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1、电气化铁道是由电力机车和牵引供电装置组成的，牵引供电装置一般分成牵引变电所和接触网两部分，所 以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的“三大元件”。铁道部1993年发布的铁路技术政策牵引动力与供电一节中做了如下阐述：积极进行牵引动力改革。大 力发展电力牵引，合理发展内燃牵引，提高电力牵引承担换算周转量的比重。管好用好蒸汽机车。合理安 排牵引动力的布局。在主要繁忙干线，高速铁路煤运专线及长大坡道，长隧道地区等线路上，应采用电力 牵引，其它线路逐步采用燃牵引。大力提高电气化铁道的运行可靠性，提高接触网的结构稳定性和抗实能 力，采用高强度，耐腐蚀，少维修，无维修的导线及接触网零部件。加强
2、接触网的等电压保护，优化机构 与接触网的绝缘匹配，改善引网关系。逐步实现牵引供电系统控制自动化、远动化及运行管理智能化。发 展牵引供电系统的实时检测技术，实现故障检测现代化，并逐步建立检测及维修的专家系统。牵引供电系统组成：我国电气化铁路采用工频单相交流制。向电气化铁路供电的牵引供电系统由分布在铁路沿线的牵引变电所 及沿铁路架设的牵引网组成。为了保证供电的可靠性，由电力系统送到牵引变电所的高压输电线路均为双 回路。一、牵引变电所和供电臂牵引变电所的功能是将三相的110KV高压交流电变换为两个单相27.5KV的交流电，然后向铁路上、下行 两个方向的接触网（额定电压为25KV）供电，牵引变电所每一
3、侧的接触网都称做供电臂。该两臂的接触 网电压相位是不同相的，一般是用耐磨的分相绝缘器。相邻牵引变电所间的接触网电压一般为同相的，其 间除用分相绝缘器隔离外，还设置了分区亭，通过分区亭断路器（或负荷开关）的操作，实行双边（或单 边）供电。二、牵引网牵引供电回路的构成是：牵引变电所、馈电线、接触网、电力机车、钢轨与大地、回流线。在这个闭合回 路中，通常将馈电线、接触网、钢轨与大地、回流线统称为牵引网。牵引供电方式分类：接触网、钢轨与大地、回流线统称为牵引网。由于工频单相交流25KV的牵引网是一种不对称供电回路，势必在其周围空间产生电磁场，从而对邻近的 通信和广播设备产生杂音干扰，解决这一问题的途径
4、有两个：一是在通信方面采取加强屏蔽的措施，或将 受影响的通信设备迁离影响范围；二是在供电方面采取抑制干扰的措施，随着牵引网所采取的抑制干扰措 施的不同，出现了不同的牵引供电方式。1、BT （吸流变压器）方式吸流变压器是一种变化为1： 1的变压器，其原边串接在接触网Tx内，副边串接在特设的回流线（N）内， 每两台BT中间安设一根将回流线与钢轨外接的吸上线。2、AT （自藕变压器）方式自藕变压器跨接于接触网（T）和正馈导线（F）之间，其中点与钢轨及治接触网线路同杆架设的保护线（PW） 相连形式的AT供电方式。3、同轴电力电缆方式这是一种新型的防干扰供电方式，适用于电气化铁路穿越大城市或对净空要求较
5、高的桥梁、隧道等特殊地 段。同轴电力电缆沿着铁路埋设，电缆的内导体作为馈电线与接触网并联；电缆的外导体作为回流线与钢轨相 联，每隔一定的距离（约510Km）分成一个电缆供电分段。牵引供电检修管理体制：电气化铁路建成后，相应地也要成立管理部门。铁道部、铁路局、铁路分局均设有业务部门设人负责系统 管理。电气化牵引供电设备的管理主体为供电段，供电段下设领工区（车间）、领工区下设工区（班组），工 区具体负责对接触网的日常维护、检修，管理和事故抢救恢复工作。接触网工区定员视其所辖设备多少而 定，一般为30人左右。每个交流电气化铁道接触网工区维修接触网换算公里如下：1、单线区段为4060km（换算后总长度
6、）2、复线区段为5080km（换算后总长度）各接触网根据检修规程进行日常维修并建立必要的检修记录，保存必要的技术资料，如管内接触网平面图, 设备装配图，零件图，安装曲线表等以及设备发生事故的抢修和分析记录。积极为提高设备质量进行合理 的技术改革。各接触网工区应配备足够的工具和材料零件及交通工具，各接触网设备的日常运行、检修和事故情况下的 检修必须服从电力调度员的统一指挥，电力调度员应由熟悉业务，有实践经验又有理论分析能力的人员担 任。接触网工应有熟练的检修技术并熟悉掌握接触网检修规程及安全规则。牵弓丨网供电方式（power supply schemes of traction network）
7、日期：2007-4-11来源：中华铁道网牵引网网络结构形式和供电电源连接方式的总称。电气化铁路牵引网是由分布在铁路沿线各牵引变电所分 区供电的。图1是一般牵引网分区供电示意图。整个牵引网被分割成若干供电分区，每个牵引变电所负责向 该所两侧的供电分区供电。当相邻两供电分区的供电电压相位相同时，可采用“电分段”分段（不带中性嵌 入段），当电压相位不同时则需用带中性嵌入段的“电分相”分段。俱电井披 B | 工十 $ I I 4 H- S 6H恨唯窘班斷1- 砧I -_+SSJ SSJ I图1牵引网分区供电示意图T接触网；R钢轨；SS牵引变电所；C电分段；FC电分相；0回流线。牵引网的一个重要技术参数
8、是网络的单位阻抗。它对牵引供电系统多项技术经济指标包括电压损失、电能 损失、变电所间距和电气化铁路运营成本等都有重要影响。牵引网供电方式网络结构形式可分为：直接供电方式、吸流变压器（BT）供电方式、自耦变压器（AT）供 电方式和同轴电缆（CC）供电方式等。如果按牵引网供电电源分类，则有单边供电，双边供电，复线上、下行环状供电，上、下行全并联供电， 纽结供电和上下行不同相供电等方式。直接供电方式 对牵引回流归路不作特别控制，任其自由流经钢轨和大地的一种牵引网供电方式。由于钢 轨和大地间没有良好的绝缘，由钢轨泄入地中的回流分量较大，造成接触网和钢轨电流不均衡，对铁路沿 线平行接近的架空通信线产生较
9、大的电磁感应干捞（参见直接供电方式）。直接供电方式原理结线见图2。 加到接触网上的电压可以是牵引变电所牵引母线的一相，也可以是经单一三相平衡转换后的统一单相电压 （参见同相供电方式）。图2直接供电方式原理结线SS牵引变电所；T接触网；R钢轨；IR轨回流；I 牵引电流；Ie地中回流。一般直接供电方式牵引网（按触悬挂当量铜截面为100 mm2）的单位阻抗为0.6Q/km左右。由牵引母线 至机车用电点牵引网总阻抗则为单位阻抗与机车至牵引变电所距离的乘积。吸流变压器（BT）供电方式一种可显著降低交流牵引网对平行接近架空通信线路危险电压和杂音干扰电 动势的供电方式。图3为这种供电方式的原理结线。在牵引网
10、中串联接入一定数量变比为1:1的吸流变压器， 其一次绕组串联接入接触网中，二次绕组则串联接在专门架设的“回流线”中，在两相邻吸流变压器间，将 回流线与钢轨作一次并联连接，在回流线的首、未两端也分别与钢轨连通。借助吸流变压器一、二次绕组 间的互感作用，将直接供电方式时流经钢轨和大地的回流全部吸入回流线中，使接触网和回流线的电流达 到完全平衡，减轻了对通信线的电磁感应影响，参见吸流变压器供电方式。图3 BT供电方式原理结线图H回流线；T接触网；R钢轨；SS牵引变电所；BT吸流变压器。BT牵引网阻抗与机车至牵引变电所的长度不是简单的线性关系。随着机车取流位置的不同，牵引网内的电 流分布可有很大不同，
11、例如图4中当机车位于供电臂内第一台BT前方（A）时，牵引负荷未通过吸流变压 器一次绕组，其二次绕组没有电流流通，因此牵引网按直接供电方式运行，到达B处后，吸流变压器一次 绕组有牵引电流流过，牵引回流被迫由钢轨逆行至远离电源侧的吸上线进入回流线，再经吸流变压器二次 绕组返回牵引变电所，使牵引网阻抗大增。图4的曲线3是机车由牵引变电所出发在不同位置时的牵引网总 阻抗。图中曲线2是BT供电方式长回路牵引网阻抗，即牵引负荷全程流经接触网和回流线时的阻抗，相当 于机车位于吸上线处的牵引网阻抗。图4 BT供电方式牵引网阻抗图1直接供电方式牵引网阻抗；2 BT供电方式长回路牵引网阻抗；3 列车由牵引母线侧运
12、行至末端牵引网阻抗变化。BT牵引网阻抗通常较直接供电方式大50%左右。自耦变压器（AT）供电方式 牵引网以2x25 kV电压供电，并在网内分散设置自耦变压器降压至25 kV 供电力牵引用。图5是AT供电方式原理线圈。与接触网同杆架设一条对地电压为25kV但相位与接触网电 压反相的“正馈线”，构成2x25 kV馈电系统。自耦变压器变比为2:1,其一次绕组接在接触网与正馈线之 间，而中性点则接至钢轨。在接触网与钢轨和正馈线与钢轨间形成25 kV电压可供电力牵引用电。这种方 式可在不提高牵引网绝缘水平的条件下将馈电电压提高一倍，可成倍提高牵引网的供电能力，扩展牵引变 电所间距，牵引供电名项技术指标十
13、分优越，特别适用于高速和重载电气化铁路，参见自耦变压器供电方 式。图5 AT供电方式原理图T接触网；R钢轨；F正馈线；SS牵引变电所；AT自耦变压器。AT牵引网阻抗与机车取流位置亦不呈线性关系。图6是机车从AT网络SS端运行至SP端时网络阻抗的 变化曲线。图6中曲线1是AT网络的长回路阻抗，即机车正好位于AT处的AT网络阻抗。当机车位于两相 邻AT之间时，网络阻抗见曲线2。参见牵引网阻抗。In_ 打T图6 AT牵引网阻抗1长回路阻抗；2AT牵引网总阻抗。AT网络的长回路单位阻抗约为0.2Q/km。同轴电缆（CC）供电方式 将首相同轴电力电缆与接触网一钢轨回路并联，作为牵引电流主要载流导体 以减
14、轻对平行接近架空通信线电磁感应影响的一种供电方式，其结线原理见图7。与接触网同杆架设一条由 内、外两层导体构成的单相同轴电力电缆（图8）,电缆内、外层导体平均每5km10km分别与接触网和 钢轨作一次并联连接，形成若干个环状供电回路。内、外导体间有耐压为30kV的交联聚乙烯绝缘层。由 于同轴电缆的单位阻抗较小，牵引电流将主要流经同轴电缆。此外，同轴电缆内、外导体电流接近平衡， 对周围的电磁感应影响很小。图7同轴电缆供电系统原理接线图内剂制阵帝眩皆经线）礙9图8同轴电缆结构示意图与架空裸接触线相比，高压同轴电缆导体的单位截面载流能力较小，导体需要截面较大，加上内、外绝缘 层厚度，电缆的外径和重量
15、很大，不仅加大了接触网支柱的荷重和施工难度，而且造价很高。除了局部特 别困难的地段外，很少用于整段电气化铁路。单边供电方式 牵引变电所从一侧单方向向牵引网供电的方式。图9是牵引网单边供电示意图。复线时， 上、下行牵引网可以由同相牵引母线供电，也可以由不同相牵引母线供电。SSSSaiJk._1B 一1t 同恫T图9单边供电示意图SS牵引变电所。单边供电方式的技术特性 网内电压障。一列平均取流为I的电气列车通过长度为L的供电臂时受电弓 上最大电压降为Jm = I ZL（1）式中，I为列车在带电运行时间内的平均电流（A）； Z为牵引网单位阻抗（Q/km）； L为供电臂长度（km）。 列车通过供电臂时在网内的电力损失为：式中，r为牵引网单位阻抗的有效电阻分量（Q/km）； t为列车通过供电臂的平均带电时分。单边供电方式的牵引网电压降和电能损失较大，而继电保护则相对较简单。双边供电方式牵引网由相邻两牵引变电所从两端同时供电的方式。图10是双边供电方式示意图。图（a）是单线双边供电方式；（b）是双线双边供电方式。在相邻两牵引变电所中间设分区所，可根据需要实现牵 引网供电方式的转换。在双边供电牵引网发生短路
