專(zhuān)利名稱：一種27.5kv交流電氣化鐵道at牽引供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電氣化鐵道AT牽引供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前交流電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)主要采用直接供電方式、BT供電方式和 AT供電方式三種供電方式。
直接供電方式如附圖1所示，由牽引變壓器S輸出27. 5KV的單相電壓，
直接與接觸線T和鐵軌R相連構(gòu)成。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)筒單，投資最??；缺點(diǎn)是鋼
軌上有電流流過(guò)從而在鋼軌上產(chǎn)生電壓降，使鋼軌的電位較高，火車(chē)駛離牽引
變壓器越遠(yuǎn)、其鋼軌電壓越高，對(duì)鐵路沿線地面通信線的電磁干擾大，只適用
于線路較少的明線通信線路或很易將受擾通信線遷改路徑的鐵路沿線。
BT供電方式有兩種BT—鋼軌方式和BT—回流線方式。其中BT-回流線方 式效果更好，其結(jié)構(gòu)如圖2所示除了接觸網(wǎng)線及鐵軌外，增加了回流線；每隔 約1.5 km-4km接入一個(gè)BT (雙線圈)變壓器形成一個(gè)BT段，BT變壓器的一次 線圈串在接觸網(wǎng)T上，二次線圈串在回流線F'上，回流線F'相隔1. 5 km-4km 的兩邊分別通過(guò)吸上線HL與鋼軌R相連。任意BT的一次側(cè)繞組有牽引電流/流 過(guò)時(shí)，在其二次側(cè)繞組產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，從而在吸流閉合回路(由回流線F'、繞 組、左右吸上線HL、鋼軌R構(gòu)成)中產(chǎn)生一個(gè)感生電流，由于BT變壓器為1:1 的變壓器，因此該感生電流與牽引電流大小基本相同、方向相反，因此在該段 距離內(nèi)，鋼軌中基本無(wú)電流流過(guò),鋼軌電位低，抑制通信干擾的效果很好。BT方 式的缺點(diǎn)是增加了牽引網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，提高了造價(jià)；同時(shí)由于BT變壓器的 串入使?fàn)恳W(wǎng)阻抗變大，損耗增力口，牽引變壓器的供電臂長(zhǎng)度將減小，約為直接 供電方式的3/4。另外，機(jī)車(chē)通過(guò)牽引網(wǎng)串入的B T變壓器原邊線圈時(shí)，不能直 接通過(guò)原邊線圈，而只能通過(guò)并聯(lián)于原邊線圈旁的有斷電(絕緣)間隙的BT分段，從而產(chǎn)生火花間隙現(xiàn)象，既不利于高速、重載等大電流機(jī)車(chē)的運(yùn)行，也會(huì)對(duì)通訊 產(chǎn)生千擾。
AT供電方式如圖3所示，牽引變壓器S的輸出端分別與鐵路供電網(wǎng)的接 觸線T和正饋線F相連。在鐵路供電網(wǎng)每隔約10km設(shè)置有2: 1的自耦變壓器AT， 自耦變壓器并聯(lián)于接觸線T與正饋線F之間，自耦變壓器中性點(diǎn)接鋼軌R。當(dāng)機(jī) 車(chē)位于一個(gè)AT段中時(shí)，在該AT段至牽引變電所之間的其他AT段內(nèi)，牽引 變壓器的工作電流沿接觸線T流出，沿正饋線F流入，鋼軌R中電流為零；而 在機(jī)車(chē)所在的A T段內(nèi)，鋼軌上仍然有電流存在，并且在才幾車(chē)位置處分別向前、 向后流向前一變壓器AT和后一變壓器AT,在該A T段內(nèi)鋼軌電流對(duì)外的電磁影 響相互抵消，因此仍然可以抑制對(duì)通信線路的干擾。
AT供電方式中的自耦變壓器以并聯(lián)方式與牽引網(wǎng)相連，機(jī)車(chē)(受電弓)無(wú) 需通過(guò)自耦變壓器的原邊，克服了 BT供電方式需通過(guò)BT分段產(chǎn)生火花間隙的 缺陷，牽引損失小，也減少了對(duì)通信的干擾；同時(shí)，AT供電方式的接觸線與正 饋線間供電回路電壓提高至55kV,供電電壓高，且由于所有的AT變壓器是并聯(lián) 在牽引網(wǎng)中，牽引網(wǎng)阻抗小，網(wǎng)上電壓損失和電能損失都小，供電距離長(zhǎng)，約 為直接供電方式的170%~ 200%?？傊?，AT供電方式是一種適于高速、重載等大 電流運(yùn)行的牽引方式，在發(fā)展高速重載鐵路時(shí)，采用大容量AT供電方式將是必 然趨勢(shì)，但現(xiàn)有的AT供電方式存在以下的不足
一、 AT方式的牽引變電器牽引側(cè)電壓為55kV或2x27. 5kV,而直供方式或BT 方式的變電所內(nèi)牽引變壓器電壓等級(jí)均為27. 5kV，因此，將直供方式或BT方式 牽引供電系統(tǒng)改造為AT牽引供電系統(tǒng)時(shí)，需要更換包括牽引變壓器在內(nèi)的主設(shè) 備，增加了工程數(shù)量和設(shè)備投資。
二、 若牽引變壓器次邊繞組無(wú)中點(diǎn)抽頭，如斯科特(Scott)接線變壓器，當(dāng) 構(gòu)成AT供電系統(tǒng)時(shí)，需要在牽引變電所出口增設(shè)自耦變壓器，增加了工程數(shù)量 和設(shè)備投資。
三、 當(dāng)前55kV和2x27. 5kV兩種AT供電方式的同時(shí)使用，導(dǎo)致了工程設(shè)計(jì) 中牽引變電所設(shè)備和主接線的不同，因此不便于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。
四、 由于國(guó)內(nèi)AT段距離一般較長(zhǎng)，最長(zhǎng)可達(dá)20多公里，在高速重載運(yùn)行條件下，若牽引變壓器為55kV，對(duì)牽引變壓器繞組容量要求高，而高容量、高電
壓變壓器制作難度大，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種27. 5KV交流電氣化鐵道AT牽引供電系統(tǒng)，該 系統(tǒng)具有AT供電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)備投資少，工程量小，檢修、維護(hù)容易；且其 對(duì)現(xiàn)有的直供及BT方式鐵路的改造容易，實(shí)施方便；有利于高速重載鐵路的發(fā)展。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案為， 一種27. 5KV交流電氣化鐵 道AT牽引供電系統(tǒng)，其組成是
牽引變電所的牽引變壓器的輸出電壓為27. 5kV，牽引變壓器的一個(gè)輸出端 與鋼軌相連，另一輸出端與鐵道牽引網(wǎng)的正饋線相連；
鐵道牽引網(wǎng)每隔10 20km設(shè)置一個(gè)變比為2:1的自耦變壓器，自耦變壓器 的一端與鐵道接觸線相連，中點(diǎn)與鋼軌相連，另一端與鐵道牽引網(wǎng)的正饋線相 連。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
由于本發(fā)明的牽引變電所的變壓器輸出側(cè)兩端分別與自耦變壓器的一端(正 饋線)和中點(diǎn)(鋼軌)相連，而不是與自耦變壓器的兩端相連，從而釆用27.5kv 的變壓器，通過(guò)自耦變壓器的升壓在其兩端(正饋線與接觸線端)同樣得到55KV 的電壓。同時(shí)，自耦變壓器與接觸線、鋼軌構(gòu)成的接觸線回路，及自耦變壓器 與正饋線構(gòu)成的回路的連接方式及工作原理與現(xiàn)有的A T方式相同，從而本發(fā) 明采用27, 5kv的牽引變壓器實(shí)現(xiàn)了鋼軌、接觸線、正饋線的AT方式供電。因 此，本發(fā)明具有現(xiàn)有AT供電方式的所有優(yōu)點(diǎn)，并且還具備以下有益效果。
一、 對(duì)于新建鐵路，將原有55kV牽引變壓器或2x27. 5kV牽引變壓器變?yōu)?27.5kV牽引變壓器，牽引變壓器的電壓減小一半，降低了工程造價(jià)，投資少。
二、 牽引變壓器的輸出端只需要連接鋼軌和正饋線，而不再與接觸線相連， 連接方便，也便于日常維護(hù)和檢修。
三、 由于現(xiàn)有的直供方式或BT方式的牽引變壓器也為27.5KV變壓器，因 此，對(duì)其進(jìn)行牽引供電方式銜接或者改造為本發(fā)明的AT牽引供電方式時(shí)，牽引變電所不需要更換牽引變壓器或者在牽引變電所出口處增加自耦變壓器，也減 少了工程數(shù)量和設(shè)備投資，降低了改造和建設(shè)成本，有利于本發(fā)明的推廣實(shí)施。 總之，本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)施方便，成本低，與現(xiàn)有牽引供電系統(tǒng)銜 接方便，有利于我國(guó)的高速重載鐵路的發(fā)展。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。


圖l是現(xiàn)有直供方式供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是現(xiàn)有BT-回流線方式供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是現(xiàn)有AT方式供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例
圖4示出，本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
為， 一種27. 5KV交流電氣化4失 道AT牽引供電系統(tǒng)，其組成是
牽引變電所的牽引變壓器S的輸出電壓為27. 5kV,牽引變壓器S的一個(gè)輸 出端M與鋼軌R相連，另一輸出端N與鐵道牽引網(wǎng)的正饋線F相連；
鐵道牽引網(wǎng)每隔10 20km設(shè)置一個(gè)變比為2: 1的自耦變壓器AT,自耦變壓器 AT的一端a與鐵道接觸線T相連，中點(diǎn)o與鋼軌R相連，另一端b與鐵道牽引網(wǎng) 的正饋線F相連。
權(quán)利要求
1、一種27. 5KV交流電氣化鐵道AT牽引供電系統(tǒng)，其組成是牽引變電所的牽引變壓器(S)的輸出電壓為27.5kV，牽引變壓器(S)的一個(gè)輸出端(M)與鋼軌(R)相連，另一輸出端(N)與鐵道牽引網(wǎng)的正饋線(F)相連；鐵道牽引網(wǎng)每隔10～20km設(shè)置一個(gè)變比為2∶1的自耦變壓器(AT)，自耦變壓器(AT)的一端(a)與鐵道接觸線(T)相連，中點(diǎn)(o)與鋼軌(R)相連，另一端(b)與鐵道牽引網(wǎng)的正饋線(F)相連。
全文摘要
一種27.5KV交流電氣化鐵道AT牽引供電系統(tǒng)，其組成是牽引變電所的牽引變壓器(S)的輸出電壓為27.5kV，牽引變壓器(S)的一個(gè)輸出端(M)與鋼軌(R)相連，另一輸出端(N)與鐵道牽引網(wǎng)的正饋線(F)相連；鐵道牽引網(wǎng)每隔10～20km設(shè)置一個(gè)變比為2∶1的自耦變壓器(AT)，自耦變壓器(AT)的一端(a)與鐵道接觸線(T)相連，中點(diǎn)(o)與鋼軌(R)相連，另一端(b)與鐵道牽引網(wǎng)的正饋線(F)相連。該系統(tǒng)具有AT供電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)備投資少，工程量小，檢修、維護(hù)容易；且其對(duì)現(xiàn)有的直供及BT方式鐵路的改造容易，實(shí)施方便；有利于高速重載鐵路的發(fā)展。
文檔編號(hào)B60M3/00GK101462501SQ20091005811
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2009年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
發(fā)明者東 易, 李群湛, 解紹鋒, 賀建閩, 鍇 郭, 陳民武 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)