带回流线的直供型牵引供电系统
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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”。
接触网对机车的供电方式(1)直接供电方式牵引网结构最简,投资最小,但钢轨电位较高,对通信线的干扰感应最大, 主要适用于通信线路(主要是明线)较少或很易将受扰通信线迁改径路的场合。
基本型直接供电方式在法国、英国、原苏联都广泛应用。
牽引变电所 K(2)带回流线的直接供电方式带回流线的直接供电方式简称 DN 供电方式:在钢轨上并联架空回流线(又 称为负馈线)。
增加回流线后,原来流经轨道、大地的回流,一部分改由架空回流线流回牵 引变电所,其方向与接触网中馈线电流方向相反,架空回流线与接触网距离较近, 因此相当于对邻近通信线路增加了屏蔽效果; 另外,钢轨电位大为降低,对通信线的干扰得到较好抑制。
还能降低牵引网阻抗,使供电臂延长30%以上。
牵引变电所 Z\l(3) BT 供电方式在牵引供电系统中加装吸流变压器-回流线装置的供电方式,称为吸流变压 器供电方式,简称BT (Booster Transforme )供电方式。
它是在牵引网中,每相 距1.5-4km ,设置一台变比为1: 1的吸流变压器,其一次线圈串接入接触网, 二次线圈串接在回流线中,(即吸流变压器-回流线方式,简称吸-回方式),或串吸流变压器-轨道方方式)。
吸轨方式需要自吸流变压器处作绝缘轨缝,将轨道进行绝缘分段,依靠吸流变压器的作用,使绝大部分回归电流流经由轨道和吸流变压器二次线圈流回牵引变电所。
与吸--回方式相比,吸轨方式造价要低得多,对接触网的运行维护也比较有利,对于地形比较困难,或穿越长大隧道的的电气化区段是有意义的。
但是, 对邻近线路的防护效果要差一些。
而且,在绝缘轨缝两侧的轨端之间可能出现数百伏的电压,对线路维修人员的安全是个威胁,为了解决这个矛盾,可在吸流变压器出做两个绝缘轨缝,以加长带有不同电位的两段钢轨之间的距离,此外,当列车通过绝缘轨缝的整段时间内,吸流变压器由于副边线路被短路而失去作用。
吸--回方式比吸--轨方式抑制通信干扰的效果好。
8.1 带回流线的直接供电方式一、 引入: 直供特点: 优:简单 经济缺:通讯干扰强 轨道电位高 DN 方式: 改善 1、 回流线加强屏蔽2、阻抗及轨道电位降二、 牵引网阻抗 1、单线单回流线:Z 'R =注:(8.3) d NR (8.4)TR TN d d 回流线+轨道与接触线互几何均距. 由(8.5) 2、回流线裂相: 图8.2注: (8.6) 自几何均距 (8.7) (8.8)3、屏蔽系数及抗干扰: λN =RN λ/R λ RN λ=1—''R TR Z Z抗干扰因素: (1) Z 'TR ↑: λN ↓---------D TR ↓(2) Z 'R ↓ λN ↓-------Z N ↓ 裂相 良导体(3) 并联间距影响不大 。
4‘、应用; (1) 和BT 配合(2)应用广泛§8-2 AT 供电方式一、工作原理: 1、电路图 图 8.3 D=10Km2、防护原理:图 9.15 周围AT 均供电(1) 两个变压器供电且机车靠近AT 2 ------Z S =0 I 只流过AT 2(2)单独自耦供电变比关系磁势平衡 KCL(3)理想电流分布图9.16 注 i\2 i\3规律特点:(1) IR =0 (2) IT=IFdTF↓g↓3、长回路效应 ZS ≠0 使IR≠0 IG≠0 防护不理想4、短段效应:图 8.4由式8.11 因安培公里相同而方向相反所以无干扰二、牵变接线特点分类1、三相—两相(1)斯科特重点图8.5《1》应用广泛《2》无中心抽头必须加AT注; 电分相电压(2)阻抗匹配平衡《1》电压关系《2》正交电压《3》省变电所AT《4》电分相电压2、三相十字交叉(1)三相双绕组十字交叉图 8.7 (a) (b)注:接入相序(2)三相三绕组图8。
8 (a) (b)3、V,v(或V,x)接线(1)单相V,v (或分体式V,x)图8。
9 R接防电器省AT 但复杂要备用少用(2)三相V,v(或连体V,x)图:8。
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”。