第8章可以减轻对通信线路影响的供电方式.ppt

1、牵引供电系统牵引供电系统（A)A)石家庄铁道大学四方学院石家庄铁道大学四方学院 电气工程系电气工程系办公室：办公室：134#109 134#109 办公电话：办公电话：8457624684576246小结小结PRC的作用和的作用和6.6.1-6.6.4结论。结论。电气化铁路对通信线路影响电气化铁路对通信线路影响电气化铁路方面的干扰防护措施电气化铁路方面的干扰防护措施第第8 8章章 可以减轻对通信可以减轻对通信线路影响的供电方式线路影响的供电方式直接供电方式直接供电方式(DF)牵引电流通过电力机车后直接从钢轨或大地返回牵引牵引电流通过电力机车后直接从钢轨或大地返回牵引变电所。由于馈出电流路径和回

2、流路径电气空间距变电所。由于馈出电流路径和回流路径电气空间距离较大，因此电磁干扰较大。离较大，因此电磁干扰较大。结构简单，投资最少，维护费用低结构简单，投资最少，维护费用低。在负荷电流较大的情况下，在负荷电流较大的情况下，钢轨电位高；对弱电系统钢轨电位高；对弱电系统的电磁干扰较大。的电磁干扰较大。带回流线的直接供电方式带回流线的直接供电方式(DN)架空回流线和钢轨网并联形成回流网，架空回流线和钢轨网并联形成回流网，牵引电流通过电力机牵引电流通过电力机车后部分从回流线返回牵引变电所，部分从钢轨地返回。车后部分从回流线返回牵引变电所，部分从钢轨地返回。提高了对通信线路的屏蔽效果提高了对通信线路的屏

3、蔽效果。这种方式通常在电磁影响超。这种方式通常在电磁影响超过标准不多的场合下应用。过标准不多的场合下应用。兼有直接供电方式结构简单，投资和维修量小、供电可靠兼有直接供电方式结构简单，投资和维修量小、供电可靠性高等优点。性高等优点。相对直接供电方式相对直接供电方式，钢轨电位和对通信线路的干钢轨电位和对通信线路的干扰有所改善。钢轨电位降低；牵引网阻抗降低，扰有所改善。钢轨电位降低；牵引网阻抗降低，供电距离增长；对弱电系统的电磁干扰减小供电距离增长；对弱电系统的电磁干扰减小 相对相对BTBT方式方式，结构简单，投资少，维护费用低；结构简单，投资少，维护费用低；牵引网阻抗减小，供电距离增长牵引网阻抗减

4、小，供电距离增长BT(吸流变压器吸流变压器)供电方式供电方式 在接触网和回流线中串接吸流变压器，让牵引电流通过在接触网和回流线中串接吸流变压器，让牵引电流通过电力机车后从回流线返回牵引变电所。电力机车后从回流线返回牵引变电所。电磁兼容性能好，对周围环境电磁影响小。电磁兼容性能好，对周围环境电磁影响小。接触网中串接吸流变压器接触网中串接吸流变压器，牵引网阻抗增大，供电臂压，牵引网阻抗增大，供电臂压降增大，牵引变电所的供电距离缩短降增大，牵引变电所的供电距离缩短。吸流变压器供电方式就是在牵引网中，每相吸流变压器供电方式就是在牵引网中，每相距距1.54 km间隔间隔，设置一台，设置一台变比为变比为1

5、：1的电力变的电力变压器。它的一次绕组压器。它的一次绕组串接在接触导线串接在接触导线上，其二次绕上，其二次绕组则组则串接在特设的回流线或钢轨上串接在特设的回流线或钢轨上。2.BT供电方式的剩余感应影响供电方式的剩余感应影响 虽然虽然BT供电方式使牵引网对通信线的影响大为减供电方式使牵引网对通信线的影响大为减轻，但仍有剩余的感应影响，主要由以下原因引起：轻，但仍有剩余的感应影响，主要由以下原因引起：(1)由由BT的激磁电流引起的感应影响的激磁电流引起的感应影响。在吸流变。在吸流变压器变比为压器变比为1的条件下，回流线和接触网的电流并的条件下，回流线和接触网的电流并不完全相等，实际上前者较后者小一

6、个吸流变压器不完全相等，实际上前者较后者小一个吸流变压器的激磁电流。激磁电流只在接触网中流通。在正常的激磁电流。激磁电流只在接触网中流通。在正常情况下，吸流变压器的激磁约为一次电流的情况下，吸流变压器的激磁约为一次电流的12。(2)接触导线和回流线对通信线的相对位置不同而接触导线和回流线对通信线的相对位置不同而产生的环路影响产生的环路影响。由于接触网和回流线相对通信线。由于接触网和回流线相对通信线距离不同，它们与通信线路间的互感系数也不同，距离不同，它们与通信线路间的互感系数也不同，因此，即使接触网和回流线中的电流相等，也还会因此，即使接触网和回流线中的电流相等，也还会在通信线中感应电压，此为

7、接触网在通信线中感应电压，此为接触网-回流线环路感应回流线环路感应电压。电压。(3)钢轨内感应电流对通信线产生的二次感应影响。钢轨内感应电流对通信线产生的二次感应影响。这是由于接触网对钢轨和回流线距离不等，而接触这是由于接触网对钢轨和回流线距离不等，而接触网网-回流线环路对钢轨也产生感应，并在钢轨中也产回流线环路对钢轨也产生感应，并在钢轨中也产生感应电流。轨道中的感应电流对通信线路产生生感应电流。轨道中的感应电流对通信线路产生“二次感应二次感应”影响。影响。以上以上3种感应影响的总和称为种感应影响的总和称为“长回路感应长回路感应”的影的影响。响。它所造成的对通信线路感应剩余影响约为无吸它所造成

8、的对通信线路感应剩余影响约为无吸流变压器流变压器-回流线装置时交流牵引网对通信线影响的回流线装置时交流牵引网对通信线影响的5。3.影响吸影响吸-回装置对通信线的防护效果的主要因素回装置对通信线的防护效果的主要因素(1)运行中的运行中的机车位置机车位置。(2)通信线与接触网通信线与接触网平行接近距离对装置防护效果平行接近距离对装置防护效果的影响的影响。(3)吸吸-回装置中个别吸流变压器回装置中个别吸流变压器故障解列时对装故障解列时对装置防护效果的影响置防护效果的影响。(4)牵引网短路牵引网短路。AT(自耦变压器自耦变压器)供电方式供电方式牵引电流通过电力机车后大部分从正馈线返回。牵引电流通过电力

9、机车后大部分从正馈线返回。供电电压提高，更能适应大功率负荷的供电，功率输供电电压提高，更能适应大功率负荷的供电，功率输送能力强，供电距离远，可减少牵引变电所数量，减少电送能力强，供电距离远，可减少牵引变电所数量，减少电分相数目，机车通过分相中性段短时失电产生的速度和功分相数目，机车通过分相中性段短时失电产生的速度和功率损失得到降低；有效降低对通讯线路的干扰率损失得到降低；有效降低对通讯线路的干扰。AT供电方式接触网结构复杂，供变电设施较多，运营供电方式接触网结构复杂，供变电设施较多，运营维护难度较大。维护难度较大。3.AT供电方式的特点供电方式的特点 与吸与吸-回装置相比较，回装置相比较，AT

10、供电方式具有以下特供电方式具有以下特点：点：(1)AT供电方式中自耦变压器是供电方式中自耦变压器是并联连接在接触并联连接在接触悬挂和正馈线之间的，提高了供电可靠性悬挂和正馈线之间的，提高了供电可靠性。采用。采用BT供电回路时，吸流变压器的一次绕组串接在接供电回路时，吸流变压器的一次绕组串接在接触导线上，所以在每一个吸流变压器处接触网都触导线上，所以在每一个吸流变压器处接触网都必须必须电分段电分段。这样就增加了接触网的维修工作量。这样就增加了接触网的维修工作量和事故率，降低了供电可靠性。和事故率，降低了供电可靠性。AT供电方式是并供电方式是并联供电，根本不存在上述问题，所以就特别有利联供电，根本

11、不存在上述问题，所以就特别有利于高速和大功率电力机车的运行。于高速和大功率电力机车的运行。(2)AT供电方式的馈电电压高，所以供电能力大，电压下降率供电方式的馈电电压高，所以供电能力大，电压下降率小。小。当自耦变压器绕组接至接触导线与钢轨间的匝数和接至正当自耦变压器绕组接至接触导线与钢轨间的匝数和接至正馈线与钢轨间的匝数相等时，馈线与钢轨间的匝数相等时，AT供电方式的馈电电压为供电方式的馈电电压为 BT方方式的两倍。由于系统的供电能力与电压的平方成正比，所以式的两倍。由于系统的供电能力与电压的平方成正比，所以AT供电方式大大提高了系统的供电能力。同时对相同的列车牵供电方式大大提高了系统的供电能

12、力。同时对相同的列车牵引负荷而言，引负荷而言，AT回路的电压下降率回路的电压下降率(电压降与馈电电压之比值电压降与馈电电压之比值)仅为仅为BT回路的回路的1/4。从而牵引变电所的间距可增大。从而牵引变电所的间距可增大4倍。不过实倍。不过实际上由于供电区段的加长，区段上同时运行的列车增多，负荷际上由于供电区段的加长，区段上同时运行的列车增多，负荷将增大，因此将增大，因此AT供电回路的牵引变电所的间距只能比供电回路的牵引变电所的间距只能比BT回路回路增大增大23倍，显然牵引变电所的数目可减少，从而能节省投资。倍，显然牵引变电所的数目可减少，从而能节省投资。(3)AT供电方式供电方式能有效地减弱对通

13、信线的感应影响能有效地减弱对通信线的感应影响。计算表明：对于同一电气化区段，当计算表明：对于同一电气化区段，当 AT供电臂长度供电臂长度取为取为BT方式的两倍时，方式的两倍时，AT间距在间距在1520 km的防干的防干扰特性大致与扰特性大致与BT间距为间距为2 km的结果相当。同时由于的结果相当。同时由于AT供电方式所用的自耦变压器容量较大，在短路时供电方式所用的自耦变压器容量较大，在短路时不会造成自耦变压器铁心饱和，所以在事故情况下不会造成自耦变压器铁心饱和，所以在事故情况下具有较好的防护效果。具有较好的防护效果。4.采用采用AT供电方式的牵引供电系统所用的牵引变供电方式的牵引供电系统所用的

14、牵引变压器压器 AT供电方式的牵引变电所，按牵引变电所的结线供电方式的牵引变电所，按牵引变电所的结线型式可分为型式可分为三相一两相结线、三相十字三相一两相结线、三相十字交叉结线交叉结线等。等。(1)三相三相-二相平衡结线二相平衡结线 这种接线将变压器副边两个大小相等的单相负荷这种接线将变压器副边两个大小相等的单相负荷转换为原边对称的三相负荷，在这里介绍两种接线转换为原边对称的三相负荷，在这里介绍两种接线方式。方式。斯科特结线斯科特结线YN，阻抗匹配平衡结线阻抗匹配平衡结线(2)三相十字交叉结线三相十字交叉结线 三相双绕组十字交叉结线三相双绕组十字交叉结线 三相三绕组三相三绕组YN，d11，d1

15、1十字交叉结线十字交叉结线5.AT牵引网牵引网 (1)AT供电方式牵引网的构成供电方式牵引网的构成 AT牵引网除了接触悬挂、轨道和正馈线之外，还有牵引网除了接触悬挂、轨道和正馈线之外，还有保保护线、横向联接线、辅助联接和横向联接护线、横向联接线、辅助联接和横向联接(双线双线)。(2)AT开闭所开闭所 AT牵引网牵引网供电臂一般较长，可达供电臂一般较长，可达4050 km。为了减小牵引。为了减小牵引网故障时的停电范围，常在供电臂中间设置开闭所，实行保护网故障时的停电范围，常在供电臂中间设置开闭所，实行保护分段。此外，在重要的分段。此外，在重要的区段站、编组站或电力机务段区段站、编组站或电力机务段

16、所在站也所在站也可设置可设置开闭所开闭所进行分段。进行分段。(3)AT分区所分区所 双线区段分区所的作用主要是使上、下行牵引网实现并联供双线区段分区所的作用主要是使上、下行牵引网实现并联供电，以改善牵引供电条件。此外，无论是单线区段还是双线区电，以改善牵引供电条件。此外，无论是单线区段还是双线区段，当相邻牵引变电所因故全所停电时，可通过分区所的联络段，当相邻牵引变电所因故全所停电时，可通过分区所的联络开关开关实现越区供电实现越区供电。AT供电方式的防护效果及比较供电方式的防护效果及比较 (1)AT供电方式的防护效果供电方式的防护效果 AT供电方式的防护效果，主要由下列供电方式的防护效果，主要由下列4个因素来个因素来确定：确定：AT间的间距间的间距。应该是间距愈短防护效果愈好，。应该是间距愈短防护效果愈好，但是间距小将使但是间距小将使AT的数目增多，投资就也随着增加。的数目增多，投资就也随着增加。日本提出以日本提出以10 km为标准间距，而由于地形，道旁为标准间距，而由于地形，道旁建筑物等条件的限制，实际上为建筑物等条件的限制，实际上为816 km左右。左右。AT的漏抗的漏抗。应该是漏抗