電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)簡(jiǎn)介

電氣化鐵路

牽引供電系統(tǒng)簡(jiǎn)介

一、緒論二、供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理三、牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響和對(duì)策四、牽引網(wǎng)對(duì)通信線路的影響和對(duì)策五、可以減輕對(duì)通信線路影響的供電方式六、地中電流七、供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的若干問題1）電氣化鐵路的組成電力牽引指由外電源供給動(dòng)力車電能的牽引方式，采用電力牽引的鐵路稱為電氣化鐵路。電氣化鐵路除了一般的鐵路線路、車站、通訊、信號(hào)等設(shè)施外，還包括特殊的牽引供電系統(tǒng)、電力機(jī)車以及相應(yīng)的運(yùn)行、維修和管理單位供電段、電力機(jī)務(wù)段、電力調(diào)度及其主管部門等；2）我國(guó)電氣化鐵路的發(fā)展概況上世紀(jì)50年代確定了電氣化鐵路采用工頻單相25kV交流制；電氣化鐵路通車?yán)锍探刂?009年底達(dá)到萬公里，位居世界第二，電氣化率約40%；牽引供電系統(tǒng)設(shè)施也在不斷發(fā)展過程中；自主設(shè)計(jì)制造的電力機(jī)車時(shí)速可以達(dá)到350kM/h甚至以上；

緒論

3）電氣化鐵路的優(yōu)越性與存在的問題拉得多，跑得快，運(yùn)輸能力大；節(jié)約能源消耗，綜合利用能源；經(jīng)濟(jì)效益好；對(duì)環(huán)境無污染，勞動(dòng)條件好，有利于實(shí)現(xiàn)環(huán)保運(yùn)輸；有利于鐵路沿線實(shí)現(xiàn)電氣化，促進(jìn)工農(nóng)業(yè)發(fā)展；對(duì)給電氣化鐵路牽引負(fù)荷供電的電力系統(tǒng)造成負(fù)序電流和高次諧波含量增大、功率因數(shù)降低等不良影響；對(duì)沿電氣化鐵路架設(shè)的通信線路有干擾；基建投資比蒸汽牽引和內(nèi)燃牽引投資大；接觸網(wǎng)檢修需要天窗時(shí)間；

緒論1）電氣化鐵道供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理2）牽引變電所單相聯(lián)結(jié)牽引變電所供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理優(yōu)點(diǎn)：牽引變壓器的容量利用率可達(dá)100%，主接線簡(jiǎn)單，設(shè)備少，占地面積小，投資省等。缺點(diǎn)：不能供應(yīng)地區(qū)和牽引變電所三相負(fù)荷用電，對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)序影響最大，對(duì)接觸網(wǎng)的供電不能實(shí)現(xiàn)兩邊供電。供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理單相V,v聯(lián)結(jié)牽引變電所

供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理優(yōu)點(diǎn)：牽引變壓器的容量利用率可達(dá)100%，正常運(yùn)行時(shí)，牽引側(cè)保持三相，所以可以供應(yīng)牽引變電所自用電和地區(qū)三相負(fù)載，主接線較簡(jiǎn)單，設(shè)備較少，投資較省，對(duì)電力系統(tǒng)負(fù)序影響比單相聯(lián)結(jié)小，對(duì)接觸網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)兩邊供電。缺點(diǎn)：一臺(tái)牽引變壓器故障時(shí)，另一臺(tái)必須跨相供電，地區(qū)三相電力供應(yīng)要中斷。供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理三相V,v聯(lián)結(jié)牽引變電所這種牽引變電所裝設(shè)兩臺(tái)三相V，V聯(lián)結(jié)牽引變電所，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)固定備用。它是將兩臺(tái)容量相等或不相等的單相變壓器器身安裝于同一油箱內(nèi)組成的。保持了單相V，v聯(lián)結(jié)的主要優(yōu)點(diǎn)，而且完全克服了它的缺點(diǎn)。并且解決了單相V，v聯(lián)結(jié)牽引變電所不便于采用固定設(shè)備及其自動(dòng)投入的問題。兩臺(tái)的容量可以選擇不一致，兩側(cè)的二次側(cè)電壓可以不一致，有利于實(shí)現(xiàn)分相有載或無載調(diào)壓。

供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理三相Yn,d11聯(lián)結(jié)牽引變電所

供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理由一系列相量圖分析得知，Ica，Ibc電流相等，等于供電臂負(fù)荷電流的/3，而Iab等于供電臂負(fù)荷電流的1/3，可見牽引變壓器容量利用率不高，大約在左右；但它低壓側(cè)保持三相，有利于供應(yīng)牽引變電所自用電和地區(qū)三相電力，并且在我國(guó)采用的時(shí)間長(zhǎng)，有較多的經(jīng)驗(yàn)，制造相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格相對(duì)便宜；供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理3）牽引網(wǎng)牽引網(wǎng)是由饋電線、接觸網(wǎng)、軌道和大地、回流線構(gòu)成的供電網(wǎng)的總稱。牽引變電所向接觸網(wǎng)的供電方式供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理單線區(qū)段一邊供電

供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理接觸網(wǎng)供電分區(qū)由牽引變電所從一邊供應(yīng)電能。由于我國(guó)的電氣化鐵路接觸網(wǎng)普遍采用一邊供電方式，越區(qū)供電方式也不經(jīng)常使用，所以在相鄰兩牽引變電所之間的供電分區(qū)分界點(diǎn)，目前不設(shè)置分區(qū)所，只設(shè)分相絕緣器和一臺(tái)隔離開關(guān)；優(yōu)點(diǎn)是倒閘操作和繼電保護(hù)比較簡(jiǎn)單，獨(dú)立性強(qiáng)；供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理兩邊供電供電臂分界點(diǎn)設(shè)置分區(qū)所，才能實(shí)現(xiàn)兩邊供電，分區(qū)所的作用在于縮小接觸網(wǎng)故障或檢修的停電范圍。電流是兩邊流向電力機(jī)車，可以減少牽引網(wǎng)中的電壓損失和電能損失，改善供電臂的電壓水平，減少運(yùn)營(yíng)成本。缺點(diǎn)是倒閘操作和繼電保護(hù)復(fù)雜，牽引網(wǎng)中會(huì)出現(xiàn)穿越電流導(dǎo)致附加電能損失。

供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理雙線區(qū)段同相一邊并聯(lián)供電

供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理兩相鄰牽引變電所之間毗連的供電臂上、下行接觸網(wǎng)電壓皆屬同相，分界點(diǎn)設(shè)置分區(qū)所，通過分區(qū)所的斷路器將上、下行接觸網(wǎng)聯(lián)通。目前普遍采用。電力機(jī)車通過上、下行接觸網(wǎng)從一個(gè)牽引所取用電流，可以顯著減少牽引網(wǎng)中的電壓損失和電能損失，改善供電臂的電壓水平，減少運(yùn)營(yíng)成本。缺點(diǎn)是倒閘操作和繼電保護(hù)復(fù)雜。供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理同相一邊分開供電不同點(diǎn)在于供電臂的上、下行接觸網(wǎng)不連接。電力機(jī)車通過行駛的本線路的接觸網(wǎng)從一個(gè)牽引所取用電流。缺點(diǎn)是不能減少牽引網(wǎng)中的電壓損失和電能損失，而且在運(yùn)行中，上、下行接觸網(wǎng)之間容易出現(xiàn)較大的電壓差，易燒毀接觸網(wǎng)的分段絕緣器。優(yōu)點(diǎn)是倒閘操作和繼電保護(hù)較簡(jiǎn)單。

供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理雙邊樞紐供電分區(qū)所的主接線由4臺(tái)工作斷路器接成四邊形構(gòu)成。優(yōu)缺點(diǎn)同兩邊供電。

供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理1）負(fù)序電流由于單相工頻交流電氣化鐵道牽引負(fù)荷的特點(diǎn)，當(dāng)三相電力系統(tǒng)向它供電時(shí)，它將在電力系統(tǒng)中引起負(fù)序電流。通過對(duì)稱分量法分析得知，單相負(fù)荷接入電力系統(tǒng)時(shí)，將在系統(tǒng)中引起正序電流和負(fù)序電流，但不會(huì)引起零序電流。相量圖中，正序電流超前30度，負(fù)序電流落后30度。牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響和對(duì)策正序有功功率等于單相負(fù)荷的有功功率，負(fù)序有功功率為零。單相負(fù)荷的正序視在功率等于負(fù)序?qū)嵲诠β?，都等于單相?fù)荷的視在功率。單相負(fù)荷電流在三相系統(tǒng)電路中產(chǎn)生的電能損失，等于正序電流電能損失與負(fù)序電流電能損失之和，并且正序電流電能損失與負(fù)序電流電能損失相等。對(duì)于輸電線、變壓器和電抗器等靜止元件，不存在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)問題，因此負(fù)序電抗等于其正序電抗。但對(duì)于同步發(fā)電機(jī)就不一樣了。牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響和對(duì)策不同聯(lián)結(jié)形式的牽引變壓器負(fù)荷引起的不對(duì)稱影響綜合分析單相聯(lián)結(jié)牽引變壓器負(fù)荷，在電力系統(tǒng)中引起的不對(duì)稱度最嚴(yán)重，達(dá)到100%；單相和三相V，v聯(lián)結(jié)、三相Yn，d11聯(lián)結(jié)牽引變壓器負(fù)荷，在電力系統(tǒng)中引起的不對(duì)稱度相同，當(dāng)兩供電臂電流相等時(shí)，為50%。當(dāng)兩供電臂中一臂有電流，另一臂無電流時(shí)，為100%。

牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響和對(duì)策2）負(fù)序電流對(duì)電力系統(tǒng)的影響單相牽引負(fù)荷，引起發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱運(yùn)行，限制了發(fā)電機(jī)的出力，增加了附加的能量損失，破壞了熱穩(wěn)定性，動(dòng)穩(wěn)定性。影響電動(dòng)機(jī)的出力，電壓不對(duì)稱度越大，制動(dòng)力矩越大。降低了變壓器、輸電線路容量利用率，造成附加的能量損失。增加了繼電保護(hù)的復(fù)雜性。牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響和對(duì)策減少負(fù)序影響的措施牽引供電系統(tǒng)可采取的措施：相鄰牽引變電所的牽引變壓器一次側(cè)換接相序，合理安排接觸網(wǎng)分段及其相序；所內(nèi)采用電流不對(duì)稱度低的牽引變壓器；電力系統(tǒng)可采取的措施：在發(fā)電廠或樞紐變電站安裝同步調(diào)相機(jī)。

牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響和對(duì)策3）牽引變電所換接相序所謂牽引變電所換接相序，就是指?jìng)€(gè)相鄰牽引變電所牽引變壓器的一次側(cè)各端子輪換接入電力系統(tǒng)中的不同的相。牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響和對(duì)策牽引變電所換接相序的基本要求是：對(duì)稱。把各牽引變電所的單相牽引負(fù)荷輪換接入電力系統(tǒng)中的不同的相，使電力系統(tǒng)三相電流大致對(duì)稱。單相和三相V，v聯(lián)結(jié)、三相Yn，d11聯(lián)結(jié)的兩個(gè)相鄰牽引變電所之間，兩供電臂一般設(shè)計(jì)為同相，以便必要時(shí)可實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)的越區(qū)供電或兩邊供電，牽引變電所直接相連的兩供電臂為不同相。牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響和對(duì)策4）諧波電流整流型電力機(jī)車變壓器一次側(cè)的電流波形發(fā)生了明顯的畸變，成為周期性的非正弦波，含有諧波成分。牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響和對(duì)策諧波對(duì)電力系統(tǒng)的不良影響：諧波電流引起電力系統(tǒng)內(nèi)的諧振，并聯(lián)諧振時(shí)引起諧波電壓放大，容易損壞設(shè)備；串聯(lián)諧振會(huì)引起串聯(lián)回路中元件過電流，過熱。諧波電流流入發(fā)電機(jī)，會(huì)引起振動(dòng)扭矩，增加定子繞組和定子鐵芯的附加電能損失和發(fā)熱，引起轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組的附加發(fā)熱，引起阻尼繞組過熱。對(duì)計(jì)量的影響，計(jì)算方法不一樣。諧波電流流入變壓器，引起附加鐵損和銅損，是變壓器總電能損失增大，容量利用率減少。牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響和對(duì)策減少諧波影響的措施：在牽引變電所牽引側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置；在電力機(jī)車上加裝并聯(lián)補(bǔ)償濾波裝置。牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響和對(duì)策5）功率因數(shù)功率因數(shù)的大小與電路的負(fù)荷性質(zhì)有關(guān)，如白熾燈泡、電阻爐等電阻負(fù)荷的功率因數(shù)為1，一般具有電感性負(fù)載的電路功率因數(shù)都小于1。功率因數(shù)是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要的技術(shù)數(shù)據(jù)。功率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備效率高低的一個(gè)系數(shù)。功率因數(shù)低，說明電路用于交變磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換的無功功率大，從而降低了設(shè)備的利用率，增加了線路供電損失。所以，供電部門對(duì)用電單位的功率因數(shù)有一定的標(biāo)準(zhǔn)要求。牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響和對(duì)策電力牽引負(fù)荷的功率因數(shù)比較低，這是因?yàn)槲覈?guó)的電氣化鐵道所采用的電力機(jī)車多數(shù)是整流型機(jī)車，在交流側(cè)電流波形畸變以及整流換相過程中重疊導(dǎo)通角的影響導(dǎo)致功率因數(shù)在左右，由于牽引網(wǎng)阻抗的影響，牽引變壓器低壓側(cè)的功率因數(shù)要降低，由于牽引變壓器阻抗的影響，高壓側(cè)的功率因數(shù)還要降低，這樣平均值大約。牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響和對(duì)策功率因數(shù)低的不良影響：降低發(fā)電機(jī)組的輸出能力和輸變電設(shè)備的供電能力，使電氣設(shè)備的效率降低，發(fā)電和輸變電的成本提高；增加輸電網(wǎng)絡(luò)中的電能損失。有功功率的損失與功率因數(shù)的二次方成反比；增加輸電網(wǎng)絡(luò)中的電壓損失，引起電力用戶的供電電壓不足。電業(yè)部門要求電氣化鐵道牽引負(fù)荷在牽引變電所牽引變壓器高壓側(cè)的月平均功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到以上，高者獲獎(jiǎng)，低者受罰。牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響和對(duì)策提高牽引負(fù)荷功率因數(shù)的措施：提高用電的自然功率因數(shù)。例如提高電力機(jī)車的功率因數(shù)，改善牽引網(wǎng)的阻抗特性，包括減少牽引網(wǎng)單位阻抗值和阻抗角，限制供電臂的長(zhǎng)度，合理選擇牽引變壓器容量，提高容量利用率；在牽引變電所牽引側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，目前普遍采用。牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響和對(duì)策6）并聯(lián)電容補(bǔ)償在牽引變電所牽引側(cè)設(shè)計(jì)和安裝并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，既是減少牽引負(fù)荷諧波影響的一項(xiàng)措施，又是提高牽引負(fù)荷功率因數(shù)的一種對(duì)策。牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響和對(duì)策電容器組1DR：用于無功補(bǔ)償，與串聯(lián)電抗器匹配，濾掉一部分諧波電流；串聯(lián)電抗器1DK：用于限制斷路器合閘時(shí)的涌流和分閘時(shí)的重燃電流。與電容器匹配，濾掉一部分諧波電流。防止并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置與供電系統(tǒng)發(fā)生高次諧波并聯(lián)諧振。牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響和對(duì)策在牽引變電所裝設(shè)可調(diào)并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，可以完善的、即時(shí)的綜合解決功率因數(shù)和諧波等問題。最有效的是SVC（靜止無功補(bǔ)償器），它是由TSC（晶閘管投切電容器）和TCR（晶閘管控制電抗器）組成，TSC實(shí)現(xiàn)粗調(diào)，TCR實(shí)現(xiàn)細(xì)調(diào)，由于TCR不僅價(jià)格較貴，而且解決諧波問題的效果不理想，故對(duì)電氣化鐵道而言，采用TSC比較適宜。牽引負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響和對(duì)策1）概述牽引網(wǎng)是一種特殊形式的單相工頻交流高壓輸電線路。直接供電方式牽引網(wǎng)的“一條導(dǎo)線”是接觸網(wǎng)，另“一條導(dǎo)線”是軌道和大地。牽引（或短路）電流的一部分經(jīng)軌道流入大地，另一部分沿軌道流回牽引變電所。從地面來看，直接供電方式牽引網(wǎng)是一種極端不對(duì)稱的輸電線路，一方面，接觸網(wǎng)所帶高電壓將在鄰近空間產(chǎn)生高壓電場(chǎng)；另一方面，接觸網(wǎng)中流通的交流電流將在環(huán)繞其周圍空間產(chǎn)生很強(qiáng)的未被平衡的交變磁場(chǎng)，對(duì)沿線通信線路產(chǎn)生比較大的影響。牽引網(wǎng)對(duì)通信線路的影響和對(duì)策2）防護(hù)措施如果采用直接供電方式牽引網(wǎng)向電力機(jī)車供電，架空通信明線為了使感應(yīng)的危險(xiǎn)電壓影響限制在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，一般需遠(yuǎn)離電氣化鐵道1kM以上；而為了使雜音干擾影響限制在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，則需離電氣化鐵道更遠(yuǎn)一些。牽引網(wǎng)對(duì)通信線路的影響和對(duì)策通信線路可以采取以下措施防護(hù)：將架空通信明線改為高屏蔽電纜或光纜通信線路；將架空通信明線拆遷到交流電氣化鐵道影響范圍以外；在通信線路中加裝中和變壓器、低頻絕緣變壓器、幻通諧振變壓器等；在通信機(jī)械設(shè)備方面，采用增音站、諧振短路器、諧振分路器等；牽引網(wǎng)對(duì)通信線路的影響和對(duì)策電氣化鐵道可采用的防護(hù)措施：采用帶架空回流線的直接供電方式；采用自耦變壓器供電方式；采用吸流變壓器供電方式；采用同軸電力電纜供電方式；限制供電臂的長(zhǎng)度；合理選用電力機(jī)車類型；牽引網(wǎng)對(duì)通信線路的影響和對(duì)策1）帶回流線的直接供電方式直接供電方式的特點(diǎn)是：供電回路的構(gòu)成最簡(jiǎn)單，工程投資、運(yùn)營(yíng)成本和維修工作量都少；但對(duì)鄰近通信線路的干擾影響嚴(yán)重，鋼軌電位比其它供電方式要高；為了保留直接供電方式的優(yōu)點(diǎn)，克服其不足，在其結(jié)構(gòu)上增設(shè)與軌道并聯(lián)的架空回流線，就成為帶回流線的直接供電方式，簡(jiǎn)稱DN供電方式?？梢詼p輕對(duì)通信線路影響的供電方式可以減輕對(duì)通信線路影響的供電方式他與直接供電方式相比，有以下改善：原來流經(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)中饋電電流方向相反，架空回流線與接觸網(wǎng)距離較近，因此，相當(dāng)于對(duì)鄰近通信線路增加了屏蔽效果。牽引網(wǎng)阻抗和軌道電位都有所降低。可以減輕對(duì)通信線路影響的供電方式2）自耦變壓器供電方式自耦變壓器供電方式，簡(jiǎn)稱AT供電方式。他不但是電氣化鐵路減輕對(duì)鄰近通信線路的干擾影響的有效措施之一，而且對(duì)牽引供電系統(tǒng)有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)?？梢詼p輕對(duì)通信線路影響的供電方式工作原理

可以減輕對(duì)通信線路影響的供電方式T為接觸網(wǎng)，R為軌道，F(xiàn)為正饋線，沿供電臂接觸網(wǎng)架設(shè)。AT1，AT2為自耦變壓器，變比為2：1，其一端與接觸網(wǎng)連接，另一端與正饋線連接，中點(diǎn)與軌道連接，接觸網(wǎng)與軌道之間的線圈匝數(shù)為w2，正饋線與軌道之間的線圈匝數(shù)為w2，w1=w2。線圈W1與W2串聯(lián)（即一次側(cè)）接入電源，電壓為2U，即55kV，線圈W2（即二次側(cè)）接負(fù)載，電壓為U，即，兩臺(tái)自耦變壓器之間的距離稱為自耦變壓器間隔，一般為10kM左右?？梢詼p輕對(duì)通信線路影響的供電方式列車位于AT2自耦變附近，假定自耦變壓器阻抗為零，則AT1被AT2旁路，列車獲取電流假定為I，則AT2自耦變壓器二次線圈w2的電流為I，AT2一次線圈W1+W2的電流為I/2，軌道R中電流為零，因接觸網(wǎng)和正饋線距離很近，流經(jīng)電流大小相等，方向相反，兩者產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)基本可相互平衡?？梢詼p輕對(duì)通信線路影響的供電方式牽引變電所接線方式的特點(diǎn)

可以減輕對(duì)通信線路影響的供電方式兩臺(tái)三相V，v聯(lián)結(jié)牽引變壓器構(gòu)成，每臺(tái)二次側(cè)的兩個(gè)繞組皆帶中點(diǎn)抽頭，即每個(gè)二次側(cè)繞組皆為兩相三線電壓系統(tǒng)?？梢詼p輕對(duì)通信線路影響的供電方式牽引網(wǎng)的特點(diǎn)

可以減輕對(duì)通信線路影響的供電方式AT牽引網(wǎng)除了接觸懸掛、軌道和正饋線外，在我國(guó)還有保護(hù)線、橫向連接線、輔助連接線。保護(hù)線（PW）與軌道（R）并聯(lián)，同時(shí)在AT處采用橫向連接線實(shí)現(xiàn)軌道、保護(hù)線和AT中點(diǎn)的連接。設(shè)置保護(hù)線的目的主要為了避免將接觸網(wǎng)支柱的接地部分直接與軌道連接，以提高信號(hào)軌道電路的工作可靠性；另外，當(dāng)牽引網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)，又可為短路電流提供一條良好的金屬通道，便于繼電保護(hù)動(dòng)作?？梢詼p輕對(duì)通信線路影響的供電方式有時(shí)還在AT段中部對(duì)保護(hù)線和軌道作輔助連接(CPW)，其作用主要是降低軌道對(duì)地電位，計(jì)算表明，可降低軌道對(duì)地最大電位25%~30%。在雙線區(qū)段，將上、下行保護(hù)線實(shí)行橫向連接，可降低軌道對(duì)地電位50%左右?？梢詼p輕對(duì)通信線路影響的供電方式AT供電方式的優(yōu)缺點(diǎn)AT供電方式一個(gè)極為可貴的優(yōu)點(diǎn)是，它無需提高牽引網(wǎng)的絕緣水平及可將供電電壓提高一倍。在相同的牽引負(fù)荷條件下，接觸網(wǎng)和正饋線中的電流大致可以減少一半。AT供電方式牽引網(wǎng)單位阻抗約為BT供電方式牽引網(wǎng)單位阻抗的1/4左右。從而提高了牽引網(wǎng)的供電能力，大大減小了牽引網(wǎng)的電壓損失和電能損失。牽引變電所的間距可增大到90~100kM，不但變電所需要數(shù)量可以減少，而且相應(yīng)的外部高壓輸電線數(shù)量也可以減少，對(duì)鄰近通信線的綜合防護(hù)效果優(yōu)于BT供電方式?？梢詼p輕對(duì)通信線路影響的供電方式缺點(diǎn)主要是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，工程投資比較大，施工、維修和運(yùn)行也比較復(fù)雜?？梢詼p輕對(duì)通信線路影響的供電方式3）吸流變壓器供電方式吸流變壓器供電方式，簡(jiǎn)稱BT供電方式。它是在牽引網(wǎng)中，每相距1.5~4km間隔，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)中，二次線圈串接在回流線中?？梢詼p輕對(duì)通信線路影響的供電方式

可以減輕對(duì)通信線路影響的供電方式吸--回裝置可使返回電流沿回流線流回牽引變電所，而不經(jīng)由軌道和大地。從而把距離本來很大的接觸網(wǎng)—軌道大地回路，改變?yōu)榫嚯x相對(duì)很小的接觸網(wǎng)—回流線回路。而且回流線和接觸網(wǎng)中的電流基本上大小相等，方向相反。兩者的交變磁場(chǎng)基本上可相互平衡，顯著的減弱了接觸網(wǎng)和回流線周圍空間的交變磁場(chǎng)，使?fàn)恳娏髟卩徑耐ㄐ呕芈分械碾姶鸥袘?yīng)影響大大地減少了?？梢詼p輕對(duì)通信線路影響的供電方式對(duì)牽引供電系統(tǒng)的不利影響牽引網(wǎng)阻抗增大，與直接供電方式相比較，BT供電方式的牽引網(wǎng)單位阻抗增大約49%，其中電阻部分增大約56%，電抗部分增大約48%。牽引網(wǎng)電壓損失增大，單位阻抗大大增加后，導(dǎo)致電壓損失也相應(yīng)大大增加，嚴(yán)重惡化了供電臂的電壓水平。牽引網(wǎng)電能損失增大。降低電能損失的有效方法，除了增設(shè)一條與接觸網(wǎng)并聯(lián)的加強(qiáng)線外，還可以加大回流線截面。對(duì)接觸網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生不利影響?？梢詼p輕對(duì)通信線路影響的供電方式

牽引網(wǎng)向電力機(jī)車供電的各種供電方式的吸流效果為：直接供電方式約為50%（單線區(qū)段）和65%（雙線區(qū)段），AT供電方式約為90~95%，BT供電方式約為96~97%。帶回流線的直接供電方式吸流效果比直接供電方式約增加10~20%?？梢?，在這些供電方式中，直接供電方式的吸流效果最差，即地中電流占接觸網(wǎng)電流的比例最大。地中電流1）牽引供電回路中的地中電流由于軌道和大地作為牽引電流回路的組成部分，所以大地中產(chǎn)生電流。地中電流是沿軌道逐漸入地，又逐漸流上軌道的。另一特點(diǎn)是接近軌道的地中電流密度大，遠(yuǎn)離軌道的地中電流密度小。地中電流2）地中電流的近似計(jì)算經(jīng)過一定的計(jì)算得出以下結(jié)論：在單線電氣化區(qū)段，軌道電流約為接觸網(wǎng)電流的一半強(qiáng)，地中電流約為一般弱；雙線電氣化區(qū)段，軌道電流約為供電臂上、下行接觸網(wǎng)總電流的2/3，地中電流約為1/3；地中電流一般不和軌道電流同相，軌道電流稍微超前于接觸網(wǎng)電流，地中電流稍微落后于電流；地中電流3）地中電流對(duì)地下金屬管道和電纜等的影響地中電流流經(jīng)地下金屬管道和電纜時(shí)，會(huì)引起其金屬升溫，加速金屬腐蝕，并且產(chǎn)生電壓降，使金屬物出現(xiàn)對(duì)地電壓，當(dāng)對(duì)地電壓超過規(guī)定值時(shí)，將危及人身安全。解決的方法是使用外皮對(duì)地絕緣的金屬，在受地中電流不良影響嚴(yán)重的區(qū)段，，站場(chǎng)或牽引變電所附近適當(dāng)位置的牽引網(wǎng)中，安裝吸流變壓器—回流線裝置。地中電流1）供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的程序和內(nèi)容設(shè)計(jì)階段電氣化工程項(xiàng)目。一般分三階段設(shè)計(jì)，初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工圖。初步設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書編制，技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)，施工圖應(yīng)根據(jù)批準(zhǔn)的技術(shù)設(shè)計(jì)編制。供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的若干問題設(shè)計(jì)步驟接受任務(wù)：根據(jù)任務(wù)書，了解設(shè)計(jì)任務(wù)的政治、經(jīng)濟(jì)意義，國(guó)家要求的輸送能力、電氣化范圍、牽引定數(shù)、機(jī)車類型、機(jī)車交路、通信信號(hào)方式和建設(shè)時(shí)間等。收集資料：經(jīng)濟(jì)行車資料、線路縱斷面圖和車站地形圖、電力系統(tǒng)資料。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究：牽引變電所所址勘查，落實(shí)電源，主要電氣設(shè)備調(diào)查。方案比選：根據(jù)收資和調(diào)研結(jié)果，提出兩至三個(gè)方案，并推薦一個(gè)。供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的若干問題設(shè)計(jì)內(nèi)容確定主要設(shè)計(jì)原則。牽引變電所分布方案，牽引變壓器的聯(lián)結(jié)形式，牽引變電所的檢修運(yùn)輸方式和牽引變壓器的備用方式，牽引變壓器容量，電力系統(tǒng)向牽引變壓器的供電方案，牽引網(wǎng)的供電方式，通信設(shè)計(jì)部門提供的電氣化鐵路沿線路內(nèi)外通信線路的情況，為提高某些困難地段的牽引網(wǎng)電壓水平而采取的補(bǔ)償措施，無功及諧波補(bǔ)償方式，樞紐地區(qū)的供電方式，考慮與相鄰鐵路電氣化的關(guān)系，除了確定是否需要預(yù)留牽引變壓器的容量、臺(tái)位以外，還要考慮是否需要預(yù)留饋電線間隔等；供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的若干問題方案比選。牽引變電所的布點(diǎn)合理性，牽引變壓器的選用容量及容量利用率，牽引網(wǎng)的最低電壓水平，牽引供電系統(tǒng)的電能損失，電力系統(tǒng)的送變電工程及投資，對(duì)電力系統(tǒng)及通信系統(tǒng)的影響程度，電氣化工程投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用等；供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的若干問題提供資料。向牽引變電所專業(yè)提供的資料：牽引變電所、開閉所、分區(qū)所、自耦變壓器所在的位置，一次接線，變壓器容量和聯(lián)結(jié)形式，牽引變電所的饋線數(shù)量，開閉所、分區(qū)所、自耦變壓器所的進(jìn)出線數(shù)量，供電臂的相序，串聯(lián)和并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置的參數(shù)，饋電線繼電保護(hù)需要的供電臂瞬時(shí)最大負(fù)荷電流及相應(yīng)的牽引側(cè)母線最低工作電壓，牽引網(wǎng)的短路電流，接觸網(wǎng)的電分相和電分段等。供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的若干問題向接觸網(wǎng)專業(yè)提供的資料：接觸懸掛截面，加強(qiáng)線的截面和位置，有吸-回裝置的區(qū)段，吸流變壓器、回流線和吸上線的參數(shù)和位置，AT供電方式區(qū)段，自耦變壓器、正饋線和保護(hù)顯得參數(shù)和位置，牽引網(wǎng)短路電流，接觸網(wǎng)的電分相和電分段等。向通信專業(yè)提供的資料：對(duì)通信線產(chǎn)生不利影響的負(fù)荷電流和短路電流，供電臂最大負(fù)荷電流和列車平均電流，供電臂的相序等。供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的若干問題設(shè)計(jì)方案的落實(shí)。征求運(yùn)營(yíng)單位（鐵路局）和電力部門的意見，與上述單位一起，對(duì)牽引變電所的場(chǎng)地和接線方式進(jìn)行最后的落實(shí)工作，并與電力部門換文確定場(chǎng)地和接線。編制初步設(shè)計(jì)文件，參加初步設(shè)計(jì)鑒定。供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的若干問題設(shè)計(jì)文件組成與內(nèi)容初步設(shè)計(jì)總說明書包括：電力系統(tǒng)情況及對(duì)牽引變電所的供電方案牽引變壓器類型及備用方式牽引變電所向接觸網(wǎng)的供電方式按省劃分的用電量及需用功率供電方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)負(fù)序電流對(duì)電力系統(tǒng)影響的估計(jì)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的若干問題無功補(bǔ)償方案及濾波措施牽引供電系統(tǒng)分冊(cè)包括：主要設(shè)計(jì)原則及技術(shù)條件供電方案電力系統(tǒng)方案比選集及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)存在問題附件，有關(guān)協(xié)議、紀(jì)要及公文，圖紙目錄附圖，牽引供電設(shè)施示意圖，接觸網(wǎng)供電方式示意圖供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的若干問題技術(shù)設(shè)計(jì)電氣化總說明書包括：電力系統(tǒng)對(duì)牽引變電所的供電方案各項(xiàng)補(bǔ)充計(jì)算無