[發(fā)明專利]一種電氣化鐵路AT供電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910059621.6
• 申請日: 2009-06-17
• 公開（公告）號: CN101580032A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李群湛;賀建閩;周福林;解紹鋒;易東;郭鍇;劉煒;陳民武;吳松榮;吳命利;宮衍圣;魏宏偉;黃足平;寇宗乾;楊振龍;周建
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: B60M3/00
• 分類號: B60M3/00
• 代理公司: 成都博通專利事務(wù)所
• 代理人: 陳樹明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電氣化鐵路的牽引供電系統(tǒng)，尤其涉及一種電氣化鐵路的AT供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

牽引供電系統(tǒng)是一種特殊的單相供電方式，目前世界上使用的牽引供電方式主要有直接供電方式和AT供電方式。傳統(tǒng)直接供電方式供電距離短、防通信干擾能力弱，已不能適應(yīng)高速、重載鐵路的發(fā)展要求。AT供電方式供電距離長、傳輸功率大、抗通信干擾能力強，是高速、重載鐵路發(fā)展的主要方向。

目前使用的AT供電方式主要有日本AT供電模式和法國AT供電模式。

一、日本AT供電模式

日本AT供電模式的結(jié)構(gòu)：日本模式為55kVAT供電系統(tǒng)，如圖1所示，牽引變電所的牽引變壓器次邊輸出55kV電壓，牽引變電所SS出口帶自耦變壓器ATS01和ATS02。牽引變壓器次邊一個端口Q2與出口自耦變壓器ATS01、ATS02的a端相連，牽引變壓器次邊另一端口Q1與出口自耦變壓器ATS01、ATS02的b端相連。沿線布置的其他自耦變壓器(如圖1中的ATS1、ATS2、ATS3、ATS4)的a端與接觸網(wǎng)接觸線T連接，這些變壓器的中點o與鋼軌R連接，b端與接觸網(wǎng)負(fù)饋線F連接。

日本AT供電模式的工作原理：

1)列車運行在牽引變電所出口的第一個AT段

以列車運行在第一個AT段(圖1中的ATS01-ATS3)為例，說明該供電模式的工作原理。列車電流的傳輸路徑的如圖1所示，列車總電流為i，其中k為列車電流在鋼軌R兩側(cè)的分配系數(shù)，該系數(shù)與列車位置有關(guān)，其值在0-1之間變化，當(dāng)列車位于自耦變壓器ATS01時，k接近0，列車遠(yuǎn)離自耦變壓器ATS01，逐漸向自耦變壓器ATS?3靠近時，k逐漸增加到1；由于列車位置的變化，自耦變壓器ATS01到自耦變壓器ATS3之間的接觸線T電流、鋼軌R電流、負(fù)饋線F電流是變化的，其電流取值范圍分別為0-i、0-i、0-i；牽引變壓器SS出口到接觸線T之間的電流、牽引變壓器SS出口到負(fù)饋線F之間的電流始終為列車電流i的一半即0.5i，該電流也等于牽引變壓器SS次邊繞組流過的電流，決定了牽引變壓器SS的次邊繞組容量，牽引變壓器SS次邊繞組容量(55kV×0.5i)等于負(fù)荷容量(27.5kV×i)。

2)列車運行在第一個AT段之外的AT段

以列車運行在圖1中牽引變電所左側(cè)供電臂的ATS1-ATS2段為例，說明列車運行在第一個AT段之外的原理。列車總電流為i，其中k為列車電流在鋼軌R兩側(cè)的分配系數(shù)，其值在0-1之間變化，當(dāng)列車位于自耦變壓器ATS1時，k接近1，列車遠(yuǎn)離自耦變壓器ATS1，逐漸向自耦變壓器ATS2靠近時，k逐漸減小到0。由于列車位置的變化，自耦變壓器ATS1到自耦變壓器ATS2之間的接觸線T電流、鋼軌R電流、負(fù)饋線F電流是變化的，其電流取值范圍分別為0-i、0-i、0-i；ATS2到ATS02之間的接觸線T電流、負(fù)饋線F電流、牽引變壓器SS出口到接觸線T之間的電流、牽引變壓器SS出口到負(fù)饋線F之間的電流始終為列車電流i的一半0.5i。

日本AT供電模式的優(yōu)點是：1)牽引變壓器的次邊繞組容量等于負(fù)荷容量，與列車位置的變化無關(guān)；2)列車在第一個AT段之外運行時，第一個AT段的接觸線線路和負(fù)饋線線路最大容量均為負(fù)荷容量的一半。但其不足是：牽引變壓器出口帶有自耦變壓器，投資較大。

二、法國AT供電模式

法國AT供電模式結(jié)構(gòu)如圖2所示。為2×27.5kV?AT供電方式，牽引變壓器SS中間抽頭，每相輸出3個端口，分別為Q1、Q2、Q3，端口Q1和Q2之間的電壓為27.5kV，端口Q2和Q3之間的電壓為27.5kV，鋼軌通過N線連接到牽引變壓器中間抽頭端口Q2，端口Q1連接到負(fù)饋線F，端口Q3連接到接觸線T。