[實用新型]一種三相牽引供電系統

有效

• 申請號: 201721675432.8
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN207631024U
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 李群湛
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B60M1/30
• 分類號: B60M1/30;B60M3/00
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

本實用新型提供了一種三相牽引供電系統，涉及城市軌道和干線鐵路牽引供電領域。主變電所次邊饋出三相電纜；三相電纜與三相牽引網平行；牽引變壓器Ti為Y/d接線，原邊連接三相電纜，次邊連接三相牽引網；三相牽引網由彼此絕緣的第一供電軌、第二供電軌和鋼軌構成；牽引變壓器Ti為Y/d接線，其原邊Y接線接入ABC相同相別，其次邊d接線的三個端子分別連接第一供電軌、第二供電軌和鋼軌；車載供電系統由車載電纜和三相交直交變流器組成的；車載電纜第一單芯電纜、第二單芯電纜和地線分別經電刷與第一供電軌、接觸受電，第二單芯電纜經電刷與第二供電軌和接觸受電，地線經電刷與鋼軌接觸受電，供給三相交直交變流器和三相電機。

技術領域

本實用新型涉及城市軌道和干線鐵路牽引供電領域。

背景技術

在供電容量(能力)相同情況下，三相發電機、電動機、變壓器、輸電線都較單相同類元件的制造和建造更節省材料，而且構造簡單，性能優良，并且三相電功率的瞬時值保持恒定不變，因此三相交流電在工業上獲得了廣泛的應用。

可以理解，最早的理想的電車是嘗試三相供電。早在18世紀后期，歐洲就出現了架設于電車上方三條架空線的電車線路，也嘗試了架設于電車上方兩條架空線供電的電車線路，例如1771年，西門子和哈爾斯克公司在柏林近郊的利希特菲爾德車站和軍事學院之間修建了一條長2 134m的電車線路，同年又在法國巴黎國際電工展覽會上展出了第一條長400m的由兩條架空導線供電的電車線路。但是由于三條架空線需要三極受電弓、兩條架空線需要兩雙極受電弓，這種架空線和受電弓的接觸結構過于復雜，其可靠性也成為難以逾越的障礙，加之過道岔的技術難題，該方式用于干線鐵路的實用性受到嚴重挑戰，因此逐漸被低壓直流和單相交流供電方式所取代。非常遺憾，三相交流電的優勢不能在鐵路牽引供電上得到應有的發揮。

低壓直流和單相交流供電方式具有結構簡單、建設成本低、運用和維護方便等優點，這就決定其發展優勢和后來不可取代和不可逆轉的地位。

由于行車密度大、站間距短、運量較小等特點，地鐵、輕軌等城市軌道一直使用低壓直流供電。而干線鐵路站間距長、運量大，自從世界上出現第一條27.5kV工頻單相交流電氣化鐵路之后，干線鐵路就不再采用低壓直流供電方式。

截止目前，地鐵、輕軌等城市軌道仍然采用低壓直流供電方式，雖然直流供電方式有著沒有分相、供電不間斷等突出優點，但它產生的雜散電流確實不容忽視的。雜散電流對道床鋼筋結構、隧道內鋼筋結構和沿線的金屬管線等設施都將產生電化學腐蝕，從而影響這些構筑物和金屬設施的安全和使用壽命。對此，采取了排流保護、走行軌降阻、雜散電流收集和管道外涂等雜散電流腐蝕防護措施，有較大的資金投入，但仍不能從根本上消除雜散電流及其長期腐蝕影響。

另外，干線鐵路和地鐵、輕軌等城市軌道采用架空接觸網+走行軌(鋼軌)形式牽引網都占有較大的空間，需要增大隧道斷面，進而增加施工難度和成本。

申請人提出了“一種軌道交通供電構造(ZL 201510213833.5)”，目的就是提供一種敷設于兩條鋼軌中間的結構緊湊、運行方便的軌道交通供電構造，可以不斷電過道岔，不額外占用空間，并從根本上消除雜散電流和跨步電壓，保護人身和設備安全。此前，申請人還提出了“一種電氣化鐵路同軸電纜供電系統(ZL 201310261240.8)”，目的是提供一種電氣化鐵路同軸電纜供電系統，主要用于干線鐵路運輸和城市軌道交通的工頻單相牽引供電領域，最大限度地延長供電臂長度，避免或減少分相，使交通運輸更為順暢。但顯然，這都屬于單相交流供電方式。單相電功率不像三相電功率那樣瞬時值保持恒定不變，而是2倍工頻波動的。

申請人還提出了“一種軌道交通三相交流供電構造(ZL 2105 2 0275380.0)”，這屬于三相交流供電系統，雖然與“一種軌道交通供電構造(ZL201510213833.5)”相比能表現出三相交流供電的優勢，但它需要添加第三條供電軌，使接觸結構的復雜性增加，投資也會增加。