电气化铁道供电系统的供电方式 主讲：李彦哲
§1-7牵引网的供电方式 一、BT供电方式 在牵引网中，每相距1.5km一4km间隔，设置 一台变比为1：1的吸流变压器。吸流变压器设在分 段中央，其原边串入接触网，副边串入沿铁路架 设的回流线。回流线通常就悬挂在铁路沿线的接 触网支柱外侧的横担上
1一接触网； 2一为轨道； 3一为回流线： 4一为吸流变压器，变比1：1，一次线圈串接入接触网， 二次线圈串接入回流； 5一为吸上线，一端接回流线，另一端与轨道或吸流变压 器线圈中点连接，以提供从电力机车到轨道的返回电流流 到回流线中去的通路。 6一为位于远端的吸上线处的电力机车；
这种装置的防护作用在于：把本来是尺寸很大的接触 网一轨道大地回路改变成尺寸相对很小的接触网一回流线 回路。 当牵引电流流经吸流变压器原边时，副边在回流线中 产生很大的互感电势。吸流变压器的作用也就是在接触网 和回流线之间集中地加大互感。即： 设吸流变压器原边电流为1，匝数为ω1：副边电流I2, 匝数为⊙2。根据磁势平衡关系： I202≈I101 又因为变比为1：1，则o=⊙2，所以I2≈I1 说明：采用吸流变后，只有变压器原边的激磁电流仍 流经轨道和大地，且电流数量很小。 如果不设吸流变，单凭接触网和回流线之间的分布互 感，仅约10-20%牵引电流经回流线流回。 正
同时回流线和接触网中的电流基本上大小相等，方向 相反。两者的交变磁场基本上可互相平衡（抵消）。显著地 减弱了接触网和回流线周围空间的交变磁场，使牵引电流 在邻近的通信线路中的电磁感应影响大大地减小。 缺点：1.电力机车处于吸流变压器附近时防护效果差。 机车电流经轨道与大地，然后经回流线流回，接触网在、 b段中没有电流，而回流线中有电流，则在ab段的长度内 等于没有防护。 E
回流线cd中无电流，在 接触网cd段的长度内等于 没有防护。 两种情形都使吸流变压器—回流线在半段长度里失去 效用，这种现象叫做半段效应，失效区相当于分段长度之 半。 所以实际装置是在供电臂内设置长度不大的许多吸上 分段，每个分段仅长2一4km,每个分段中央设置一台吸 流变压器。分段以吸上线为界，吸上线一端接回流线，另 一端焊入钢轨
按照这种安排，半段效应长度大大缩小，且只有处在一个分段 中的机车的电流而不是牵引网总电流在该分段产生半段效应影响。 2.使牵引网阻抗显著增大。接触网一回流线回路比通常牵引网阻抗 要高。应用这种装置的牵引网，其阻抗等于接触网一回流线回路阻 抗与吸流变压器短路阻抗之和。 由于牵引网阻抗增高，有时可能必要缩短牵引变电所间的距离， 或增设串联电容补偿，来保证牵引网电压水平。 E
二、自耦变压器供电方式(AT供电方式) 日本铁路为防止通讯干扰，在实行交流电气化的前 期，在牵引网中普遍应用了BT供电方式。 但当高速、大功率机车在这种电路中通过吸流变压器 分段时，在受电弓上会产生强烈电弧，为了克服此缺点， 后来发展了一种新的牵引网供电方式一自耦变压器供电方 式
1/2I -F AT 1/2i ATz T一接触网；R一轨道；F一正馈线； AT一自耦变压器 AT供电方式：由接触网T、正馈线F、轨道大地系统R以 及每隔一定距离的自耦变压器(AT)构成。 AT并联于接触导线与正馈线之间，AT中点与钢轨相连
结构上：AT方式是用自耦变压器代替了吸流变压器， 正馈线代替了回流线。自耦变压器是并入电路，这一改变， 首先是消除了接触网中的吸流变压器分段。大部分回流流 经正馈线，从而降低对邻近通信线的干扰。 自耦变压器的工作原理： 一次和二次回路共用部分绕组(2部分)，而n1只有一 次电流通过。 I=IH