接觸網(wǎng)系統(tǒng)概述-供電方式

復線區(qū)段同一側(cè)供電臂上、下行線通過開關(guān)設(shè)備（或者電連接線）實行并聯(lián)供電。復線區(qū)段供電示意圖開關(guān)閉合為并聯(lián)供電開關(guān)斷開上下行供電獨立并聯(lián)供電全并聯(lián)供電通過多處并聯(lián)上下行的電連接線實現(xiàn)或者在復線采用AT供電方式時，將上下行牽引網(wǎng)的接觸線（T）、鋼軌（R）和正饋線（AF）在變電所出線處及AT所處通過橫聯(lián)線并聯(lián)起來，實現(xiàn)全并聯(lián)AT供電方式。全并聯(lián)供電ATATATATATAT全并聯(lián)AT供電方式示意圖

并聯(lián)供電特點并聯(lián)供電可提高供電臂末端電壓；事故影響范圍大；運行檢修不夠靈活。

饋線電壓——27.5kV

額定工作電壓——25kV

最高工作電壓——29kV

最低工作電壓——19kV相關(guān)電壓參數(shù)接觸網(wǎng)的供電方式單邊供電并聯(lián)供電雙邊供電越區(qū)供電兩個牽引變電所之間將接觸網(wǎng)分成兩個供電分區(qū)，每個供電分區(qū)（供電臂）只從一端牽引變電所獲得電能。單邊供電12單邊供電特點相鄰供電臂電氣上獨立，運行靈活；故障范圍小，只影響到本供電分區(qū)；牽引變電所饋線保護裝置較簡單。是我國主要的接觸網(wǎng)供電方式。若兩個供電分區(qū)在分區(qū)所處通過開關(guān)設(shè)備，在電路上連通，兩個供電分區(qū)可同時從兩個牽引變電所獲得電能。雙邊供電在兩個供電分區(qū)間設(shè)置分區(qū)所，分區(qū)所時在供電臂末端。雙邊供電可提高接觸網(wǎng)電壓水平，減少電能損耗。但饋線及分區(qū)亭的保護及開關(guān)設(shè)備都較復雜。雙邊供電特點目前在我國干線電氣化鐵路采用較少。雙邊供電是城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)中采用的主要供電方式。雙邊供電應用范圍地鐵牽引供電示意圖越區(qū)供電是當某一牽引變電所因故障不能正常供電時，故障變電所擔負的供電臂，經(jīng)分區(qū)亭開關(guān)設(shè)備與相鄰供電臂接通，由相鄰牽引變電所進行臨時供電。這種供電方式稱越區(qū)供電。越區(qū)供電越區(qū)供電的特點增大了該變電所主變壓器的負荷；對電器設(shè)備安全和供電質(zhì)量影響較大，較短時間內(nèi)實行越區(qū)供電。是避免中斷運輸?shù)呐R時性措施。是一種非正常供電方式（也稱事故供電方式）越區(qū)供電的應用范圍AT（Auto-Transformer）供電方式示意圖牽引網(wǎng)由接觸網(wǎng)、鋼軌、大地、AF線、PW線、自耦變壓器組成，牽引回流沿AF線流回牽引變電所的供電方式。AT供電方式AT供電方式示意圖牽引變壓器將110kV/220kV三相電降壓至單相55kV，則鋼軌與接觸網(wǎng)間的電壓正好是自耦變壓器兩端電壓的一半即27.5kV。牽引變壓器將110kV三相電降壓至單相55kV，則鋼軌與接觸網(wǎng)間的電壓正好是自耦變壓器兩端電壓的一半即27.5kV。圖中i1是AF和T時AT變壓器55kV側(cè)原邊電流，其值為牽引負載電流i2的一半。AT供電方式01牽引網(wǎng)中每隔10～15km左右將自耦變壓器線路端子并聯(lián)接在接觸導線和AF線上，自耦變壓器繞組中性點端子接至鋼軌，則牽引網(wǎng)構(gòu)成2×25kV供電網(wǎng)絡。自耦變壓器供電方式的特點02

牽引網(wǎng)阻抗很小，約為直接供電方式的1/4，其供電距離長。自耦變壓器供電方式的特點03正饋線與接觸線兩者電流大小近似相等、方向相反，所以它們的電磁場基本能相互平衡，從而有效地減弱了對通信線路的感應影響。自耦變壓器供電方式的特點AF04自耦變壓器供電方式具有良好的防干擾性能，這是由于自耦變壓器本身的性能決定的。自耦變壓器利用其耦合原理進行防護。自耦變壓器供電方式的特點05在AT供電方式區(qū)段，與接觸網(wǎng)同桿架設(shè)在田野側(cè)的還有一條保護線，它相當于架空地線，通過保護線連接線和AT變壓器的中點相連。自耦變壓器供電方式的特點自耦變壓器供電方式由接觸網(wǎng)、鋼軌、正饋線和自耦變壓器組成供電回路，并在接觸網(wǎng)與正饋線之間每隔10～15km左右并聯(lián)接入一臺自耦變壓器，其中心抽頭與鋼軌聯(lián)結(jié)，正饋線與接觸懸掛同桿架設(shè)，架設(shè)于接觸網(wǎng)支柱的田野側(cè)。牽引網(wǎng)電壓增高，電流減小，牽引變電所間距離增大，提高了網(wǎng)壓水平。能適應高速、大功率電力機車運行。缺點優(yōu)點接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)復雜，保護方式繁瑣，電力損耗較大，需要增設(shè)AT所等。PWAFFCWMWAT供電實際布置圖供電方式直供方式直供+回流線方式BT方式AT方式供電臂25-30302045-50牽引網(wǎng)阻抗(Ω/km)0.6-0.650.5-0.550.85-0.90.16-0.2牽引網(wǎng)結(jié)構(gòu)由接觸懸掛、鋼軌組成。最簡單。由接觸懸掛、鋼軌和回流線組成。由接觸懸掛、鋼軌、回流線和吸流變壓器組成。由接觸懸掛、鋼軌、自耦變壓器、正饋線和保護線組成。最復雜。牽引網(wǎng)電壓水平較好良好較差最好牽引網(wǎng)電能損失~5%4~5%7~8%2~3%防干擾特性最差較差良好良好維護管理最少較少較多最多牽引網(wǎng)造價最少較少較大最大幾種供電方式對比接觸網(wǎng)由承力索、接觸線組成，牽引網(wǎng)由接觸網(wǎng)、鋼軌、大地、回流線、吸流變壓器組成，牽引回流大部分由回流線返回牽引變電所的供電方式。吸流變壓器供電方式示意圖BT供電方式01吸流變壓器的原邊串接在接觸網(wǎng)中，次邊串接在回流線NF（NegativeFeeder）中，每隔2～4km設(shè)一臺吸流變壓器。吸流變壓器供電方式的特點02在兩個吸流變壓器中間，把軌道和回流線連接起來，這個連接線稱為吸上線BW（BoostingWire），它是機車電流返回回流線的通路。吸流變壓器供電方式的特點03吸流變壓器（BT）采用變比為1:1的特殊變壓器。吸流變壓器供電方式的特點04回流線中流過的電流與接觸網(wǎng)內(nèi)流過的牽引電流方向相反，它們形成的電磁場互相抵消。吸流變壓器供電方式的特點BT供電方式缺點并不能完全消除電磁干擾，存在半段效應；單位長度阻抗加大；電能損失和電壓降均增加；結(jié)構(gòu)復雜和維護工作量大；受電弓通過吸流變壓器分段時，將產(chǎn)生電弧，燒損接觸線和受電弓滑板。BT供電方式應用情況目前我國電氣化鐵道中采用BT供電方式的線路中，大部分BT變壓器已經(jīng)退出運行。CC供電方式(coaxialcablesupplysystemofelectrictraction)是指電力牽引的一種供電方式，又稱同軸電纜供電方式。CC供電方式絕緣層保護外部導體外層絕緣層內(nèi)部導體CC供電方式是將同軸電力電纜沿電氣化鐵路裝設(shè)，電纜的內(nèi)導體與接觸懸掛相連，用作正饋線，外導體與軌道相連，用作負饋線，每隔一定距離分成一個供電分區(qū)。同軸電纜的接入方式接觸網(wǎng)不（電）分段接觸網(wǎng)（電）分段CC供電方式吸流效率高，對鄰近通信線路的電磁感應干擾影響小。與接觸網(wǎng)（電）分段方式相比，對鄰近通信線路的電磁感應影響稍大，防護效果稍低。接觸網(wǎng)鋼軌電纜內(nèi)導體電纜外導體變電所連接線接觸網(wǎng)不（電）分段對鄰近通信線路的影響主要決定于電纜內(nèi)導體和外導體中的電流差。由于電纜內(nèi)外導體之間互感系數(shù)大，吸流效率高，故電纜內(nèi)外導體的電流差小，即通過軌道、大地返回牽引變電所的電流小。接觸網(wǎng)鋼軌電纜內(nèi)導體電纜外導體變電所接觸網(wǎng)（電）分段缺點：造價高，投資大，只適合于在大城市市區(qū)架設(shè)架空線有困難或架空線對通信干擾嚴重的特殊地段采用。在我國基本沒有使用。優(yōu)點：互感系數(shù)增大，電流和回流幾乎全部從同軸電力電纜中流過，對鄰近的通信線路幾乎無干擾；阻抗小，供電距離長。CC供電方式的特點直供+回流線供電示意圖直供+回流線供電方式直供+回流線供電方式直供+加回流線的供電方式（TRNF）是在接觸網(wǎng)支柱田野側(cè)架設(shè)一條與鋼軌并聯(lián)起回流作用的的導線，每隔一定的距離，通過一定電氣設(shè)備和鋼軌相連。01流經(jīng)鋼軌和大地的電流減少了50%～55%。結(jié)構(gòu)簡單，有一定防護效果。02經(jīng)濟性好、可靠性高、故障率低、維修工作量小，且防干擾性能不隨負荷電流改變。直供+回流線供電方式的優(yōu)點03

饋電回路簡單，一次投資及運營費均較低，是可推廣的方式之一。04牽引阻抗減小，供電距離增大。這種供電方式在我國應用最廣泛。直供+回流線供電方式的優(yōu)點承力索吊弦接觸線回流線棒式絕緣子針式絕緣子直供+回流線供電方式實際布置圖雜音干擾電磁感應影響靜電感應電壓影響處于電場內(nèi)的架空通訊線路將產(chǎn)生靜電感應電位。觀音壩實驗：接觸網(wǎng)與架空線相距100m，平行長度18.3m，接觸網(wǎng)短路電流Ik＝1140A，實測縱電動勢787～824V。諧波成分在通信中產(chǎn)生感應電壓，形成通信中的雜音。牽引供電系統(tǒng)可能對臨近線路的影響架設(shè)回流線AT