关于供电分区所T相电流远大于F相电流而AT所馈出线两相电流相等的探讨.docx

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关于分区所馈出线T相电流远大于F相电流而AT所馈出线两相电流相等的探讨

张岩

摘要：

在日常巡视过程中，笔者发现，分公司管内古月、猴刎、南湾新分区所，在有机车通过时，其馈出线T相电流远大于F相电流，而AT2所与AT3所，在有机车通过时，馈出线T相电流却与F相电流近乎相等，在同样供电方式情况下，针对上述两种不同情况，笔者通过对AT供电模式下，负荷电流分布情况的判断，对上述现象进行探讨，提出了一些自己的理解。

关键词：

AT供电、自耦变、电流

一、基本概况

原平分公司于2014年开始进行管内直供变配电所及分区所的AT改造工程，目前西柏坡与滴流磴变配电所已改造完成，古月、猴刎、南湾分区所各有一半区间（西柏坡-古月区间，滴流磴-猴刎区间，滴流磴-南湾区间）为AT供电模式。

二、AT供电对比直接供电的优势

1、供电电压高

AT供电方式下，牵引网上设置有接触线（T线）与正馈线（F线），如图1所示：

从图上可以看出，正馈线与接触线由于电压反相，所以两线间组成的电流回路其电压为55KV，但机车受电弓在接触线上引流时，由于接触线对地电位仍是27.5KV，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，当电源功率一定时，电压越高，线路电流越小，线路损耗越低。

2、负载电流低

从图1亦可看出，机车受电弓从接触线引流后，最后经钢轨由吸上线流到自耦变中性点，由自耦变进行T相与F相的分流，这两路电流大小相等，方向相反，如此，机车负荷电流有一半经正馈线向变电所回流，另一半流回接触线，这样线路电流仅为负载电流的一半，所以线路上的电压损失和电能损失大大减小。

3、对通讯影响小

在以前直接供电方式下，负载电流通过机车后直接从钢轨返回变电所，电流在钢轨上流经距离长，在负荷电流较大的情况下，钢轨电位高，另外由于电磁感应，直接供电方式下，牵引网高压产生磁场，这些都对弱电通讯系统产生干扰，而AT供电方式下，由于接触线与正馈线电流大小相等，方向相反，两条高压线产生的磁通可以相互抵消，向量和为零，且由于自耦变的存在，电流在钢轨上只流经较短距离便从吸上线流回中性线，钢轨电位受影响小。

以上为AT供电方式对比直接供电方式的几个主要优点，

三、分区所与AT所的作用

1、AT所

牵引网采用AT供电方式时，在铁路沿线每隔10km左右设置自耦变压器AT，该设置处所称做AT所，通过图1可知，AT供电方式三个主要特点的实现，最关键的原因在于线路中电流可通过吸上线流经自耦变中性点进行分流，AT所就是实现分流的重要处所，若AT所设置距离过长，则线路上以直接供电方式流经的电流多，体现不出AT供电的优势，AT所设置距离过短，则投资高，性价比太低。

2、分区所

分区所使同一供电分区的上、下行接触网并联工作，当并联工作时，分区所内的断路器闭合以提高接触网的末端电压、当某牵引变电所全所停电时，可闭合分区所中母联隔离开关，由相邻牵引变电所向停电牵引变电所的供电分区临时越区供电。

目前分公司管内，古月、猴刎、南湾为AT供电方式下的分区所。

四、两类所亭馈出线T、F相电流有差异的原因

AT供电方式下，当机车通过AT所区段时，其馈出线流互监测到的T相与F相电流大小近乎相等，而当机车通过分区所区段时，其馈出线流互监测到的T相电流远大于F相电流，针对这两种情况，笔者通过天津凯发公司提供的电力系统仿真软件，利用软件内已建好的模型，对接触线短路故障进行模拟，该模拟的电流分布状态与机车从接触线取流后的电流分布状态性质相同，具有很大参考价值。

如下图2所示，模拟某一牵引变电所至分区所区间内，下行接触线（T1线）与钢轨短路后的电流分布，亦可看为，机车在该区段下行通过，受电弓正从接触线取流。

从图上可以看出接触线短路后，回路内的总电流与各分支电流大小，通过基尔霍夫定律，所有进入某节点的电流总和等于所有离开这节点的电流总和，我们可以分析出电路中各节点流经的电流方向，如下图3所示。

根据电流方向，可以发现，当机车从分区所供电段内经过时，负载电流经机车轮对流向钢轨，此时钢轨上的负载电流分为三部分，一部分经轨地回流，流向分区所前方牵引变电所的VX主变N点，一部分经轨地回流，流向后方自耦变的N点，最多的那一部分经吸上线流向该分区所内自耦变的N点进行分流，可以看出，在该分区所自耦变分流时，变压器T相与F相电流大小相等，方向相反。

此时若为AT所，则为下行自耦变T相接T1，F相接F1，上行自耦变T相接T2，F相接F2，下行T1与上行T2之间没有电气连接，如下图4所示。

当下行T1接触线短路或有机车经过时，机车负荷电流通过钢轨经吸上线流入下行自耦变的N点，分流后，由于自耦变T相对N的绕组容量与F相对N的绕组容量相等，T相对N电位差与F相对N电位差相等，根据P=UI，所以从N点流向T与F相的电流也相等，下行自耦变T相将一半电流输入到T1接触线上，继续与受电弓构成回路，而下行自耦变F相将另一半电流输入到F1正馈线上，与前方牵引变电所VX主变构成回路，两个完整回路中，都没有支路分流或合流，则AT所该馈出线两相流互监测到的电流大小相等。

此时若为分区所，则接触线与正馈线均上下行并联，电流回路便相对复杂，以图3中下行T1接触线短路点为总输入点，上下行接触线（T1、T2）组成的并联回路的所有电流支路均会流向此点。

所以该分区所下行馈出线T相电流，实际为该分区所上行馈出线T相电流与自耦变T相分流的总和，两股电流叠加后，流向下行接触线的短路点或下行接触线机车受电弓的取流点。

五、结语

通过上述探讨，可以明白AT供电模式下，虽然理论上接触线与正馈线一定大小相等、方向相反，但仅限于自耦变，具体到馈出线上，还是要根据所亭的主接线图进行具体分析，切不可生搬硬套。

六、参考文献

[1]曹建猷.电气化铁道供电系统.北京:

中国铁道出版社.1983