原創(chuàng) 2016-06-12 常青 高鐵供電e站
導(dǎo) 讀:
我國電氣化鐵路均采用單邊供電方式,即牽引變電所向接觸網(wǎng)供電時(shí),每一個(gè)供電臂的接觸網(wǎng)只從一端的牽引變電所獲得電能(從兩邊獲得電能則為雙邊供電,可提高接觸網(wǎng)末端網(wǎng)壓,但由于其故障范圍大、繼電保護(hù)裝置復(fù)雜等原因尚未有采用)。復(fù)線區(qū)段可通過分區(qū)亭將上下行接觸網(wǎng)聯(lián)接,實(shí)現(xiàn)“并聯(lián)供電”,可適當(dāng)提高末端網(wǎng)壓。當(dāng)牽引變電所發(fā)生故障時(shí),相鄰變電所通過分區(qū)亭實(shí)現(xiàn)“越區(qū)供電”,此時(shí)供電范圍擴(kuò)大,網(wǎng)壓降低,通常應(yīng)減少列車對數(shù)或牽引定數(shù),以維持運(yùn)行。
·直接供電方式
·吸流變壓器(BT)供電方式
·自耦變壓器(AT)供電方式
·直供 回流(DN)供電方式
本文由“高鐵供電e站 ”提供技術(shù)支持
1、直接供電方式
如前所述,電氣化鐵路采用工頻單相交流電力牽引制,單相交流負(fù)荷在接觸網(wǎng)周圍空間產(chǎn)生交變電磁場,從而對附近通信設(shè)施和無線電裝置產(chǎn)生一定的電磁干擾。我國早期電氣化鐵路(如寶成線、陽安線)建設(shè)時(shí),處于山區(qū),地方通信技術(shù)不發(fā)達(dá),鐵路通信采用高屏蔽性能的同軸電纜,接觸網(wǎng)產(chǎn)生的電磁干擾影響極小,不用采取特殊防護(hù)措施,因此上述單邊供電方式亦稱為直接供電方式(簡稱TR供電方式)。隨著電氣化鐵路向平原和大城市發(fā)展,電磁干擾矛盾日顯突出,于是在接觸網(wǎng)供電方式上采取不同的防護(hù)措施,便產(chǎn)生不同的供電方式。目前有所謂的BT、AT和DN供電方式。從以下的介紹中可以看出這些供電方式有一個(gè)共同特點(diǎn),即在接觸網(wǎng)支柱田野側(cè),與接觸懸掛同等高度處都掛有一條附加導(dǎo)線。電力牽引時(shí),附加導(dǎo)線中通過的電流與接觸網(wǎng)中通過的牽引電流,理論上講(或理想中)大小相等、方向相反,從而兩者產(chǎn)生的電磁干擾相互抵消。但實(shí)際上是做不到的,所以不同的供電方式有不同的防護(hù)效果。
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2、吸流變壓器(BT)供電方式
這種供電方式,在接觸網(wǎng)上每隔一段距離裝一臺(tái)吸流變壓器(變比為1:1),其原邊串入接觸網(wǎng),次邊串入回流線(簡稱NF線,架在接觸網(wǎng)支柱田野側(cè),與接觸懸掛等高),每兩臺(tái)吸流變壓器之間有一根吸上線,將回流線與鋼軌連接,其作用是將鋼軌中的回流“吸上”去,經(jīng)回流線返回牽引變電所,起到防干擾效果。
由于大地回流及所謂的“半段效應(yīng)”,BT供電方式的防護(hù)效果并不理想,加之“吸——回”裝置造成接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,機(jī)車受流條件惡化,近年來已很少采用。
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3、自耦變壓器(AT)供電方式
采用AT供電方式時(shí),牽引變電所主變輸出電壓為55kV,經(jīng)AT(自耦變壓器,變比2:1)向接觸網(wǎng)供電,一端接接觸網(wǎng),另一端接正饋線(簡稱AF線,亦架在田野側(cè),與接觸懸掛等高),其中點(diǎn)抽頭則與鋼軌相連。AF線的作用同BT供電方式中的NF線一樣,起到防干擾功能,但效果較前者為好。此外,在AF線下方還架有一條保護(hù)(PW)線,當(dāng)接觸網(wǎng)絕緣破壞時(shí)起到保護(hù)跳閘作用,同時(shí)亦兼有防干擾及防雷效果。
顯然,AT供電方式接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜,田野側(cè)掛有兩組附加導(dǎo)線,AF線電壓與接觸網(wǎng)電壓相等,PW線也有一定電位(約幾百伏),增加故障幾率。當(dāng)接觸網(wǎng)發(fā)生故障,尤其是斷桿事故時(shí),更是麻煩,搶修恢復(fù)困難,對運(yùn)輸干擾極大。但由于牽引變電所饋出電壓高,所間距可增加一倍,并可適當(dāng)提高末端網(wǎng)壓,在電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)比較薄弱的地區(qū)有其優(yōu)越性。
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4、直供 回流(DN)供電方式
這種供電方式實(shí)際上就是帶回流線的直接供電方式,NF線每隔一定距離與鋼軌相連,既起到防干擾作用,又兼有PW線特性。由于沒有吸流變壓器,改善了網(wǎng)壓,接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單可靠。近年來得到廣泛應(yīng)用。
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后言
綜上所述,早期電氣化鐵路均采用直接供電方式,為避免和減少對外部環(huán)境的電磁干擾,研發(fā)了BT、AT和DN供電方式,就防護(hù)效果來看,AT方式優(yōu)于BT和DN方式,就接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)性能來講,DN方式最為簡單可靠。隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展,光纜的普遍應(yīng)用,通信設(shè)施及無線電裝置自身的防干擾性能大為增強(qiáng),考慮到接觸網(wǎng)的運(yùn)行可靠性對電氣化鐵路的安全運(yùn)行至關(guān)重要,所以通常認(rèn)為,一般情況下DN供電方式為首選,在電力系統(tǒng)比較薄弱的地區(qū),經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較,可采用AT供電方式,BT供電方式則盡量少采用或不采用。本人認(rèn)為,這是近三十年來我國電氣化鐵路供電方式發(fā)展和應(yīng)用的實(shí)踐過程中總結(jié)出來的普遍看法,同樣也要接受今后的實(shí)踐檢驗(yàn),不斷總結(jié)提高。
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