高速鐵路牽引供電系統(tǒng)

第二章高速鐵路牽引供電系統(tǒng)第一節(jié)電氣化鐵路的構(gòu)成因?yàn)殡娏C(jī)車自己不帶原動(dòng)機(jī)，需要靠外面電力系統(tǒng)經(jīng)過牽引供電裝置供應(yīng)其電能，故電氣化鐵路是由電力機(jī)車和牽引供電系統(tǒng)構(gòu)成的。牽引供電系統(tǒng)主要由牽引變電所和接觸網(wǎng)兩部分構(gòu)成，所以人們又稱電力機(jī)車、牽引變電所和接觸網(wǎng)為電氣化鐵道的三大元件。一、 電力機(jī)車（一） 工作原理電力機(jī)車靠其頂部升起的受電弓和接觸網(wǎng)接觸獲取電能。 電力機(jī)車頂部都有受電弓，由司機(jī)控制其起落。受電弓升起時(shí)，緊貼接觸網(wǎng)線摩擦滑行，將電能引入機(jī)車，經(jīng)機(jī)車主斷路器到機(jī)車主變壓器， 主變壓器降壓后，經(jīng)供電裝置供應(yīng)牽引電動(dòng)機(jī)，牽引電動(dòng)機(jī)經(jīng)過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使電力機(jī)車運(yùn)轉(zhuǎn)。（二） 構(gòu)成部分電力機(jī)車由機(jī)械部分包含車體和轉(zhuǎn)向架、電氣部分和空氣管路系統(tǒng)構(gòu)成。車體是電力機(jī)車的骨架，是由鋼板和壓型梁組焊成的復(fù)雜的空間構(gòu)造，電力機(jī)車大多半機(jī)械及電氣設(shè)備都安裝在車體內(nèi)，它也是機(jī)車乘務(wù)員的工作場(chǎng)所。轉(zhuǎn)向架是由牽引電機(jī)把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，便電力機(jī)車沿軌道走行的機(jī)械裝置。它的上部支持著車體，它的下部輪對(duì)與鐵路軌道接觸。電氣部分包含機(jī)車主電路、協(xié)助電路和控制電路形成的所有電氣設(shè)備，在機(jī)車上占的比重最大，除安裝在轉(zhuǎn)向架中的牽引電機(jī)以外，其余均安裝在車頂、車內(nèi)、車下和司機(jī)室內(nèi)?？諝夤苈废到y(tǒng)主要履行機(jī)車空氣制動(dòng)功能，由空氣壓縮機(jī)、氣閥柜、制動(dòng)機(jī)和管路等構(gòu)成（三） 分類干線電力牽引中，依據(jù)供電電流制分為：直流制電力機(jī)車和溝通制電力機(jī)車和多流制電力機(jī)車。溝通機(jī)車又分為單相低頻電力機(jī)車（25Hz或162/3Hz和單相工頻（50Hz）電力機(jī)車。單相工頻電力機(jī)車，又可分為交-直傳動(dòng)電力機(jī)車和交一直—交傳動(dòng)電力機(jī)車。二、 牽引變電所牽引變電所的主要任務(wù)是將電力系統(tǒng)輸送來的110kV三相溝通電變換為（或55）kV單相電，而后以單相供電方式經(jīng)饋電線送至接觸網(wǎng)上，電壓變化由牽引變壓器達(dá)成。電力系統(tǒng)的三相溝通電改變?yōu)閱蜗啵?是經(jīng)過牽引變壓器的電氣接線

來實(shí)現(xiàn)的。牽引變電所往常設(shè)置兩臺(tái)變壓器，采納雙電源供電。以提升供電的靠譜性。變壓器的接線方式當(dāng)前采納的有三相Yd11接線，單相V/V接線，單相接線以及三相兩相斯科特變壓器。牽引變電所還設(shè)置有串連和并聯(lián)的電容賠償裝置，用以改良供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量，減少牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)和通訊線路的影響。三、牽引供電回路電力牽引供變電系統(tǒng)是指從電力系統(tǒng)接受電能，經(jīng)過變壓，變相后，向電力機(jī)車供電的系統(tǒng)。牽引供電回路是由牽引變電所、饋電線、接觸網(wǎng)、電力機(jī)車、鋼軌、地或回流線構(gòu)成。此外還有分區(qū)亭、開閉所、自耦變壓器站等。電源電源電源高壓輸電線摟觸網(wǎng)回流線軌道開團(tuán)所摟觸網(wǎng)回流線軌道開團(tuán)所（一）開閉所（SSP）電力牽引系統(tǒng)中的開閉所，其實(shí)是起配電作用的開關(guān)站開閉所就是高壓開關(guān)站，實(shí)質(zhì)上從嚴(yán)格意義上講是“高壓配電”站，不過起配電作用，實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)供電、雙路互投等功能。當(dāng)樞紐地域的供電，分為“由里向外供”和“由外向里供”兩種方式，前者在樞紐內(nèi)設(shè)置牽引變電所。后者在樞紐內(nèi)不設(shè)牽引變電所，為了增添樞紐地域供電的靠譜性和減小事故的影響范圍，一般設(shè)開閉所。AT供電方式時(shí)，供電臂較長(zhǎng)，在供電臂中部也設(shè)開閉所。開閉所應(yīng)有來自不一樣牽引變電所的（單線區(qū)段）或同一牽引變電所的不一樣饋線段（復(fù)線區(qū)段）的兩回進(jìn)線。開閉所應(yīng)盡量設(shè)置在樞紐地域的負(fù)荷中心處，以減少饋線的長(zhǎng)度和饋線與接觸網(wǎng)的交織擾亂。（二）分區(qū)亭（SP）為了增添供電的靈巧性，提升運(yùn)轉(zhuǎn)的靠譜性，在兩個(gè)牽引變電所的供電區(qū)間常加設(shè)分區(qū)亭。分區(qū)亭常用于牽引網(wǎng)為雙邊供電，或復(fù)線區(qū)段牽引網(wǎng)為單邊供電，但上下行接觸網(wǎng)在尾端并聯(lián)時(shí)。這時(shí)，分區(qū)亭起到平常將兩個(gè)供電臂或上下行接觸網(wǎng)聯(lián)系起來的作用，這樣，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，可減小停電范圍和實(shí)現(xiàn)越區(qū)供電。（三） 自耦變壓器站電力牽引供電系統(tǒng)如采納自耦變壓器供電方式時(shí)，在沿線每隔10-15公里設(shè)置一臺(tái)自耦變壓器。設(shè)置時(shí)盡量將自耦變壓器設(shè)于沿鐵路的各站場(chǎng)上。同時(shí)，盡量與分區(qū)亭、開閉所歸并，以便于運(yùn)轉(zhuǎn)管理。（四） 牽引網(wǎng)牽引網(wǎng)是由饋線、鋼軌回流線、接觸網(wǎng)構(gòu)成的雙導(dǎo)線供電系統(tǒng)，達(dá)成對(duì)電力機(jī)車的送電任務(wù)。BT供電方式時(shí)，還要有回流線。AT供電供電方式時(shí)，還有正饋線和保護(hù)線。饋線：接在牽引變電所牽引母線和接觸網(wǎng)之間的導(dǎo)線，馬上電能由牽引變電所引向電氣化鐵路。接觸網(wǎng)：一種特別的輸電線，架設(shè)在鐵路上方，機(jī)車受電弓與其磨擦受電。回流線：牽引變電所處的橫向回流線，它將軌或與軌平行的其余導(dǎo)線與牽引變壓器指定端子相聯(lián)。分相絕緣器（電分相）：串在接觸網(wǎng)上，目的是把兩相不一樣的供電區(qū)分開，并使機(jī)車圓滑過渡，主要用在牽引變電所出口處和分區(qū)處。分段絕緣器（電分段）：分為縱向電分段和橫向電分段，前者用線路接觸網(wǎng)上，后者用于站場(chǎng)各條接觸網(wǎng)之間。經(jīng)過其上的隔走開關(guān)將有關(guān)接觸網(wǎng)進(jìn)行電氣連通或斷開，以保證供電的靠譜性、靈巧性和減小停電范圍等。供電分區(qū)：正常供電時(shí)，由牽引變電所饋線到接觸網(wǎng)尾端的一段供電線路，也稱為供電區(qū)。第二節(jié) 電氣化鐵路的供電方式一、電力系統(tǒng)對(duì)牽引變電所的供電方式電力系統(tǒng)向牽引變電所供電的方式可分為單電源供電，雙電源供電和混淆供電。當(dāng)同一電氣化區(qū)段有不一樣那個(gè)的電力系統(tǒng)功能供電時(shí)，在牽引網(wǎng)的分界處，應(yīng)設(shè)置分相電分段而不該并聯(lián)。牽引變電所設(shè)置兩臺(tái)變壓器，它要求雙電源供電。（五）單邊供電單邊供電是由一個(gè)地區(qū)變電所給1-2個(gè)牽引變電所供電，為保證供電靠譜性，應(yīng)采納雙回路供電。單邊供電的靠譜性一般比雙邊供電和環(huán)形供電要差，而投資不會(huì)比環(huán)形供電和雙邊單回供電少。

章引叟電所牽引變電所章引叟電所牽引變電所區(qū)域安電新草邊供電（六）雙邊供電特點(diǎn)：電源來自兩個(gè)地區(qū)變電所，給鐵路供電的輸電線是聯(lián)系這兩個(gè)地區(qū)變電所的通路。能夠分為單回路供電和雙回路供電。單回路供電比雙回路供電投資省，但雙回路供電比單回路供電靠譜性更好。牽引變電所 牽引變電所IZ3E3牽引變電所 牽引變電所IZ3E3kJTJ牽引變電所 牽引變電所razsittTr區(qū)域變電所 已域變電所雙邊取回踏供電區(qū)域變電所 已域變電所雙邊取回踏供電（七）環(huán)形供電區(qū)域變電所 區(qū)域焚電所雙邊單回蹈供電特點(diǎn)：牽引變電所在高壓側(cè)與一次系統(tǒng)聯(lián)成環(huán)形網(wǎng)。供電靠譜性好，但成本較高。國(guó)內(nèi)現(xiàn)行電網(wǎng)模式中，有更高一級(jí)電網(wǎng)時(shí)，常常不再使低一級(jí)電網(wǎng)結(jié)環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。幸引變電所 牽司交電所區(qū)域變電所區(qū)域變電所幸引變電所 牽司交電所區(qū)域變電所區(qū)域變電所牽引變電所環(huán)形供電所以，在當(dāng)前220kV及更高系統(tǒng)逐漸形成之狀況下，當(dāng)采納110kV系統(tǒng)給鐵道牽引供電時(shí)，就較少采納環(huán)形方式，雙邊供電等方式，而多用單邊供電或帶有備用開關(guān)的雙邊側(cè)供電及環(huán)形供電等方式。實(shí)質(zhì)電力系統(tǒng)的電源與牽引變電所的布局是多種多樣的，所以電氣化鐵道一次系統(tǒng)的供電方式也是多種多樣的。二、牽引變電所對(duì)接觸網(wǎng)的供電方式（一）單線區(qū)段的單邊供電各變電所相互獨(dú)立，接觸網(wǎng)供電分區(qū)由牽引變電所從一邊供應(yīng)電能。每個(gè)接觸網(wǎng)供電分區(qū)往常稱為一個(gè)供電臂，相鄰兩個(gè)牽引變電所之間的供電臂相互絕緣，機(jī)車只從有關(guān)的某個(gè)牽引變電所取電。對(duì)于兩個(gè)異相牽引端口的牽引變電所，往常在牽引變電所出口兩饋線相連的接觸網(wǎng)上和分區(qū)的接觸網(wǎng)上設(shè)分相絕緣器。當(dāng)某一牽引變電所因故障失電時(shí)，可將兩頭分區(qū)亭的開關(guān)合長(zhǎng)進(jìn)行越區(qū)供電。有較好的電能質(zhì)量（電壓，電能損失?。O(shè)備（接觸網(wǎng)導(dǎo)線，變壓器）負(fù)荷較均勻，繼電保護(hù)較為復(fù)雜，且有穿越電流流經(jīng)接觸網(wǎng)，當(dāng)前單線廣泛采納這類供電方式。牽引變電所牽引變電所牽引變電所單邊供電（二）復(fù)線區(qū)段的單邊尾端并聯(lián)供電復(fù)線區(qū)段也能夠采納單邊供電和雙邊供電，但因?yàn)閺?fù)線的雙邊供電分區(qū)亭設(shè)備復(fù)雜，對(duì)接觸網(wǎng)短路故障的保護(hù)十分困難，故當(dāng)前我國(guó)只采納復(fù)線單邊供電。因?yàn)閺?fù)線區(qū)段牽引變電所同一側(cè)的上下行接觸網(wǎng)均供應(yīng)同相電，故可在接觸網(wǎng)供電尾端用分區(qū)廳中的斷路器連結(jié)起來，形成單邊尾端并聯(lián)供電。單邊尾端并聯(lián)供電時(shí)，電力機(jī)車由上下行接觸網(wǎng)線路并聯(lián)供電，使分派在每條接觸網(wǎng)中的電流減小，進(jìn)而使接觸網(wǎng)的電壓損失和電能損失減小，故當(dāng)前廣泛采納這類方式。機(jī)車由相鄰的兩個(gè)變電所供電，由與分相絕緣器并聯(lián)的斷路器合閘而實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)一供電臂故障時(shí)，如保證另一供電臂正常供電，則需經(jīng)過繼電保護(hù)自動(dòng)將斷路器翻開，以減小故障地區(qū)；當(dāng)接觸網(wǎng)停電維修時(shí)，也需要（經(jīng)過遠(yuǎn)動(dòng)）進(jìn)行斷路器分合操作。所以，雙邊供電時(shí)，兩相鄰牽引變電所之間要設(shè)置分區(qū)亭。

牽引變電所 牽引變電所1Z3 Z3分相繾嫁器——-VAi 7/-1 復(fù)線區(qū)段單邊末端并聯(lián)供電復(fù)線區(qū)段的全并聯(lián)供電單邊全并聯(lián)供電是在每個(gè)車站利用負(fù)荷開關(guān)將上下行接觸網(wǎng)并聯(lián)，形成并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。并聯(lián)負(fù)荷開關(guān)可自動(dòng)投切，也可由設(shè)于車站的遠(yuǎn)動(dòng)終端由電力調(diào)動(dòng)控制。全并聯(lián)供電的長(zhǎng)處是其比尾端并聯(lián)供電更有效的減小接觸網(wǎng)阻抗，降低接觸網(wǎng)電壓損失和電能損失，另一方面又能對(duì)接觸網(wǎng)的短路故障進(jìn)行更有效的保護(hù)，即當(dāng)接觸網(wǎng)短路故障時(shí)，牽引變電所兩饋線斷路器自動(dòng)跳閘，接觸網(wǎng)剎時(shí)失電，負(fù)荷開關(guān)自動(dòng)斷開，上下行接觸網(wǎng)分開，此時(shí)經(jīng)過變電所的故障判斷裝置確立故障線路，而非故障線路及可自動(dòng)重合閘送電，假如是剎時(shí)性故障，兩條線路分別送電成功后，負(fù)荷開關(guān)自動(dòng)合閘，又恢復(fù)到全并聯(lián)供電方式。接觸網(wǎng)對(duì)機(jī)車的供電方式（1）直接供電方式牽引網(wǎng)構(gòu)造最簡(jiǎn)，投資最小，但鋼軌電位較高，對(duì)通訊線的擾亂感覺最大，主要合用于通訊線路（主假如明線）較少或很易將受擾通訊線遷改徑路的場(chǎng)合?；拘椭苯庸╇姺绞皆诜▏?guó)、英國(guó)、原蘇聯(lián)都寬泛應(yīng)用。牽引變電所牽引變電所（2）帶回流線的直接供電方式帶回流線的直接供電方式簡(jiǎn)稱DN供電方式：在鋼軌上并聯(lián)架空回流線（又稱為負(fù)饋線）。增添回流線后，本來流經(jīng)軌道、大地的回流，一部分改由架空回流線流回牽引變電所，其方向與接觸網(wǎng)中饋線電流方向相反，架空回流線與接觸網(wǎng)距離較近，所以相當(dāng)于對(duì)周邊通訊線路增添了障蔽成效；此外，鋼軌電位大為降低，對(duì)通訊線的擾亂獲取較好克制。還可以降低牽引網(wǎng)阻抗，使供電臂延伸30%以上?？?1變電牌（3）BT供電方式在牽引供電系統(tǒng)中加裝吸流變壓器回流線裝置的供電方式，稱為吸流變壓器供電方式，簡(jiǎn)稱BT（BoosterTransformed供電方式。它是在牽引網(wǎng)中，每相距-4km，設(shè)置一臺(tái)變比為1：1的吸流變壓器，其一次線圈串接入接觸網(wǎng)，二次線圈串接在回流線中，（即吸流變壓器回流線方式，簡(jiǎn)稱吸回方式），或串接在軌道中（即吸流變壓器軌道方式，簡(jiǎn)稱吸軌方式）。吸軌方式需要自吸流變壓器處作絕緣軌縫，將軌道進(jìn)行絕緣分段，依賴吸流變壓器的作用，使絕大多半回歸電流流經(jīng)由軌道和吸流變壓器二次線圈流回牽引變電所。與吸-回方式對(duì)比，吸軌方式造價(jià)要低得多，對(duì)接觸網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)也比較有益，對(duì)于地形比較困難，或穿越長(zhǎng)大地道的的電氣化區(qū)段是存心義的。可是，對(duì)周邊線路的防備成效要差一些。并且，在絕緣軌縫雙側(cè)的軌端之間可能出現(xiàn)數(shù)百伏的電壓，對(duì)線路維修人員的安所有是個(gè)威迫，為認(rèn)識(shí)決這個(gè)矛盾，可在吸流變壓器出做兩個(gè)絕緣軌縫，以加長(zhǎng)帶有不一樣電位的兩段鋼軌之間的距離，其余，當(dāng)列車經(jīng)過絕緣軌縫的整段時(shí)間內(nèi)，吸流變壓器因?yàn)楦边吘€路被短路而失掉作用。吸-回方式比吸-軌方式克制通訊擾亂的成效好。我國(guó)采納的BT方式均為吸-回方式，日本東海道新干線也這樣，而英國(guó)、法國(guó)、瑞典兩種方式都有應(yīng)用，挪威只用BT鋼-軌方式。吸流變壓器采納變比為 1:1的特別變壓器，其特點(diǎn)是要求勵(lì)磁電流小。吸流變壓器的原邊串接在接觸網(wǎng)上，次邊串接在回流線中。間隔約設(shè)置一臺(tái)吸流變壓器，在兩個(gè)吸流變壓器中間，把軌道和回流線連結(jié)起來，這個(gè)連結(jié)成為吸上線。它是機(jī)車電流返回回流線的通路。吸流變壓器工作時(shí)，使接觸網(wǎng)和回流線間集中的增強(qiáng)了互感耦合，設(shè)吸流變壓器的原邊電流為I1匝數(shù)為W1，負(fù)邊電流為I2匝數(shù)為w2，依據(jù)變壓器的原理，I1W1=I2w2而W1=w2，所以，I1=I2,I1和I2的差異是I1種含有吸流變壓器的勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電流流經(jīng)軌道和大地，但數(shù)值很小。吸-回方式能迫使由軌道回路和大地返回牽引變電所的機(jī)車牽引電流的絕大多半經(jīng)由回流線路流回牽引變電所，而不經(jīng)由軌道和大地。進(jìn)而把本來距離很大的接觸網(wǎng)一軌道大地回路，改變?yōu)榫嚯x相對(duì)很小的接觸網(wǎng)一回流線線路。并且，回流線中流回的電流與接觸網(wǎng)內(nèi)流過的牽引電流大小基真相等，方向相反，它們形成的電磁場(chǎng)相互抵消，這樣就達(dá)到了牽引供電回路比較對(duì)稱的目的，明顯的消弱了接觸網(wǎng)和回流線四周空間的交變磁場(chǎng)，使?fàn)恳娏髟谥苓叺耐ㄓ嵕€路中的電磁感覺影響大大的減小。牽引變電所BT方式牽引網(wǎng)構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)較高，因?yàn)槲髯儔浩鞔虢佑|網(wǎng)，使得牽引網(wǎng)阻抗變大，供電臂長(zhǎng)度將減??；因存在BT分段（火花空隙），不利于高速、重載等大電流運(yùn)轉(zhuǎn)；但BT方式的鋼軌電位低，克制通訊擾亂的成效很好。（4）AT供電方式AT供電方式又稱為自耦變壓器供電方式。自耦變壓器（Auto-Transformer）是一種電力變壓器，它并接與接觸網(wǎng)、鋼軌和正饋線之中。這類方式由接觸網(wǎng)、鋼軌、正饋線和自耦變壓器構(gòu)成供電回路，并在接觸網(wǎng)和正饋線之間每隔 10-15公里并入一臺(tái)自耦變壓器，此中心抽頭與鋼軌連結(jié)，正饋線與接觸懸掛同桿架設(shè)，架設(shè)于接觸網(wǎng)支柱的野外側(cè)。在AT牽引變電所中，牽引變壓器將110千伏三相電降壓成單相55千伏，則鋼軌與接觸網(wǎng)間的電壓正好是自耦變壓器兩頭的電壓的一半即千伏。AT線圈兩頭分別接到接觸網(wǎng)（T和正饋線（AF）上，此中點(diǎn)抽頭與鋼軌（R湘接，AF與T架設(shè)在同一支柱上。牽引變壓器的次邊以55kV，在供電臂上并接AT。AT兩半線圈匝數(shù)n1=n2，即原、次邊變比為2：1,使供應(yīng)接觸網(wǎng)上的電壓仍按27?5kV饋出。設(shè)機(jī)車取流為I則AT原邊電流為V2，即牽引變壓器次邊為機(jī)車取流的一半。因?yàn)榻釉赥與R間和AF與R間的AT兩半線圈是電壓相等的，在理想狀況下，T與AF中流過的電流大小相等，方向相反，正饋線好像 BT方式中的回流線作用相同，所以能夠?qū)νㄓ嵜骶€的影響進(jìn)行有效地防備。AT方式與BT方式對(duì)比，在機(jī)車取流相同狀況下，從變電所至最湊近機(jī)車的AT間，接觸網(wǎng)與正饋線上電流只有機(jī)車電流的一半，對(duì)通訊明線擾亂將大大減弱。此外，在機(jī)車取流的兩個(gè)AT間的區(qū)段內(nèi)，機(jī)車電流老是由左右雙側(cè)接觸網(wǎng)雙邊供應(yīng)，方向相反，對(duì)通訊明線的擾亂相互抵消，所以擁有更好的防備成效。應(yīng)該指出，實(shí)質(zhì)上AT供電回路中的電流散布是特別復(fù)雜的。電力機(jī)車在任意一個(gè)AT區(qū)間取流時(shí)，除相鄰的兩個(gè)AT供應(yīng)電流外，供電臂上其余的AT也要向該機(jī)車供應(yīng)部分電流。機(jī)車電流經(jīng)過該供電臂中所有AT的正饋線和鋼軌之間的線圈與鋼軌一一大地形成的鏈形電路返回變電所，這類電流散布用一般的方法來計(jì)算將十分困難，往常都采納電子計(jì)算機(jī)計(jì)算。實(shí)質(zhì)的AT供電方式常常還增添一根接地保護(hù)線PW。在AT處，保護(hù)線與接觸懸掛金屬支座或兩重絕緣子中部相連，并與鋼軌連結(jié)，在自動(dòng)閉塞區(qū)段則與軌道電路中的信號(hào)扼流線圈中點(diǎn)相連。保護(hù)線電位一般在 500V以下，正常狀況下不流過牽引電流。當(dāng)絕緣子發(fā)生閃絡(luò)時(shí)，短路電流可經(jīng)過保護(hù)線作回路而不經(jīng)信號(hào)軌道電路.提升了信號(hào)電路工作的靠譜性。保護(hù)線又是隨接觸網(wǎng)支柱架空懸掛的，相當(dāng)于架空地線，對(duì)接觸網(wǎng)起障蔽作用，減小對(duì)架空通訊線的擾亂，同時(shí)也起到避雷線的作用，經(jīng)過放電器G入地。在鋼軌對(duì)地泄露電阻和機(jī)車取流較大的狀況下，為降低鋼軌電位，還可在AT區(qū)段中部加橫向連結(jié)線CPW，將鋼軌與保護(hù)線并接。AT并聯(lián)于牽引網(wǎng)中，戰(zhàn)勝了BT串入網(wǎng)中BT分段的缺點(diǎn)，使供電電壓成倍提升，牽引網(wǎng)阻抗小，供電距離長(zhǎng)（改為直接供電方式的 170%-200%），網(wǎng)上壓損和能損都小，是一種適于高速、重載等大電流牽引的供電方式。牽引變電所（5） CC供電方式同軸電纜內(nèi)外導(dǎo)體間的互感系數(shù)很大，吸流成效和克制通訊擾亂的成效均好于BT和AT供電方式。CC供電牽引網(wǎng)阻抗和供電距離與AT方式周邊，鋼軌電位較低，接觸網(wǎng)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，對(duì)凈空要求低，有于重載、高速等大電流運(yùn)轉(zhuǎn)。但同軸電纜的造價(jià)太高，限制了它的寬泛應(yīng)用，一般只在鐵路城市、橋隧的低凈空地段等特別場(chǎng)合采納。日本已在局部電氣化區(qū)段使用，我國(guó)還在研究和試驗(yàn)。奉引斐電所IZXII /匕 /匕 008—0 任 1.牽引變電所一、牽引變電所高壓進(jìn)線的主接線方案（一）牽引變電所主接線的要求1、 牽引變壓器的接線方式不一樣，對(duì)主接線的影響較大。2、在知足靠譜性的狀況下，應(yīng)盡量采納簡(jiǎn)單的接線形式，一般一雙 T接線為主。3、 雙T接線固然要求雙回路進(jìn)線，但可依據(jù)電氣化鐵路的重要程度和運(yùn)量大小而采納手動(dòng)投入或自動(dòng)投入備用回路。當(dāng)變電所的雙回路進(jìn)線中，主回路發(fā)生故障時(shí)，備用回路應(yīng)投入。當(dāng)采納手動(dòng)投入時(shí)，將有一段停電時(shí)間（幾數(shù)分鐘到幾十分鐘），但可使主接線簡(jiǎn)化，考慮到110kV線路故障率較低，并且220kV及更高系統(tǒng)逐漸形成之狀況下，這類接線方式獲取了廣泛應(yīng)用。4、 對(duì)于重要電氣化區(qū)段，可采納自動(dòng)投入或雙回路主供。5、 接觸網(wǎng)的故障率較高，要求kV側(cè)饋線斷路器能蒙受較高的跳閘次數(shù)或有足夠的備用。（二）單母線分段接線1、 單母線分段接線當(dāng)牽引變電所除了110kV兩回電源引入線外，還有其余引出線的時(shí)候，往常采納此種方式。正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，分段斷路器閉合，兩母線并列運(yùn)轉(zhuǎn)，電源回路和同一負(fù)荷的饋線應(yīng)交織連結(jié)在不一樣的分段母線上，分段斷路器既能經(jīng)過穿越功率，又可在必需的時(shí)候?qū)⒛妇€分紅兩段，這樣，當(dāng)母線檢修時(shí)，停電范圍可減小一半；母線故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)跳閘，將故障段母線斷開，非故障段母線及其線路仍照舊工作，僅使故障段母線連結(jié)的線路停電。單母線分段的接線，寬泛用于城市電牽引變電所和110Kv電源進(jìn)線回路較少的電牽引供電系統(tǒng)。2、 單母線帶旁路母線接線單母線分段的接線固然有上述長(zhǎng)處，可是，仍是存在斷路器檢修或故障時(shí)將使有關(guān)回路停電的缺點(diǎn)，為此，增設(shè)一組旁路母線，構(gòu)成帶旁路母線的單母線接線即可解決這一矛盾。（三）橋型接線當(dāng)110Kv側(cè)有兩回進(jìn)線且需要穿越功率時(shí)，采納橋型接線。1、內(nèi)橋接線內(nèi)橋接線中帶有隔走開關(guān)構(gòu)成的外跨條，作為檢修橋斷路器時(shí)旁路用。該接線的特點(diǎn)是線路中有一回故障，不影響供電。但變壓器故障時(shí)，造成線路中止。考慮到變壓器故障率比進(jìn)線故障少，所以這類接線可增強(qiáng)牽引負(fù)荷供電的靠譜性而對(duì)電力系統(tǒng)不會(huì)帶來多大影響，當(dāng)前采納許多。因?yàn)榻饬炎儔浩饕矔?huì)造成線路中止，所以如需常常操作主變壓器的場(chǎng)合，不宜采納內(nèi)橋接線。2、外橋接線該接線的特點(diǎn)是變壓器故障不影響線路，變壓器的投入和切除方便，線路穿越功率只經(jīng)過橋斷路器，但線路故障時(shí)影響一臺(tái)變壓器的供電，這類接線常常用于電力系統(tǒng)中比較重要的系統(tǒng)聯(lián)系線上。（四）雙T接線雙T接線是當(dāng)前采納比較廣泛的一種接線方式，它在變電所要求兩回進(jìn)線時(shí)采納。一般狀況下，此中一回引自電源點(diǎn)的專用間隔，另一回進(jìn)線可從電力系統(tǒng)的各供電線路上連結(jié)。雙T接線比上述兩種接線形式都簡(jiǎn)單，雙回進(jìn)線都在供電要求不高的場(chǎng)合，采納一回助攻，另一回備用。若兩回進(jìn)線都能作主供回路，并能作為互為備用，則可消去外跨條，使接線更加簡(jiǎn)單。在供電要求高的場(chǎng)合，應(yīng)優(yōu)先采納兩回進(jìn)線都能作為主供的方案。、牽引變電所的供電方案我國(guó)現(xiàn)行的牽引變電所供電方式絕大多半為三相一兩相制式，即其原邊取自電力系統(tǒng)的110kV或220kV三相電壓，次邊向兩個(gè)單相供電臂饋電，其母線額定電壓為或55kV。對(duì)于三相YN,d11或V,v接線的牽引變電所，次邊兩相電壓的相別是原邊三個(gè)相（或線）電壓相別三中取二的某種組合；而對(duì)于均衡變壓器，經(jīng)變壓器的變換，次邊形成大小相等而相位相互垂直的兩相電壓。從廣義的角度上講，牽引變壓器原次邊之間除了有電壓的變換外， 還有電流和阻抗變換，可稱為系統(tǒng)變換，如經(jīng)過系統(tǒng)變換，能夠獲取一次側(cè)的電力系統(tǒng)、牽引變壓器的等值電路模型，或二次側(cè)的電力系統(tǒng)、牽引變壓器等值電路模型。這兩個(gè)等值電路模型對(duì)于牽引供電系統(tǒng)的電氣剖析十分方便、實(shí)用，如用于電壓損失，故障剖析，電能計(jì)量，負(fù)序含量，諧波水同等計(jì)算。（一）純單相接線變壓器B供電臀純單相揍線電力機(jī)車是單相溝通負(fù)荷，明顯，牽引變電所采納單相變壓器最為直觀、簡(jiǎn)單，單相牽引變壓器和一般的單相變壓器不一樣，一般單相變壓器，都是一端接高壓，另一端接地或接中性點(diǎn)，故可采納分級(jí)絕緣，而單相牽引變壓器的高壓繞組兩頭都接高壓，故對(duì)地的絕緣要求相同，故采納全絕緣。單相牽引變電所中的兩臺(tái)變壓器并聯(lián)接線完好相同。兩臺(tái)變壓器的高壓繞組金額相同的兩相，地壓繞組的一端接母線，同時(shí)供應(yīng)變電所的兩個(gè)臂的負(fù)荷。相鄰兩段接觸網(wǎng)絕緣分開，既利于減小事故停電范圍，又提升了供電的靈巧性。低壓繞組的另一端與接地網(wǎng)和鋼軌以及回流線靠譜連結(jié)，以便使鋼軌、回流線中的負(fù)荷電流以及地中電流流回變壓器。純單相接線的主要長(zhǎng)處是變壓器的容量利用率為 100%，且變電所的主接線簡(jiǎn)

單，設(shè)備少、占地面積小，弊端是在三相系統(tǒng)形成較大的負(fù)序電流，為了減少負(fù)序電流對(duì)系統(tǒng)的影響，各變電所變壓器高壓繞組所結(jié)相序挨次輪換，即所謂換相連結(jié)。純單相接線的另一個(gè)弊端是不可以實(shí)現(xiàn)雙邊供電，并且變電所無三相電源，變電所的所用電須由周邊地方電網(wǎng)引入。我國(guó)的哈爾濱一大連線所有采納純單相接線。（二）單相V,V接線變壓器單相V,V接線與純單相接線的差異是兩臺(tái)變壓器分別接不一樣的兩個(gè)線電壓，兩高壓繞組有公用端子，故而構(gòu)成V型。兩個(gè)低壓繞組也有一個(gè)公共端子， 接到鋼軌和地網(wǎng)，低壓繞組的此外兩個(gè)端子分別接變電所的兩個(gè)供電臂， 兩臂電壓均為kV，構(gòu)成所謂60度接線。因?yàn)閮杀鄣南辔徊灰粯樱蕛晒╇姳墼诮佑|網(wǎng)上一定采納分相絕緣器。分相絕緣器兩頭電壓也為kV。與純單相接線的另一個(gè)差異時(shí)，V,V接線牽引變壓器在正常工作時(shí)，兩臺(tái)變壓器均投入運(yùn)轉(zhuǎn)，其備用方式是挪動(dòng)備用。當(dāng)一臺(tái)變壓器故障或檢修時(shí)，由專用車將挪動(dòng)變壓器運(yùn)往變電所。單相弓"簿姓變壓器V,V接線變壓器的長(zhǎng)處是容量利用率為100%，并且能夠供應(yīng)所用電電能，對(duì)牽引網(wǎng)還可實(shí)現(xiàn)雙邊供電。變電所內(nèi)設(shè)備也相對(duì)較少，這類接線在陽平關(guān)一安康線路應(yīng)用。 — 1單相弓"簿姓變壓器（三）三相V,V接線變壓器電力機(jī)車是單相溝通負(fù)荷，此刻廣泛采納三相V,v接線牽引變壓器。這類變電所內(nèi)裝設(shè)兩臺(tái)三相V,v接線牽引變壓器。一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)，一臺(tái)固定備用。三相V,v接線牽引變壓器的內(nèi)部接線近似兩臺(tái)純單相接線變壓器的組合。V,v接線牽引變壓器原邊接兩個(gè)線電壓（AB、BC、CA間線電壓中的兩個(gè)）。三相V,V接線變壓器不只保持了單相V,V接線的主要長(zhǎng)處，并且完好戰(zhàn)勝了單相V,V接線的弊端，最可取的是解決了單相V,V接線不便于采納固定備用和自動(dòng)投入的問題。同時(shí)，三

相V,V接線變壓器有兩臺(tái)獨(dú)立的死心和對(duì)應(yīng)的繞組經(jīng)過電磁感覺進(jìn)行變換和傳達(dá)，兩臺(tái)容量能夠相等，也能夠不等，兩臺(tái)的負(fù)變電壓能夠相同也能夠不一樣，有益于實(shí)現(xiàn)分相有載或無載調(diào)壓，為牽引變壓器的選型供應(yīng)了一種新的接線形式。（四）三相YN,d11接線牽引變電所三相YN,d11接線牽引變電所簡(jiǎn)稱三相牽引變電所。三相牽引變電所是我國(guó)電氣化鐵道采納許多的一類。當(dāng)前在三相牽引變電所中采納的是110kV油浸風(fēng)冷式變壓器，該牽引變壓器的接線采納標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)系組，即YN,d11，必需時(shí)原邊中性點(diǎn)可大電流接地。備用方式有挪動(dòng)備用和固定備用兩種，適用中大多采納固定備用。對(duì)于直接供電或BT供電方式，變壓器次邊輸出電壓為，比牽引網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)壓（25kV）高10%。1、原理電路圖及睜開圖'供電臂供由譬'供電臂供由譬繞組（ax）（cz）為負(fù)荷相繞組；繞組（by則被稱為自由相繞組，（）內(nèi)符號(hào)表示端子號(hào)，大寫為原邊，小寫為次邊。為剖析的直觀與方便，更常有使用YNd11接線牽引變壓器睜開圖。畫睜開圖有以下商定：（1） 為施工和運(yùn)轉(zhuǎn)安全起見，一致規(guī)定次邊繞組的（C）端子接鋼軌和地；（2） 原、次邊對(duì)應(yīng)繞組相互平行；（3） 原、次邊每套（相）繞組的同名端放在同一側(cè)；實(shí)質(zhì)上，有了睜開圖中每套（相）繞組的同名端，端字號(hào)已不重要，能夠只保存次邊端子號(hào)（c），甚至不要。需要時(shí)，依據(jù)每套（相）的同名端不難恢復(fù)所有端子號(hào)。三相TW/11桂雄變壓器展開圖2、電壓電流的規(guī)格化定向在牽引供電系統(tǒng)剖析中，對(duì)所有牽引變壓器均都采納規(guī)格化定向(又稱為減極性定向，即在這類定向下，原、次邊繞組磁勢(shì)相互抵消)。原邊繞組電壓、電流采納電動(dòng)機(jī)老例定向，即牽引變壓器從電力系統(tǒng)汲取電能；次邊繞組電壓、電流采納發(fā)電機(jī)老例定向，即牽引變壓器是次邊負(fù)荷的電源；負(fù)荷汲取正功率。單相變壓器規(guī)格化定向規(guī)格化定向 等值電路對(duì)于理想變壓器，U1與U2同相。規(guī)格化定向應(yīng)注意：原邊繞組電壓與實(shí)質(zhì)進(jìn)線電壓相別一致；次邊繞組按同名端與原邊繞組電壓一致；原邊電流、電壓按電動(dòng)機(jī)老例，次邊按發(fā)電機(jī)老例，原、次邊繞組電流為減極性；

（4）往常，達(dá)成電壓定向后（先原邊，后次邊，或許依據(jù)需要而相反），先標(biāo)次邊電流（負(fù)荷），再標(biāo)原邊電流。YN,d11牽引變壓器的規(guī)格化定向3^3^3、繞組電流與負(fù)荷端口電流的關(guān)系因?yàn)闋恳?fù)荷是兩個(gè)單相負(fù)荷，故在變壓器三相繞組中的電流分派是不均勻的。習(xí)慣上把兩臂電壓的方向都設(shè)定為接觸網(wǎng)高于大地，即圖中的 Uac和Ubc。在此兩電壓作用下，產(chǎn)生負(fù)荷電流Ia和Ic且Ia超前宜60度。三相牽引變匣暴斃組電流分布 電流相位圖左臂電流胞在三角形繞組內(nèi)有兩條并聯(lián)之路，一條是支路a-c只有一相繞組，另一條是支路c-b-a為兩相繞組并聯(lián)，故阻抗值是前者的2倍，所以，繞組ac流過2/3Ia繞組ab和bc流過1/3Ia同理，Ib在三相繞組中的分派為繞組bc流過2/3Ib繞組ac和ab流過1/3Ib當(dāng)兩臂同時(shí)都有電流時(shí)，可得三相繞組bc、ca、ac中的電流關(guān)系為:;=3-認(rèn)-Z)L)假如令I(lǐng)a=Ib便可利用左圖法畫出各繞組的電流Ib、Ica、Iab以下圖，不難看出各相繞組電流極不對(duì)稱。為了求出兩臂電流相等條件下，各繞組中電流的數(shù)值和相位，能夠以 Ib為基準(zhǔn)量，即Ib=IIa=L60°代入上式并聯(lián)立求解可得：Ibc=3IL180°+°Ica=3IL60Iab=1/3L-60°上式說明，在兩臂負(fù)荷電流相等的條件下，有以下兩個(gè)關(guān)系：(1)兩接地相繞組b、ca(又稱臂繞組)的電流大小相等，而非接地繞組ab(又稱自由繞組)的電流較小，不過臂繞組電流的1/或倍，故習(xí)慣將ab繞組稱為輕負(fù)荷繞組，而bc和ca稱為重?fù)?dān)荷繞組。(2)饋線負(fù)荷電流為臂繞組電流的3/倍，不一樣于一般三相對(duì)稱系統(tǒng)中的線電流是相電流的倍。4、三相牽變壓器的容量利用率三相牽引變壓器低壓側(cè)為三角形接法，設(shè)額定輸出電壓為UN，線電流Ia=Ib=Ic=I，則變壓器的額定容量為：So=V3UnI又因?yàn)槿酄恳儔浩魅切蝹?cè)近輸出兩個(gè)單相負(fù)荷，故變壓器的輸出容量還可以夠?qū)憺椋篠out=2UNI此中，I為供電臂電流。正常狀況下，三角形接法的線電流是相電流的"3倍，供電臂電流為線電流［，臂繞組電流是相電流Ip,所以，供電臂電流為臂繞組電流的"3倍，即?=”3Ip。而三相牽引變壓器的供電臂電流為臂繞組電流的倍，即『。所以，當(dāng)臂繞組的電流Ip達(dá)到額定值時(shí)，此時(shí)供電臂電流為僅為供電臂額定電流R的"3=倍，故當(dāng)臂繞組電流為額定電流時(shí)，變壓器的額定輸出容量為：So=2UNI=2X0.655I=|變壓器額定容量利用率KK=(額定輸出容量/額定容量)X100%K=IN/V3UnI)X100%=%可見，三相牽引變壓器的額定容量只好達(dá)到其額定容量的 %。在實(shí)質(zhì)應(yīng)用中，當(dāng)繞組bc、ac電流達(dá)到額定值時(shí)，繞組ab只達(dá)到了倍額定電流。緣邊對(duì)應(yīng)繞組B向電流也相同為倍額定電流，所以，三相牽引變壓器還未達(dá)到額定溫升，故還可合適提升兩供電臂的負(fù)荷電流， 為此，引入一個(gè)溫度系數(shù)，Kt二，是供電臂的電流達(dá)到1/二倍，此時(shí)，相應(yīng)變壓器的容量利用率也可達(dá)到X=。當(dāng)只有一臂有負(fù)載時(shí)，供電臂的允許電流還可增大。5、三相牽引變壓器的優(yōu)弊端長(zhǎng)處：(1)變壓器原邊采納YN接線，中性點(diǎn)引出接地方式與高壓電網(wǎng)相適應(yīng)。(2)變壓器構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，又因中性點(diǎn)接地，繞組可采納分級(jí)絕緣，所以變壓器造價(jià)較低。運(yùn)用技術(shù)成熟，供電安全靠譜性好。變電所有三相電源，不只所用電靠譜，必需時(shí)還可向地方供應(yīng)電能。弊端：變壓器的容量不可以充足利用，輸出容量只好達(dá)到其額定容量的%,引入溫度系數(shù)后也只好達(dá)到84%。(2) 和單相接線牽引變電所對(duì)比，主接線比較復(fù)雜，設(shè)備多，占地面積大，工程投資大，設(shè)備的保護(hù)和檢修的工作量也相應(yīng)增大。(五)Scott變壓器Scott變壓器是一種三相兩相均衡變壓器，因?yàn)樗鼘?duì)電力系統(tǒng)所形成的負(fù)序電流較小，且變壓器的容量利用率高，故在北京秦皇島，鄭州武昌等忙碌干線上采納。1、概括三相兩相均衡變壓器均衡一一對(duì)應(yīng)“0序”，無“0序”稱均衡，不然為不均衡。對(duì)稱一一對(duì)應(yīng)“負(fù)序”，無負(fù)序(只有正序)為對(duì)稱，不然為不對(duì)稱。電氣化鐵道牽引負(fù)荷經(jīng)過特定接線的牽引變壓器不會(huì)在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生零序重量，但往常造成負(fù)序重量。所以，從三相系統(tǒng)看，牽引負(fù)荷是均衡而不對(duì)稱

的。均衡變壓器往常是指那種擁有變壓和換相功能的三相一一兩相變壓器，目的是除去或削弱負(fù)序。數(shù)學(xué)上是三相對(duì)稱系統(tǒng)與兩相對(duì)稱系統(tǒng)之間的變換。即:ABC0三相對(duì)稱：三相電氣相量大小相等，相位互差120o兩相對(duì)稱：兩相電氣相量大小相等，相位互差三相對(duì)稱：三相電氣相量大小相等，相位互差120o兩相對(duì)稱：兩相電氣相量大小相等，相位互差90o接線該變壓器的接線可看作兩個(gè)單相斯科特接線變壓器的原理接線圖以下圖。該變壓器的接線可看作兩個(gè)單相變壓器構(gòu)成，一臺(tái)變壓器的原邊繞作為W1接三相電源BC上，稱為M座變壓器，另一臺(tái)變壓器的原邊繞組"3/2W1的一端引出，接到電源的入相，另一端接到M座變壓器的中點(diǎn)O,稱為T座變壓器。兩臺(tái)變壓器的次邊繞組相等。即圖中的兩個(gè)W2，并輸出兩個(gè)數(shù)值相等，相位相互垂直的電壓 U2M和U2T,分別向變電所的左右兩個(gè)臂供電，當(dāng)兩臂負(fù)荷電流相等時(shí)，原邊三相電流相等?！酢鮸 斯科特亶壓器接竣囹 |和其余接線形式的變壓器相同，每個(gè)變電所均設(shè)兩臺(tái)變壓器，一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)，臺(tái)備用。我國(guó)采納輸出電壓為55kV，其目的是適應(yīng)AT方式供電，即兩個(gè)輸出電壓分別接兩個(gè)自耦變壓器的兩頭點(diǎn)，自耦變壓器的中點(diǎn)抽頭接地和鋼軌，這樣便可獲得2X電壓，并分別接接觸網(wǎng)和正饋線。2、電壓關(guān)系Scott接線變壓器原、次邊電壓關(guān)系以下圖。設(shè)電力系統(tǒng) A、B、C三相電壓對(duì)稱，即線電壓幅、BC、CA為等邊三角形 。三角形的邊電壓BC為UU ABC BCUM座變壓器的原繞組電壓qM，其高AO為T座變壓器原邊繞組U1T，其值為線電壓的UBC的"3/2倍，可見兩變壓器原邊電壓相互垂直，且U1t超前U1m90°，故其次邊電壓12T超前2M °。U90因?yàn)镸座變壓器和T座變壓器的原繞組分別對(duì)應(yīng)于三角形的底和高，所以往常又稱M座變壓器為底變壓器，稱T座變壓器為高變壓器。U2T和U2M的數(shù)值關(guān)系能夠有下邊推導(dǎo)得出。M座變壓器的變比Km=W1/W2,T座變壓器的變比為Kt=V3/2W1/W2=V3/2Km，故有了：U2T=Uit/Kt=V3/2Ubc/V3/2知=UBC禹=U圳禹=U2m結(jié)論：斯科特變壓器能夠把三相對(duì)稱電壓變換為兩相對(duì)稱電壓。3、電流關(guān)系斯科特變壓器的主要特點(diǎn)是當(dāng)次邊兩負(fù)荷臂電流相等時(shí)，原邊三相電流對(duì)稱，先簡(jiǎn)單證明以下：由上述剖析可知，電壓U2T超前U2M90。。當(dāng)兩臂功率因數(shù)相等時(shí)，明顯兩臂電流I超前I90?！，F(xiàn)以I為基準(zhǔn)量，即有k=-共依據(jù)KCL電流方程及變壓器的磁勢(shì)均衡原理，可列出以下方程式：■■■fa+J&+氏=0?用,Fa—W1小ItW2=0a*wi* 7Js—-Tc*—=■+IwW2=02 2

因?yàn)樨?fù)數(shù)（1+打3）和（1-J3）的模均為2,可見三相電流I、車、I的數(shù)值相等。將上式的結(jié)果化成指數(shù)形式，利用作圖法，可畫出三相電流的相量圖，可見，三相電流不只數(shù)值相等，并且相序互差120OItZc斯科恃變壓器電流關(guān)系4、容量利用率OItZc斯科恃變壓器電流關(guān)系額定輸出時(shí)J=T=Ie1Ie變壓器額定輸出容 Se227.e5量:變壓器的設(shè)計(jì)容量：110110則變壓器額定容量利用率K—100% 92.8%Sb5、斯科特變壓器的優(yōu)弊端長(zhǎng)處:（1） 當(dāng)M座和T做兩供電臂電流相等，且功率因數(shù)相同時(shí)，原邊三相電流相等。（2） 變壓器容量能所有益用。（3） 可利用逆斯科特變壓器產(chǎn)生三相對(duì)稱電壓供牽引變電所的自用電。弊端：（1） 斯科特變壓器的制造難度大，繞組須安全絕緣設(shè)計(jì)，變壓器造價(jià)高。（2） 變電所主接線復(fù)雜，設(shè)備多，投資大，保護(hù)及檢修工作量大。（3） 斯科特變壓器的中性點(diǎn)難以引出，且無三角形繞組回路，電壓波形較差。（4） 斯科特變壓器的原邊接點(diǎn)O的電位隨負(fù)載變化產(chǎn)生飄移，嚴(yán)重時(shí)有零序電流流經(jīng)電力網(wǎng)。（5） 斯科特變壓器的兩饋線之間的電壓為"2X,即分相絕緣器的兩頭電壓較高，故應(yīng)合適增強(qiáng)其絕緣。結(jié)論：斯科特變壓器合用于中性點(diǎn)不要求接地，運(yùn)輸較忙碌，兩供電臂負(fù)荷電流湊近相等的牽引變電所。第五節(jié) 高速鐵路牽引供電系統(tǒng)介紹因?yàn)殡娏C(jī)車功率大，拉的多，跑的快，世界各國(guó)的高速鐵路幾乎都采納電力機(jī)車牽引。電力機(jī)車與蒸汽機(jī)車和內(nèi)燃機(jī)車不一樣，它自己不帶能源，一定由外面供應(yīng)電能。為了給電力機(jī)車供應(yīng)電能，需要在鐵路沿線架設(shè)一套牽引供電系統(tǒng)。高速鐵路的牽引供電系統(tǒng)，與常速鐵路的牽引供電系統(tǒng)不一樣，它的供電能力和供電靠譜性一定知足高速列車運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。自1964年10月1日，日本建成世界上第一條高速鐵路以來，經(jīng)過幾十年的實(shí)踐和發(fā)展，各國(guó)高速鐵路的牽引供電系統(tǒng)都有了很大的改良，達(dá)到了很高的水平，并且都各具特點(diǎn)。最擁有代表性的是日本、法國(guó)和德國(guó)高速鐵路的牽引供電系統(tǒng)。高速鐵路的牽引供電系統(tǒng)主要包含牽引供電和接觸網(wǎng)兩大多半。下邊就其采納的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做一簡(jiǎn)單的介紹。1.牽引供電部分（1）牽引供電方式：高速鐵路要求接觸網(wǎng)受流質(zhì)過高，分段和分相點(diǎn)數(shù)目少。當(dāng)前各國(guó)大多采納自耦變壓器（AT）供電方式和帶回線的直接（RT）供電方式。自耦變壓器（AT）供電方式是每隔10km左右在接觸網(wǎng)與正饋線之間并聯(lián)接入一臺(tái)自耦變壓器，此中性點(diǎn)與鋼軌相連。自耦變壓器將牽引網(wǎng)的供電電壓提升一倍，而供應(yīng)電力機(jī)車的電壓仍為25kV，以下圖。帶回線的直接（RT）供電方式是在接觸網(wǎng)支柱上架設(shè)一條與鋼軌并聯(lián)的回流線，以下圖，利用接觸網(wǎng)與回流線之間的互感作用，使鋼軌中的電流盡可能地由回流線流回牽引變電所，因此能部分抵消接觸網(wǎng)對(duì)周邊通訊線路的擾亂。1/2t自耦變壓器(AT)供電方式帶回線的直接(RT)供電方式日本、法國(guó)采納AT供電方式；德國(guó)、意大利和西班牙采納RT供電方式。AT供電方式的長(zhǎng)處是：供電質(zhì)量高變電所數(shù)目少便于牽引變電所選址和電力部門的配合牽引變電所間距大、分相點(diǎn)少。所以，便于高速列車運(yùn)轉(zhuǎn)，防擾亂成效也好。我國(guó)京滬高速鐵路牽引供電優(yōu)先采納2X25kV(AT)供電方式。(2)電源電壓等級(jí)：高速鐵路負(fù)荷電流大，對(duì)電力系統(tǒng)的不均衡影響也大。為了減少對(duì)電力系統(tǒng)的影響，高速鐵路一般都采納較高的電源電壓。日本采納154kV、220kV和275kV三種電壓等級(jí)，法國(guó)采納225kV電壓等級(jí)，德國(guó)采納110kV電壓等級(jí)，意大利采納130kV電壓等級(jí)，西班牙采納132kV和220kV兩種電壓等級(jí)。(3)接觸網(wǎng)電壓：接觸網(wǎng)的電壓對(duì)電力機(jī)車功率發(fā)揮及機(jī)車運(yùn)轉(zhuǎn)速度有很大影響，并且直接關(guān)系到牽引供電設(shè)備技術(shù)參數(shù)的選定和供電系統(tǒng)的工程投資，各國(guó)都特別重視這一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。日本接觸網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓為 25kV，最高電壓為30kV，最低電壓為。法國(guó)分別為25kV、和18kV。德國(guó)分別為15kV、17kV和12kV。西班牙分別為25kV、和19kV。意大利采納直流供電，分別為3kV、和2kV。我國(guó)京滬高速鐵路接觸網(wǎng)的標(biāo)稱電壓為25kV，長(zhǎng)久最高電壓制定為，短時(shí)（5min）最高電壓為29kV，設(shè)計(jì)最低工作電壓為20kV。（4） 牽引變壓器接線形式：牽引變壓器是牽引供電系統(tǒng)中最重要的設(shè)備。它對(duì)牽引供電系統(tǒng)和工程投資起決定性的影響，不一樣種類的牽引變壓器對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生不一樣的不均衡影響。日本采納斯科特接線和變形伍德橋接線三相變壓器。法國(guó)、德國(guó)、意大利和西班牙采納單相變位器。單相變壓器的長(zhǎng)處是變壓器容量大、利用率高、經(jīng)濟(jì)成效好，最合適在高速鐵路上應(yīng)用。我國(guó)京滬高速鐵路應(yīng)優(yōu)先采納單相變壓器。（5） 牽引變電所繼電保護(hù)和自動(dòng)控制裝置：日本、法國(guó)、德國(guó)及西班牙高速鐵路的牽引變電所均按無人值班設(shè)計(jì)，采納運(yùn)動(dòng)裝置在電力調(diào)動(dòng)中心監(jiān)控。牽引變電所的繼電保護(hù)和自動(dòng)控制系統(tǒng)仍采納傳統(tǒng)的控制保護(hù)盤方式，微機(jī)控制保護(hù)和所有自動(dòng)化等技術(shù)都還沒有采納。但在保護(hù)系統(tǒng)的配置、繼電器的特征、控制回路的聯(lián)動(dòng)等方面比較先進(jìn)，系統(tǒng)的安全性和靠譜性也比較高。（6） 電力調(diào)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)：日本列車運(yùn)轉(zhuǎn)指揮中心集列車、車輛、信號(hào)、牽引供電、防災(zāi)報(bào)警、游客服務(wù)等多種業(yè)務(wù)調(diào)動(dòng)為一體，構(gòu)成一個(gè)綜合調(diào)動(dòng)辦理系統(tǒng)。電力調(diào)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)是此中的一個(gè)子系統(tǒng)。 法國(guó)高速鐵路的綜合調(diào)動(dòng)系統(tǒng)由行車調(diào)動(dòng)和電力調(diào)動(dòng)構(gòu)成。德國(guó)和西班牙高速鐵路的牽引供電調(diào)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)則是一個(gè)設(shè)在調(diào)動(dòng)中心的獨(dú)立系統(tǒng)。由調(diào)動(dòng)所對(duì)高速線上所有開關(guān)設(shè)備和接觸網(wǎng)柱上開關(guān)進(jìn)行遙控。為了便于列車調(diào)動(dòng)指揮，電力調(diào)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)集中設(shè)內(nèi)行車調(diào)動(dòng)室內(nèi)。為2x或；接觸網(wǎng)額定電壓為25kV，長(zhǎng)久最高電壓為，短時(shí)（5min）最高電壓為29kV，設(shè)計(jì)最低工作電壓為20kV。9.接觸網(wǎng)采納上、下行同相單邊供電，供電臂尾端設(shè)分區(qū)所，在正常狀況下實(shí)現(xiàn)上、下行接觸網(wǎng)并聯(lián)供電，在事故狀況下實(shí)現(xiàn)越區(qū)供電，同意所有列車在減速條件下經(jīng)過。當(dāng)采納AT供電方式時(shí)，AT所處的上、下行接觸網(wǎng)也推行并聯(lián)。10.供電設(shè)備的容量一般按近期客運(yùn)量的頂峰小時(shí)牽引負(fù)荷進(jìn)行選擇；接觸網(wǎng)上行或下行獨(dú)自供電時(shí)，應(yīng)知足最低工作電壓要求。11.負(fù)序和睦波對(duì)電力系統(tǒng)的影響應(yīng)切合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。二、牽引網(wǎng)供電方式京滬高速鐵路是由不一樣速度等級(jí)的動(dòng)車組混跑的客運(yùn)專線（在近、遠(yuǎn)期逐漸加大350km/h及以上動(dòng)車組數(shù)目和運(yùn)轉(zhuǎn)范圍），最高速度為354380km/h的高速動(dòng)車組采納大功率流線型交-直■交動(dòng)車組。AT供電方式擁有適應(yīng)高電能傳輸?shù)哪芰?，同時(shí)能夠降低對(duì)接觸懸掛載流量的要乞降減少牽引網(wǎng)電流密度，并有益于大運(yùn)量客運(yùn)專線接觸網(wǎng)的輕型化和系統(tǒng)般配設(shè)計(jì)。牽引網(wǎng)供電方式采納AT供電方式后在供電能力、減少電分相、改良電磁環(huán)境和降低外面電源投資等方面的優(yōu)勢(shì)均比較明顯，對(duì)于京滬高速鐵路長(zhǎng)距離、高速度、高密度和重?fù)?dān)荷的情況特別適合；所以高速正線的牽引供電系統(tǒng)應(yīng)采納2x25kVAT供電方式，樞紐地域高中速聯(lián)系線、動(dòng)車組走行線和動(dòng)車段（所）等采納W25kV帶回流線的直接供電方式。三、 牽引變電所、開閉所、分區(qū)所和AT所散布在京滬高速鐵路的電氣化工程中，牽引變電所（SS）、開閉所（SSP）、分區(qū)所（SP）和AT所（ATP）的散布方案除依據(jù)上述主要設(shè)計(jì)原則及技術(shù)條件外，還應(yīng)試慮負(fù)荷特點(diǎn)、變電設(shè)備規(guī)模和牽引網(wǎng)構(gòu)造等。因?yàn)榫咚勹F路的高、中速列車均采納交直佼動(dòng)車組，列車在各樣工況下的功率因數(shù)較高，牽引網(wǎng)尾端電壓水平不再是限制牽引變電所間距的主要要素；而牽引網(wǎng)各導(dǎo)體的載流量和電力系統(tǒng)的負(fù)序蒙受能力成為限制牽引變電所間距的主要要素。依據(jù)先期牽引計(jì)算及方案論證的結(jié)論，京滬高速鐵路全線分別在李營(yíng)（北京動(dòng)車段）、魏善莊、豆張莊、華苑、唐官屯、滄州、東光、德州、禹城、濟(jì)南、泰山、王莊、東郭、周營(yíng)、徐州、桃溝、固鎮(zhèn)、蚌埠、桑澗、滁州、南京南、下蜀、丹陽、鄭陸、無錫、昆山和虹橋設(shè)27座牽引變電所，在每座牽引變電所內(nèi)均不設(shè)自耦變壓器。在AT供電區(qū)段的分區(qū)所內(nèi)設(shè)置上、下行自耦變壓器，且自耦變壓器互為備用；在AT供電區(qū)段內(nèi)，各牽引變電所的左右供電臂中間周邊共設(shè) 50處AT所，AT所內(nèi)設(shè)置上、下行自耦變壓器，且自耦變壓器互為備用。在北京南站和天津西站周邊各設(shè)1處罰區(qū)所兼開閉所。在京滬高速鐵路的電氣化工程中，除新建李營(yíng)牽引變電所為直接供電方式的變電所外，其余均為AT供電方式的牽引變電所。高速正線接觸網(wǎng)除北京南?魏善莊牽引變電所和在本線早期虹橋牽引變電所?虹橋段采納帶回流線的直接供電方式外，其余均采納AT供電方式；各樞紐和地域內(nèi)的高中速聯(lián)系線、動(dòng)車組走行線及動(dòng)車段（動(dòng)車運(yùn)用所）車場(chǎng)線均采納帶回流線的直接供電方式。在正線貫穿方案上，牽引變電所的均勻間距為，最大間距為，供電臂最大長(zhǎng)度為。四、 牽引變壓器種類與容量牽引變壓器是牽引變電所中的重點(diǎn)設(shè)備，它的結(jié)線型式許多，如單相牽引變壓器、三相V結(jié)線牽引變壓器、均衡型牽引變壓器和三相Y/A牽引變壓器等。牽引變壓器種類的選擇應(yīng)綜合考慮電力系統(tǒng)容量、牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)序影響、安裝容量與基本電價(jià)和容量利用率等要素。因?yàn)楦咚勹F路的牽引負(fù)荷擁有顛簸性、幅值變化大、采納重生制動(dòng)后牽引變電所左右兩供電臂更不易均衡等特點(diǎn)，京滬高速鐵路所采納牽引變壓器的結(jié)線型式一定適應(yīng)這些特點(diǎn)。對(duì)于單相牽引變壓器：它的容量利用率高，牽引變壓器安裝容量小，有益于動(dòng)車組重生能量的利用，但對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)序影響大，故應(yīng)在電力系統(tǒng)強(qiáng)盛的地方優(yōu)先采納；單相結(jié)線擁有負(fù)荷安穩(wěn)、電能消耗小、有效利用列車重生電能、營(yíng)運(yùn)花費(fèi)低、構(gòu)造簡(jiǎn)單、靠譜性高、設(shè)備數(shù)目少、營(yíng)運(yùn)保護(hù)方便和工程投資低等優(yōu)點(diǎn)；此外采納單相牽引變壓器可減少正常運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的接觸網(wǎng)電分相數(shù)目，這是其余結(jié)線型式的牽引變壓器所不及的。對(duì)于三相V結(jié)線牽引變壓器：在兩臂牽引負(fù)荷相等的前提下，三相V結(jié)線牽引變壓器的負(fù)序功率等于牽引負(fù)荷功率的50%；它構(gòu)造也較簡(jiǎn)單，牽引變電所的每個(gè)供電臂可獨(dú)自選用所需要