浅谈AT供电方式在铁道牵引网中的应用

仇亚军 汪志成 吴仲朗 周慧 董原竹

摘要：本文在参考了BT供电方式（即吸流变压器—回流线）的基础上，提出了AT供电方式（自耦变压器供电方式）用于电气化铁道牵引网系统的供电中。通过分析可知AT供电所的存在增强了AT牵引网的供电能力，使供电所之间的距离得以很好的放大，在降低铁道建设方面节约了大量成本，提高了电能利用效率。

关键词：AT供电方式铁道牵引网应用

Key words: AT power supply mode;railway; traction network; application

中图分类号：U223文献标识码： A 文章编号：

1.引言

高速铁路在我国正处于快速发展阶段，修建高速铁路符合我国经济发展的需求。而供电系统作为电气化铁道的一个重要组成因素，供电方式也是备受工程师的重视，国内外目前通常使用的有AT供电方式和BT供电方式。其中由于AT供电方式具有自身的优越性，越来越受到我国科研人员以及工程师们的关注[1-2]。

2.铁道牵引网AT供电系统分析

2.1 铁道牵引网供电系统故障统计和分析

由于牵引网长期暴露在环境恶劣的户外，并且受到电力机车受电弓的机械冲击等各种情况影响，牵引网沿线的高压电器和线路经常出现短路、断路、高阻（闪络性）故障。此外，风吹雨打、飞鸟栖息、风筝搭线等等，都可能引起意外、危险的故障。如表2-1-1所示为2002-2007年全路牵引供电故障统计结果。

表2-1-1 2002-2007年全路牵引供电故障统计表

从该表可以看出，在历年牵引供电故障中，因牵引网自身引起的故障始终占有较重的分量，而由机车引起的故障则非常少。通过对牵引网故障的分析表明：无论牵引网结构如何复杂，一臂牵引网接地总是相间短路，这是牵引供电系统中最常见的故障形式，因此故障量的求解也按两相短路来计算；两相短路不存在零序电流的通路，故一臂牵引网接地短路时，不向电力系统输送零序电流；牵引供电系统是含地系统，故障电流很大；发生故障时，线路上有行波自故障点向两端传播；牵引网中发生T-R短路故障的几率最多，平均每月发生一次故障。牵引网故障可分为永久性故障和瞬时性故障,在发生瞬时性故障后,通过线路的重合闸操作,故障可自行消失,但瞬时性故障往往发生在系统最薄弱的环节,若不及时进行处理,日积月累易形成永久性故障。永久性故障主要有短路和断路两种形式，发生断路故障时，牵引网线路供电中断，沿线机车不能通行，严重影响到整个铁道线机车的调度和运输能力，易造成安全事故和较大的经济损失。自发生短路故障时，短路点及附近电力设备中流过的短路电流可能达到额定电流的几倍乃至几十倍，将对沿线电气设备造成严重损坏。

2.2牵引网供电系统分析

牵引网AT供电系统如图2-2-1所示。

图2-2-1AT供电系统示意图

如图2-1-1所示，SS为牵引变电所，其输出电压为2×27.5kV，AT1、AT2、AT3为自耦变压器，变比为2:l，W2:W1=l:l，其一端与牵引网连接，另一端与正馈线连接，中点与轨道连接。两自耦变压器之间的距离一般为10km左右。实际AT间隔按对通信线防干扰及牵引供电要求核算后确定。

若AT阻抗为零，且电力机车位于AT2处，此时机车电流将被AT2全部吸上，根据变压器磁势平衡原理，流经AT2的W2与W1的电流必大小相等、方向相反，且为I/2，根据节点电流定律，流经牵引网和正馈线电流也必为I/2，且该电流由牵引变电所沿牵引网流出，沿正馈线流回牵引变电所。轨道中的电流为零。由于牵引网与正馈线中的电流大小相等，方向相反，两者之间的距离相对很小，所以两者的交变磁场相互抵消，不存在牵引电流对邻近通信线路的电磁干扰影响。实际上AT存在着很小的阻抗，因此在全供电臂内将有部分牵引电流流经轨道(大地)返回变电所[3]。

3.总结与展望

本文在分析了铁路牵引网故障的基础上，论述了AT供电方式的优越性。由于AT供电方式存在自身的优点，它可以使建设成本得到极大的节约，而且充分的节约了电能，所以AT供电方式是目前我们国内在铁路供电系统中使用最为广泛的方式之一。本文中提出的AT所大致每10km分部一个，我们将在以后的研究中更加努力，期望建立两个变电所相隔距离更大的供电模式，以更远更优的方式进行对铁路系统供电。

参考文献：

[1] 贺威俊,简克良. 电气化铁道供变电工程[M] 1 北京: 中国铁道出版社, 1982

[2] 于万聚.高速电气化铁路接触网[M].西南交通大学出版社.2002

[3] 李群湛．牵引变电所供电分析及综合补偿技术[M]．北京：中国铁道出版社，2006．

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。