AT供电方式交流

AT供电方式在电气化铁路中的应用AT供电方式在电气化铁路中的应用【摘要】电气化铁道在国民经济飞速增长中发挥着越来越重要的作用，其AT供电方式已经成为高速、准高速及重载线路建设的主要方向。

AT供电方式供电电压比直供方式高一倍，电压损失降为1/4，防干扰效果好，扩大了牵引变电所间隔，自耦变压器并联于接触网上，不需增设分段点。

【关键词】自耦变压器；供电方式；特点；原理我国电气化铁道采用单相工频25Kv交流制，由于单相大电流在线路周围空间产生较强电磁场，是临近通信广播设备等产生杂音干扰和感应电压。

为减少电气化铁道对沿线通信设备的干扰，保障其设备、人身安全及正常工作，在牵引供电系统中采取了许多干扰措施，形成了不同的供电方式。

目前我国的牵引供电方式主要有四种：直接供电方式、BT供电方式、直供加回流线供电方式、AT供电方式。

AT供电方式又称自耦变压器供电方式。

日本铁路为防止通讯干扰，在实行交流电气化的前期，在牵引网中普遍应用了吸流变压器一回流线电路。

为了克服高速、大功率机车在这种电路中通过吸流变压器分段时，在受电弓上产生强烈电弧的缺点，后来发展了一种新的牵引网供电方式—AT供电方式。

随着对外开放和引进国外先进技术，电气化铁道在国民经济飞速增长中发挥着越来越重要的作用，我国逐渐在新建电气化铁道上采用了AT供电方式。

在AT牵引变电所中，牵引变压器将110Kv三相电降压至55Kv，然后经自耦变压器两端分别接到接触网和正馈线上，自耦变压器中心抽头与钢轨相连。

则钢轨与接触网间的电压正好是自耦变压器两端电压的一半25Kv，与正常接触网电压相同。

在AT供电方式区段，与接触网同杆架设在田野侧的还有一条保护线，它相当于架空地线，在自耦变压器处保护线接接触悬挂接地部分或双重绝缘子中部同钢轨连接。

保护线电位一般在500V以下，正常情况下无电流通过。

当绝缘子发生闪络时，短路电流可通过保护线作为回路，减少了对铁路信号轨道电路的干扰。

同时对接触网其屏蔽作用，也减少了对架空通信线路的干扰，另外起避雷线的作用，雷电可以通过接在保护线上的放电器入地。

AT供电方式牵引变电所主接线日期：2007-8-27 来源：中华铁道网AT供电方式牵引变电所主接线（main electrical connection scheme of traction substation for power supply system ）向带有自耦变压器（AT）供电方式牵引网供电的交流牵引变电所电气主接线。

这种牵引变电所多数采用特殊结构的三相一两相平衡变压器为主变压器，以减小单相不对称牵引负荷对电力系统负序电流的影响，实现降压和变相功能（参见三相—两相接线平衡变压器），并以2 ×25 kV电压馈线向AT牵引网供电。

其主接线图见下图。

主接线特点电源线进线为220 kV（或11kV）电压输电线，高压侧采用线路—变压器接线形式，设有两组线路一变压器组，正常运行时一组工作、一组备用。

当工作主变压器或电源进线故障时，由备用线路-变压器组借助于备用电源自投装置，自动转换取代原工作线路一主变压器组运行。

按需要，高压侧也可在两组主变压器的断路器前面，连接带两组隔离开关的横向跨条（三相），以增加运行的灵活性。

牵引侧2 ×25 kV两相电压Uα，Uβ间相位移为π/2，且Uβ=Uα•e-jπ/2，由相应于斯科特（scott）接线主变压器高边绕组T和低边绕组M的次边取得，其引出线分别为TT，FT和TM，FM 连接至相应的两组带双极隔离开关分段的单母线系统（见图）,正常运行时两组隔离开关均合闸，仅在某段母线检修时将其断开。

每段母线部设有电压互感器（PT）,以便某段母线检修或故障而停电时，不至中断对测量表计和继电保护电压回路的供电.从Uα，Uβ相的两段牵引母线各馈出两回路馈线T，F（正馈线）和T，N，F，分别向复线牵引网左、右两次侧供电区上、下行线路供电。

在两回路馈线断路器之间，设有备用断路器RQ，通过相关隔离开关的转换操作，可使RQ代替任一馈线断路器工作。

此外，每相母线还连接有并联无功补偿装置PC。

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,而就是从电力系统取得电能。

目前我国一般由11０kＶ以上得高压电力系统向牵引变电所供电。

目前牵引供电系统得供电方式有直接供电方式、BT供电方式、AＴ供电方式、同轴电缆与直供加回流线供电方式四种,京沪、沪杭、浙赣都就是采用得直供加回流线方式。

一、直接供电方式直接供电方式(T—Ｒ供电)就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得供电方式。

这种供电方式得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得强大磁场得不到平衡,对邻近得广播、通信干扰较大,所以一般不采用。

我国现在多采用加回流线得直接供电方式。

二、BT供电方式所谓BＴ供电方式就就是在牵引供电系统中加装吸流变压器(约3~4km 安装一台)与回流线得供电方式。

这种供电方式由于在接触网同高度得外侧增设了一条回流线,回流线上得电流与接触网上得电流方向相反,这样大大减轻了接触网对邻近通信线路得干扰、BT供电得电路就是由牵引变电所、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;吸流变压器得原边串接在接触网中,副边串接在回流线中。

吸流变压器就是变比为1:1得特殊变压器、它使流过原、副边线圈得电流相等,即接触网上得电流与回流线上得电流相等。

因此可以说就是吸流变压器把经钢轨、大地回路返回变电所得电流吸引到回流线上,经回流线返回牵引变电所。

这样,回流线上得电流与接触网上得电流大小基本相等,方向却相反,故能抵消接触网产生得电磁场,从而起到防干扰作用。

以上就是从理论上分析得理想情况,但实际上由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流,所以经回流线得电流总小于接触网上得电流,因此不能完全抵消接触网对通信线路得电磁感应影响。

另外,当机车位于吸流变压器附近时回流还就是从轨道中流过一段距离,至吸上线处才流向回流线,则该段回流线上得电流会小于接触网上得电流,这种情况称为“半段效应”。

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”。

AT 供电方式研究【摘要】AT 供电方式根据牵引变电所提供给牵引网的电压等级及变电所出口是否设馈线AT ，可分为多种不同形式的AT 供电方式。

牵引变电所提供的电压可以有55kV ，227.5⨯kV ，27.5kV 等几种形式，而根据变电所出口是否设馈线AT 又可以再一次划分为不同的AT 供电方式。

各种不同形式AT 供电方式的阻抗特性及机车正常运行时的电压损失和电流分布各不相同，故障状态下的短路电流也有一定的差别，且各种不同形式的AT 供电方式又均有自己的特点。

本文将以单线AT 供电网为例重点对55kV 变电所出口设馈线AT 的AT 供电方式，227.5⨯kV 供电的AT 供电方式及55kV 变电所出口不设馈线AT 的AT 供电方式进行研究。

【关键词】牵引供电系统，牵引变电所，AT 供电方式1 不同AT 供电方式分析1.1 55kV 变电所出口设馈线AT 模式的研究55kV 变电所出口设馈线AT 的AT 供电方式最先在日本的山阳新干线上采用，且在日本采用比较普遍，可称之为日本模式。

只有一个供电臂的单线日本模式AT 供电方式如图1所示。

图1 日本模式AT 供电方式日本模式AT 供电方式机车在每个AT 段都有相同的电流分布，所以对机车在任意AT 段进行即可。

当机车距牵引变电所距离为l ，短回路长度为D ，距短回路中前一个AT 的距离为x 时，其电流分布为：1R D x I I D -= 2R x I I D=112T x I I D ⎛⎫=- ⎪⎝⎭22T x I I D = 2F x I I D= 此时牵引网的阻抗为Z ：121x Z Z l Z x D ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭（式1） 其中：()()12112,2442T F TF T R TF TR Z Z Z Z Z Z Z Z Z =+-=++- 当在距牵引变电所距离为Z ，距短回路中前一个AT 距离为x 处发生接触网（正馈线）与钢轨短路时，其短路电流为：当在距牵引变电所距离为l 处发生接触网与正馈线短路时，其短路电流为：1.2 227.5⨯kV 变电所出口不设馈线AT 模式的研究227.5⨯kV 供电的AT 供电模式在法国采用比较普遍，可以称之为法国模式。

AT供电方式牵引变电所主接线AT供电方式牵引变电所主接线（main electrical connection scheme of traction substation for power supply system ）向带有自耦变压器（AT）供电方式牵引网供电的交流牵引变电所电气主接线。

这种牵引变电所多数采用特殊结构的三相一两相平衡变压器为主变压器，以减小单相不对称牵引负荷对电力系统负序电流的影响，实现降压和变相功能（参见三相—两相接线平衡变压器），并以2 ×25 kV电压馈线向AT牵引网供电。

其主接线图见下图。

主接线特点电源线进线为220 kV（或11kV）电压输电线，高压侧采用线路—变压器接线形式，设有两组线路一变压器组，正常运行时一组工作、一组备用。

当工作主变压器或电源进线故障时，由备用线路-变压器组借助于备用电源自投装置，自动转换取代原工作线路一主变压器组运行。

按需要，高压侧也可在两组主变压器的断路器前面，连接带两组隔离开关的横向跨条（三相），以增加运行的灵活性。

牵引侧 2 ×25 kV两相电压Uα，Uβ间相位移为π/2，且Uβ=Uα•e-jπ/2 ，由相应于斯科特（scott）接线主变压器高边绕组T和低边绕组M的次边取得，其引出线分别为TT，FT和TM，FM 连接至相应的两组带双极隔离开关分段的单母线系统（见图）,正常运行时两组隔离开关均合闸，仅在某段母线检修时将其断开。

每段母线部设有电压互感器（PT）,以便某段母线检修或故障而停电时，不至中断对测量表计和继电保护电压回路的供电.从Uα，Uβ相的两段牵引母线各馈出两回路馈线T，F（正馈线）和T，N，F，分别向复线牵引网左、右两次侧供电区上、下行线路供电。

在两回路馈线断路器之间，设有备用断路器RQ，通过相关隔离开关的转换操作，可使RQ代替任一馈线断路器工作。

此外，每相母线还连接有并联无功补偿装置PC。

因斯科特（scott）接线主变压器次边绕组不能连获得与地电连接（通过火花间隙）的中性点N，故在每路馈线T，F的断路器后面设置一台自耦变压器（AT）、其容量与线路牵引网所设AT容量相同.使列车在邻近牵引变电所的AT段（约10 km）内运行时，仍能产生吸流效应。

ＡＴ供电技术
自耦变压器（AT）供电方式牵引网以2×25 kV电压供电，并在网内分散设置自耦变压器降压至25 kV供电力牵引用图5是AT供电方式原理结线圈与接触网同杆架设一条对地电压为25kV 但相位与接触网电压反相的"正馈线"，构成2×25 kV馈电系统自耦变压器变比为2:1，其一次绕组接在接触网与正馈线之间，而中性点则接至钢轨在接触网与钢轨和正馈线与钢轨间形成
25kV电压可供电力牵引用电这种方式可在不提高牵引网绝缘水平的条件下将馈电电压提高一倍，可成倍提高牵引网的供电能力，扩展牵引变电所间距，牵引供电各项技术指标十分优越，特别适用于高速和重载电气化铁路，参见自耦变压器供电方式
图5 AT供电方式原理图
T-接触网；R-钢轨；F-正馈线；
SS-牵引变电所；AT-自耦变压器
AT牵引网阻抗与机车取流位置亦不呈线性关系图6是机车从AT 网络SS端运行至SP端时网络阻抗的
变压器零序电流保护
变化曲线图6中曲线1是AT网络的长回路阻抗，即机车正好位于AT处的AT网络阻抗当机车位于两相邻AT之间时，网络阻抗见曲线2参见牵引网阻抗
图6 AT牵引网阻抗
1-长回路阻抗；2-AT牵引网总阻抗
AT网络的长回路单位阻抗约为0.2Ω/km。

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。

电气化铁路自耦变压器AT供电方式简介摘要：AT供电方式能降低牵引网中的电压损失，提高列车的供电质量，从而扩大牵引变电所间隔，减少牵引变电所数量，同时还能减轻对邻近通信线路的干扰，因此AT供电方式得到了广泛的应用。

另外，在AT供电系统中，AT专用自耦变压器是其中的关键设备。

本文论述了电气化铁路自耦变压器AT的供电方式。

关键词：电气化铁路；自耦变压器；供电方式AT供电方式是电气化铁路的优选供电方式，AT专用自耦变压器作为其中的重要设备，拥有广阔的应用前景。

同时，AT供电方式作为我国当前铁路发展中主要的供电方式，它能有效提高铁路电气化效率。

一、电气化铁路概述电气化铁路简称电化铁路，是指能供电力火车运行的铁路，因这类铁路的沿线都需配套相应的电气化设备为列车提供电力保障而得名。

电气化铁路是伴随着电力机车的出现而产生的，因为电力机车本身不自带能源，需铁路沿途的供电系统源源不断为其输送电能来驱动车辆。

因此，电气化铁路广泛运用于高快速铁路和城市轨道交通的建设中。

二、AT供电方式（自耦变压器）特点1、2×27.5kV系统，供电电压比直供方式高一倍，电压损失降为1/4。

牵引网单位阻抗约为直供方式的1/4（实际略高），电能损失小，显示了良好的供电特性。

2、牵引变电所的间距大，易选址，减少了外部电源的工程数量和投资。

3、减少了电分相数量，有利于列车的高速运行。

4、牵引网回路是平衡回路，防干扰效果好，可改善电磁环境，并减少防干扰费用。

5、牵引网系统需设正馈线，较一般直供方式复杂，但在重负荷区段不必设加强导线，可与直供方式相当；变电系统较直供方式减少了牵引变电所的数量，但需设AT所，一般AT所间距为l0～20km，开关设备需用双极隔离开关。

6、牵引网结构复杂，附加导线数量多，对跨线建筑物和隧道净空要求高，投资较大，保护和维护难度较大。

三、电气化铁路自耦变压器AT供电方式自耦变压器（AT）供电方式牵引网以2×25kV电压供电，并在网内分散设置自耦变压器降压至25kV供电力牵引用。