干扰，其抗干扰效果不如BT供电方式好，通常在对通信线防干扰要求不高的地区采用这种方式，这种供电方式设备简单，供电设备的可靠性得到了提高，由于取消了吸流变压器，只保留了回流线，因此牵引网阻抗比直供方式低一些，供电性能好一些，造价也不高，所以这种供电方式在电气化铁路上得到广泛应用。 2、直接供电方式： 1）优点：接线简单、节省投资 2）缺点：由于牵引供电系统为单相负荷，该供电方式的牵引回流是通过钢轨流回变电所，是不平衡的供电方式，电流流出不等
于流入，对通信线路产生感应影响。 3、自耦变压器供电（AT供电方式） 1）由于自耦变压器的中心点与钢轨连接，牵引网的供电电压为2＊25KV，电压提高了一倍，因此牵引变电所间的距离也提高了一倍，（直供＋回流的供电方式牵引变电所间的距离20—30公里、而AT供电方式的牵引变电所间的距离为40—60公里）一般AT供电方式用于重载和高速铁路，需要牵引电流比较大的供电系统，而馈线电流只有直供方式的一半。 4、牵引网的阻抗值： 1）AT供电方式：0.09欧/km 2)BT供电方式：0.85欧/km 3)直供方式：0.33欧/km 4）直供+回流：0.31欧/km 三、牵引变压器接线方式： 1、单相V/V接线： 1）优点：接线简单、体积小、重量轻、便于运输，适应运输量较小的线路。 2）缺点：负荷严重不平衡、高压侧只用两相，所内用电只有220V 电源，没有380V电源，需要增加劈相设备。 2、三相*/△接线：
地铁的供电
地铁的供电 供电方式一般而言，为减低隧道建造成本，大多地下铁会选择使用第三轨供电方式以缩小隧道断面，不过并非绝对。地铁的供电方式主要如下：轨道供电，是铁路电气化的方法之一，常用于大众运输系统。第三轨在原有两轨路线侧边新增轨道带电，车辆则利用集电靴获得电力；电流经车轮和运行轨道回到发电厂。第四轨供电除了原有车轮支撑导引用轨道外，另外增设两条轨道各供应直流电正负两极，或者供应三相交流电，但不如第三轨式经济，故不常见。 轨道供电的概念就是在列车行走的两条路轨以外，再加上带电的铁轨。这条带电铁轨通常设于两轨之间或其中一轨的外侧。电动列车的集电装置在带电路轨上接触并滑行，把电力传到列车上。这种集电装置在英语称为“shoe”，中译为“集电靴”。轨道供电系统的电压较接触网系统为小。接触网一般能提供25000伏特或以上的交流电，但第三轨系统最多只能提供约1500伏特的直流电。 第三轨和第四轨： 一般而言，采用轨道供电系统的铁路只设一条带电路轨。这条带电路轨称为“第三轨”。从第三轨取得的电力一般都会经列车的车轮及路轨传回发电厂。 但一些使用橡胶车轮的列车（如巴黎地铁的部份列车）并不能让电力经路轨传回发电厂，因此在这些列车行走的路段一般都会再增加一条额外的带电轨道（亦即“第四轨”）以作回传电力之用。有趣的是，
基于第四轨的另外一些优点（例如较高的可靠性以及减低信号系统的复杂性），一些使用普通金属车轮列车的铁路系统也会装设第四轨， 使供电用和行走用的路轨完全分开。伦敦地铁是最大的第四轨铁路系统。 意大利米兰市的地铁A线则采用了更为特别的四轨系统。在该线部份路段上，两路线轨中间设有一条带电金属条。列车的集电靴是设在“车卡”侧，以配合带电金属条的位置。地上的第三轨则作电流回流之用。值得注意的是，该线北部的路段是采用接触网供电系统的。 轨道供电的优劣： 优点装置带电轨的成本往往比接触网低，因为接触网需要支架而带电路轨不用。实际上，成本问题是很多轨道供电系统没有转用接触网的主因。天灾对带电轨的影响较接触网少（洪水泛滥除外）。带电轨比 接触网更适合安装于净空较小的隧道。有些乘客认为接触网有碍观瞻，相比之下带电轨的视觉效果较佳。缺点暴露户外的带电轨道构成危险：有些企图横过路轨的人便因不幸踏在带电轨道上而触电致死。例如台北捷运淡水线即有平面轨道供电路段，为防止民众误踏而加设严密的铁丝网。电压问题：带电轨道的电压不能太高，否则电流会在路轨间形成电弧。由于电压不高，故在兴建铁路时每隔一小段便要设立一个电站，以确保电力供应稳定──但这样也加重了成本，因此只适合用在短距离的地下铁或都市内的轨道运输。另外，电压问题亦使高速列车和货运列车不适合于轨道供电系统，故一般速度较低、载重较小的列车（亦即通常用于大众运输的一类列车）较适合使用轨道供电系统
电气化铁路的组成、特点、供电方式及电压等级
接触网按其结构分为架空式接触网和接触轨式接触网。其中架空式电压又有地铁用的直流式和电气化铁路的交流式，本文所涉及的接触网系指国内架空交流式。 接触网的组成 接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由支柱与基础、支持装置、接触悬挂几部分组成。 支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。我国接触网中采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱，基础主要是对钢支柱而言的，即钢支柱固定在下面的钢筋混凝土制成的基础上，由基础承受支柱传给的全部负荷，并保证支柱的稳定性。一般预应力钢筋混凝土支柱与基础（即杯形基础，先打好杯形基础，然后将支柱埋入并整正后浇注而成）制成一个整体，下端直接埋入地下，对大容量滑兰式预应力钢筋混泥土支柱，与普通钢柱固定方式相似。 支持装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。根据接触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同。支持装置包括腕臂、拉杆、定位装置、悬式绝缘子串、棒式绝缘子、软横跨、应横跨及其它建筑物的特殊支持设备。严格来说，支柱与基础也属于支持装置。 定位装置包括定位管和定位器，其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱。 接触悬挂包括承力索、吊弦、接触线以及连接零件。接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，其功用是将从牵引变电所获得的电能传送给电力机车。接触悬 挂的类型 接触网的分类大多以接触悬挂的类型来区分。我们所讲的接触悬挂的分类是对接触网的每个锚段而言的。接触悬挂的种类较多，一般根据其结构的不同分成简单接触悬挂和链形接触悬挂两大类。 简单接触悬挂（以下简称简单悬挂）系由一根接触线直接固定在支柱支持装置上的悬挂形式。国内外对简单悬挂做了不少研究和改进。我国现采用的带补偿装置的弹性简单悬挂系在接触线下锚处装设了张力补偿装置，以调节张力和弛度的变化。在悬挂点上加装8〜20m长的弹性吊索，通过弹性吊索悬挂接触线，这就减少了悬挂点处产生的硬点，改善了取流条件。另外跨距适当缩小，增大接触线的张力去改善弛度对取流的影响。 链形悬挂的接触线是通过吊弦悬挂在承力索上。承力索悬挂于支柱的支持装置上，使接触线在不增加支柱的情况下增加了悬挂点，利用调整吊弦长度，使接触线在整个跨距内对轨面的距离保持一致。链形悬挂减小了接触线在跨距中间的弛度，改善了弹性，增加了悬挂重量，提高了稳定性，可以满足电力机车高速运行取流的要求。 链形悬挂比简单悬挂得到了较好的性能，但也带来了结构复杂、造价高、施工和维修任务量大等许多问题。 链形悬挂分类方法较多，按悬挂链数的多少可分为单链形，双链形和多链形。 链形悬挂根据线索的锚定方式（即线索两端下锚的方式），可分为下列几种
铁路供电的概念
铁路供电的概念 铁路供电是指为电气化铁路系统提供电能的一种技术与设备体系。电气化铁路系统是指将传统的燃料动力机车替代为电力供电的铁路系统，通常分为两种供电方式：集中供电和分布供电。 集中供电是指在电气化铁路线路的特定位置建设供电所，通过高压输电线路将电能输送到各供电所，然后再通过接触网、接触轨等设施将电能供给给电力机车使用。集中供电的主要特点是电力输电线路较长，设备数量较少；传输效率高，设备成本较低。但是，集中供电系统也存在电能传输距离远、线损大、电力质量难以保证等问题，限制了其在一些电气化铁路线路中的应用。 分布供电是指将电能直接通过接触网或第三轨供给到电力机车，避免了中间供电所，减少了输电损耗和设备成本。分布供电系统通常是将电能从电网输送到接触网或第三轨的交流变压器站点，然后通过接触网（架空线方式）或第三轨（轨道供电方式）将电能供给电力机车。分布供电的主要优点是电能传输距离短、线损小、电力质量较高，适用于高速铁路等要求较高的线路。但是，分布供电系统也存在电力线路工程量大、设备成本高等问题。 铁路供电系统由电源系统、变电所、接触网（或第三轨）、电力机车等组成。电源系统是指铁路供电的起点，可以是电网、太阳能光伏发电系统等，将电能输送到变电所进行变压、配电；变电所是电能的加工中心，负责将高压输电变成适合铁路电气设备的低压电能；接触网是集中供电和分布供电的载体，接触网可分为
架空接触网和轨道供电系统，它们通过空气绝缘、设备固定等方式确保电能传输的可靠性；电力机车是电气化铁路系统的牵引设备，它通过接触线路获取电能转换为机械能，驱动列车运行。 铁路供电系统在电气化铁路中起着至关重要的作用。通过电气化铁路系统，可以使列车增加运行速度、提高运行效率，降低车辆噪音和污染排放，提升运输能力和运行安全性。铁路供电系统的设计和建设需要考虑到线路类型、运行速度、列车类型、交通量等因素，根据不同的需求选择合适的供电方式和技术手段。随着科技的发展和需求的变化，铁路供电技术也在不断创新与进步，例如采用新型的供电方式和设备，发展可再生能源供电等，以满足电气化铁路系统的发展需求。 总之，铁路供电是电气化铁路系统中的重要组成部分，通过为电力机车提供电能，使铁路运输更加高效、环保、安全。集中供电和分布供电是两种常见的供电方式，各有优缺点，适用于不同的铁路线路和需求。铁路供电系统由电源系统、变电所、接触网、电力机车等组成，它们通过合作协同工作，为电气化铁路系统提供稳定可靠的电能。随着科技的进步，铁路供电技术也在不断创新，以满足电气化铁路系统的发展需求。
牵引变电所的几种供电方式
电气化铁道牵引供电装置，又称为牵引供电系统，其系统本身没有发电设备，而是从电力系统取得电能。目前我国一般由110kV以上的高压电力系统向牵引变电所供电。 目前牵引供电系统的供电方式有直接供电方式、BT供电方式、AT供电方式、同轴电缆和直供加回流线供电方式四种，京沪、沪杭、浙赣都是采用的直供加回流线方式。 一、直接供电方式 直接供电方式(T—R供电)是指牵引变电所通过接触网直接向电力机车供电，及回流经钢轨及大地直接返回牵引变电所的供电方式。 这种供电方式的电路构成及结构简单，设备少，施工及运营维修都较方便，因此造价也低。但由于接触网在空中产生的强大磁场得不到平衡，对邻近的广播、通信干扰较大，所以一般不采用。我国现在多采用加回流线的直接供电方式。 二、BT供电方式 所谓BT供电方式就是在牵引供电系统中加装吸流变压器(约3～4km安装一台)和回流线的供电方式。这种供电方式由于在接触网同高度的外侧增设了一条回流线，回流线上的电流与接触网上的电流方向相反，这样大大减轻了接触网对邻近通信线路的干扰。 BT供电的电路是由牵引变电所、接触悬挂、回流线、轨道以及吸上线等组成。由图可知，牵引变电所作为电源向接触网供电；电力机车(EL)运行于接触网与轨道之间；吸流变压器的原边串接在接触网中，副边串接
在回流线中。吸流变压器是变比为1：1的特殊变压器。它使流过原、副边线圈的电流相等，即接触网上的电流和回流线上的电流相等。因此可以说是吸流变压器把经钢轨、大地回路返回变电所的电流吸引到回流线上，经回流线返回牵引变电所。这样，回流线上的电流与接触网上的电流大小基本相等，方向却相反，故能抵消接触网产生的电磁场，从而起到防干扰作用。 以上是从理论上分析的理想情况，但实际上由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流，所以经回流线的电流总小于接触网上的电流，因此不能完全抵消接触网对通信线路的电磁感应影响。另外，当机车位于吸流变压器附近时回流还是从轨道中流过一段距离，至吸上线处才流向回流线，则该段回流线上的电流会小于接触网上的电流，这种情况称为“半段效应”。此外，吸流变压器的原边线圈串接在接触网中，所以在每个吸流变压器安装处接触网必须安装电分段，这样就增加了接触网的维修工作量和事故率。当高速大功率机车通过，该电分段时产生很大电弧，极易烧损机车受电弓和接触线。且BT供电方式的牵引网阻抗较大，造成较大的电压和电能损失，故已很小采用。 三、AT供电方式 随着铁路电气化技术的发展，高速、大功率电力机车的投入运行，吸—回装置供电方式已不能适应需要。各国开始采用AT供电方式。所谓AT 供电方式就是在牵引供电系统中并联自耦变压器的供电方式。实践证明，这种供电方式是一种既能有效地减弱接触网对邻近通信线的感应影响，又能适应高速、大功率电力机车运行的一种比较先进的供电方式。
牵引变电所的几种供电方式
电气化铁道牵引供电装置，又称为牵引供电系统,其系统本身没有发电设备，而是从电力系统取得电能。目前我国一般由110kV以上的高压电力系统向牵引变电所供电. 目前牵引供电系统的供电方式有直接供电方式、BT供电方式、AT供电方式、同轴电缆和直供加回流线供电方式四种，京沪、沪杭、浙赣都是采用的直供加回流线方式。 一、直接供电方式 直接供电方式(T—R供电)是指牵引变电所通过接触网直接向电力机车供电,及回流经钢轨及大地直接返回牵引变电所的供电方式. 这种供电方式的电路构成及结构简单，设备少，施工及运营维修都较方便，因此造价也低.但由于接触网在空中产生的强大磁场得不到平衡，对邻近的广播、通信干扰较大,所以一般不采用.我国现在多采用加回流线的直接供电方式。 二、BT供电方式 所谓BT供电方式就是在牵引供电系统中加装吸流变压器（约3~4km安装一台）和回流线的供电方式。这种供电方式由于在接触网同高度的外侧增设了一条回流线,回流线上的电流与接触网上的电流方向相反，这样大大减轻了接触网对邻近通信线路的干扰. BT供电的电路是由牵引变电所、接触悬挂、回流线、轨道以及吸上线等组成。由图可知，牵引变电所作为电源向接触网供电；电力机车（EL)运行于接触网与轨道之间；吸流变压器的原边串接在接触网中，副边串
接在回流线中.吸流变压器是变比为1：1的特殊变压器.它使流过原、副边线圈的电流相等，即接触网上的电流和回流线上的电流相等。因此可以说是吸流变压器把经钢轨、大地回路返回变电所的电流吸引到回流线上,经回流线返回牵引变电所。这样，回流线上的电流与接触网上的电流大小基本相等，方向却相反，故能抵消接触网产生的电磁场，从而起到防干扰作用。 以上是从理论上分析的理想情况,但实际上由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流，所以经回流线的电流总小于接触网上的电流，因此不能完全抵消接触网对通信线路的电磁感应影响.另外，当机车位于吸流变压器附近时回流还是从轨道中流过一段距离，至吸上线处才流向回流线,则该段回流线上的电流会小于接触网上的电流，这种情况称为“半段效应"。此外，吸流变压器的原边线圈串接在接触网中,所以在每个吸流变压器安装处接触网必须安装电分段,这样就增加了接触网的维修工作量和事故率。当高速大功率机车通过,该电分段时产生很大电弧,极易烧损机车受电弓和接触线。且BT供电方式的牵引网阻抗较大,造成较大的电压和电能损失，故已很小采用。 三、AT供电方式 随着铁路电气化技术的发展,高速、大功率电力机车的投入运行，吸-回装置供电方式已不能适应需要。各国开始采用AT供电方式。所谓AT供电方式就是在牵引供电系统中并联自耦变压器的供电方式。实践证明,这种供电方式是一种既能有效地减弱接触网对邻近通信线的感应影响,又能适应高速、大功率电力机车运行的一种比较先进的供电方式。
第二章 高速铁路牵引供电系统的供电方式
第二章高速铁路牵引供电系统供电方式 第一节牵引供电系统供电方式 交流牵引供电系统可采用的供电方式主要有4种：直接供电方式，BT（吸流变压器）供电方式，AT（自耦变压器）供电方式和CC（同轴电缆）供电方式。交流电气化铁道对邻近通信线路的干扰主要是由接触网与地回路对通信线的不对称引起的。如果能实现由对称回路向电力机车供电，就可以大大减轻对通信回路的干扰。采用BT、AT、CC等供电方式就是为了提高供电回路的对称性，其中CC供电方式效率最高，但投资过大。目前，电气化铁路对采用BT、AT供电方式。下面逐一介绍。 一、直接供电方式 这是一种最简单的供电方式。在线路上，机车供电由接触网（1）和轨（2）-地直接构成回路，对通信干扰不加特殊防护措施，如图2-1所示。电气化铁路最早大都采用这种供电方式。这种供电方式最简单，投资最省，牵引网阻抗较小，能损也较低，供电距离一般为30—40km。电气化铁路的单项负荷电流由接触网经钢轨流回牵引变电所。由于钢轨和大地不是绝缘的，一部分回流由钢轨流入大地，因此对通信线路产生感应影响，这是直接供电方式的缺点。它一般用在铁路沿线无架空通信线路或通信线路已改用地下屏蔽电缆区段，必要时也将通信线迁到更远处。 图2-1 带回流线的直接供电方式是在接触网支柱上架设一条与钢轨并联的回流线，称为负馈线（NF），如图2—2所示。利用接触网与回流线之间的互感作用，使钢轨中的回流尽可能地由回流线流回牵引变电所，减少了电气空间，因而能部分抵
消接触网对邻近通信线路的干扰，但其防干扰效果不及BT供电方式。这种供电方式可在对通信线路防干扰要求不高的区段采用，能进一步降低牵引网阻抗，供电性能要好一些，但造价稍高。目前我国京广线、石太线均采用此种供电方式。 图2—2 二、BT供电方式 BT供电方式是在牵引网中架设有吸流变压器—回流线装臵的一种供电方式，目前在我国电气化铁路中应用较广。吸流变压器的变比是1：1.它的一次绕组串接在接触网中（1）中，二次绕组串接在专为牵引电流流回牵引变电所而特设的回流线（NF）中，故称之为吸流变压器—回流线供电方式，如图2—3所示。在两个吸流变压器中间用吸上线将钢轨和回流线连接起来，构成电力机车负荷电流由钢轨流向回流线的回路。两个吸流变压器之间的距离称为BT段，一般BT 段长为2—4km。BT供电方式的工作原理是：由于吸流变压器的变比为1：1，当吸流变压器的一次绕组流过牵引电流时，在其二次侧绕组中强制回流通过吸上线流入回流线。由于接触网与回流线电气空间距离很近，流过的电流大致相等，方向相反，因此对邻近通信线路的电磁感应绝大部分被抵消，从而降低了对通讯线路的干扰。这种供电方式由于在牵引网中串联了吸流变压器，致使牵引网的阻抗比直接供电方式约大50%，能耗也较大，供电距离也较短（单线一般为25km左右，双线一般为20km左右），投资也比直接供电方式大。 图2—3
铁路资料(电气化铁路供电原理)
电气化铁道供电原理 电气化铁道牵引供电装置,又称为牵引供电系统,其系统本身没有发电设备,而是从电力系统取得电能.目前我国一般由110kV以上地高压电力系统向牵引变电所供电.目前牵引供电系统地供电方式有直接供电方式、BT供电方式、AT供电方式、同轴电缆和直供加回流线供电方式四种,京沪、沪杭、浙赣都是采用地直供加回流线方式.一、直接供电方式直接供电方式(T—R供电>是指牵引变电所通过接触网直接向电力机车供电,及回流经钢轨及大地直接返回牵引变电所地供电方式.这种供电方式地电路构成及结构简单,设备少,施工及运营维修都较方便,因此造价也低.但由于接触网在空中产生地强大磁场得不到平衡,对邻近地广播、通信干扰较大,所以一般不采用.我国现在多采用加回流线地直接供电方式.二、BT供
电方式所谓BT供电方式就是在牵引供电系统中加装吸流变压器(约3～4km安装一台>和回流线地供电方式.这种供电方式由于在接触网同高度地外侧增设了一条回流线,回流线上地电流与接触网上地电流方向相反,这样大大减轻了接触网对邻近通信线路地干扰.BT供电地电路是由牵引变电所、接触悬挂、回流线、轨道以及吸上线等组成.由图可知,牵引变电所作为电源向接触网供电；电力机车(EL>运行于接触网与轨道之间；吸流变压器地原边串接在接触网中,副边串接在回流线中.吸流变压器是变比为1：1地特殊变压器.它使流过原、副边线圈地电流相等,即接触网上地电流和回流线上地电流相等.因此可以说是吸流变压器把经钢轨、大地回路返回变电所地电流吸引到回流线上,经回流线返回牵引变电所.这样,
回流线上地电流与接触网上地电流大小基本相等,方向却相反,故能抵消接触网产生地电磁场,从而起到防干扰作用.以上是从理论上分析地理想情况,但实际上由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流,所以经回流线地电流总小于接触网上地电流,因此不能完全抵消接触网对通信线路地电磁感应影响.另外,当机车位于吸流变压器附近时回流还是从轨道中流过一段距离,至吸上线处才流向回流线,则该段回流线上地电流会小于接触网上地电流,这种情况称为“半段效应”.此外,吸流变压器地原边线圈串接在接触网中,所以在每个吸流变压器安装处接触网必须安装电分段,这样就增加了接触网地维修工作量和事故率.当高速大功率机车通过,该电分段时产生很大电弧,极易烧损机车受电弓和接触线.且BT供电方式地牵
地铁和电气化铁路的牵引供电系统对比分析
地铁和电气化铁路的牵引供电系统有很大区别下面就通过对电气化铁道与城轨交通供电方式比较分析来进一步说明两者供电方式的异同。以帮助人们进一步了解。 1铁路牵引供电系统的供电方式 1.1 直接供电方式 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〕建立时，处于山区，地方通信技术不兴旺，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开展，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、AT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。如下列图； 直接供电方式 1.2 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〞装置造成接触网构造复杂，机车受流条件恶化，近年来已很少采用。如下列图 吸流变压器〔BT〕供电方式 1.3 自耦变压器〔AT〕供电方式 采用AT供电方式时，牵引变电所主输出电压为55kV，经AT〔自耦变压器，变比2:1〕向接触网供电，一端接接触网，另一端接正馈线〔简称AF线，亦架在田野侧，与接触悬挂等高〕，其中点抽头那么与钢轨相连。AF线的作用同BT供电方式中的NF线一样，起到防干扰功能，但效果较前者为好。此外，在AF线下方还架有一条保护〔PW〕线，当接触网绝缘破坏时起到保护跳闸作用，同时亦兼有防干扰及防雷效果。显然，AT供电方式接触网构造也比较复杂，田野侧挂有两组附加导线，AF线电压与接触网电压相等，PW线也有一定电位〔约几百伏〕，增加故障几率。当接触网发生故障，尤其是断杆事故时，更是麻烦，抢修恢复困难，对运输干扰极大。但由于牵引变电所馈出电压高，所间距可增加一倍，并可适当提高末端网压，在电力系统网络比较薄弱的地区有其优越性。如下列图： 自耦变压器〔AT〕供电方式 1.4直供+回流〔DN〕供电方式 这种供电方式实际上就是带回流线的直接供电方式，NF线每隔一定距离与钢轨相连，既起到防干扰作用，又兼有PW线特性。由于没有吸流变压器，改善了网压，接触网构造简单可靠。近年来得到