接触网供电方式及优缺点

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。

浅谈接触网交流与直流供电的优缺点摘要：本文以国内地铁供电系统为参考，结合铁路机车车辆与地铁机车车辆的动力系统设计特点，给出供电方式，内容包括城市轨道1500V直流系统供电，铁路27.5kV交流供电，高速铁路接触网供电方式，地铁接触网供电方式，地铁牵引变电所整流系统原理，轨道交通的发展史，轨道列车牵引系统的发展史，对交流牵引供电系统与直流牵引供电系统在国有铁路与城市轨道交通上的选择应用进行了对比，使我们对牵引供电系统有一个更加深入了解，这不管是在日后的工作还是学习研究都能有一定的借鉴性。

关键词：接触网，牵引变电所，交流电，直流电。

1.城市轨道交通牵引变电所1.1牵引变电所的类型及原理牵引变电所的电源一般来自电力系统的区域变电所，牵引变电所的任务就是将电力系统提供的三相工频交流电变为牵引所用的电能。

根据牵引制式的不同，牵引变电所又分为直流牵引变电所和交流牵引变电所。

根据不同的牵引制式，变电所内完成相应的变压、变相、变流作用。

目前我国的牵引变电所主要有电气化铁路的单相工频交流制牵引变电所和城市轨道交通系统（地铁、轻轨）的直流牵引变电所。

直流牵引变电所的功能是把区域电网的高压电加以降压和整流，使之成为直流1500伏、750伏或城市交通用600伏电压,再送到接触网，为直流电力机车或电动车辆供电。

从电力系统或一次供电系统接收电能，通过变压、换相、换流后，向电力机车负荷提供所需电流制式的电能，并完成牵引电能传输、配电等全部功能的完整系统。

城市轨交供电系统的结构有高压供电源系统、牵引供电系统、动力照明、信号供电系统。

1.1．1直流牵引供电系统主要包括：直流牵引变压器、馈电线、接触网、走行轨线，国际电工委员会拟定的直流牵引电压标准为：750V、1500V、3000V。

而国内的轨道交通大都采用1500V电压。

1.1．2直流牵引变电所的工作原理：将引自城市电网或轨道交通供电系统内部的35KV或10KV电源降压、整流后变成750V或1500V直流电源，再由牵引变电所内的直流配电装置将直流电源送到区间接触网，供电动列车用电。

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。

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。

接触网及电气化铁道技术铁道运输一直以来都是重要的交通方式之一，而随着科技的不断进步，接触网及电气化铁道技术的应用也越来越广泛。

本文将就这一技术进行详细的介绍和分析。

一、接触网技术接触网技术是电气化铁道系统中的重要组成部分，它负责提供电力供应给行驶中的火车。

接触网一般是由铜制的接触线和悬挂在上方的支撑系统组成，通常安装在铁路轨道的两侧。

接触网的作用使得电能能够从供电所传输到列车上，从而实现了火车的电气化运行。

在接触网技术方面，目前普遍采用的是交流接触网和直流接触网两种形式。

交流接触网采用的是交流电传输，一般电压为25kV，使用范围较广。

而直流接触网则使用直流电进行传输，一般电压为1.5kV或3kV，其功率损耗相对较小。

两种接触网各有优缺点，在不同的运输系统中选择使用不同的接触网形式。

二、电气化铁道技术电气化铁道技术是指将供电系统应用于铁路交通中，使火车能够通过接触网获取到电力供应，并利用电力驱动列车行驶。

电气化铁道技术有助于提高铁路运输的效率和安全性，减少对环境的污染，优化能源使用等。

电气化铁道技术主要包括供电系统、接触网、动车组等方面。

供电系统负责向接触网提供稳定的电力供应，接触网则将电能传输给列车。

动车组则是利用电能驱动，以实现列车的运行。

电气化铁道技术可以提供更大的功率输出，较传统机车牵引有更高的加速性能和更好的制动性能，更能满足高速铁路的需求。

三、接触网及电气化铁道技术的优势接触网及电气化铁道技术相比传统的煤炭火车牵引具有许多优势。

首先，电气化铁道技术能够提高铁路运输的效率和可靠性，使列车出行更加准时和精确。

其次，使用接触网及电气化铁道技术可以减少对环境的污染，降低能源的消耗，对于环保和可持续发展有着重要的意义。

此外，接触网及电气化铁道技术还可以通过集中监控系统对铁路运输进行实时监测和管理，提高运行的安全性和可靠性。

另外，在高速铁路领域，电气化铁道技术具有更高的加速性能和更好的制动性能，能够更好地满足高速列车的需求。

（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。

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。

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（TR 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。

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：。

接触网知识介绍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。

其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。

接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件。

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输送给电力机车。

　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、水平拉杆、悬式绝缘子串，棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。

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。

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。

预应力钢筋混凝土支柱与基础制成一个整体，下端直接埋入地下。

接触网的电压等级.接触网的电压等级：工频单相交流制：25KV 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8～16m 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。