AT牵引供电方式的分析及应用

第 13卷第 4期 2007 年 1O 月 铁道运 营技 术 Railway Operation Technology Vo1．13 NO．4 October．2007 AT牵引供电方式的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 及应用 徐红红 ． 张 雷 (西南交通大学电气工程学院，硕士研究生，四川 成都 610031) 摘 要：对我国电气化铁路 AT牵引供电系统的研究和应用进行了分析。对 AT供电方式牵引变电所的接线 方式 、主变压器的保护 、牵引网方式及其保护等作 了阐述 ，并在现有技术的基础上对我 国 AT牵 引 供电系统的发展趋势作了展望。 关键词：AT牵引供电系统 ；接线方式；变压器 中图分类 号：U223．5 12 文献标 识码 ：B 接触网 文章编号：1006—8686 (2007)04—0008—04 牵引供电系统早期采用直流供电方式．随着电 气化范围的扩大，为减少对通信设施的影响，逐渐采 用 BT供电方式。20世纪 90年代后期，随着通信干 线的光缆化及通信技术的进步，开始淘汰 BT供电 方式，逐步形成了高速、重载铁路采用 AT供电方式 的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 模式。本文基于 AT供电方式，对近年来在牵 引变电所 的接线方式 、牵引网的结构、故障保护等方 面的研究成果进行分析，总结 AT供电方式的应用 实践，并对其发展作出展望。 1 牵引变电所的接线方式 电气化铁路牵引变电所的接线，主要是指主变 压器接线。在我国，由于 AT供电方式供电臂加长， 两侧负荷加大，负序电流也相应增大，因此主要采用 4种接线方式。 1．1 单相接线 采用副边绕组带 中点抽头 的单相 牵引变压器，如图 1所示。原边绕组接人三相电力系 统的A、B相。副边绕组出线端子a、X分别接到 2组 55 kV牵引母线上。2组牵引母线分别通过馈 电线 向 变电所两侧供电臂的牵引网供电。单相接线的优点 是牵引变压器的容量利用率可达 100％，主接线简 单，设备少，占地面积小，投资省等。其缺点是不能供 应地区和牵 引变电所三相负荷用 电：对电力系统的 负序影响最大；对接触网的供电不能实现两边供电。 8 秦皇岛牵引变电所采用此种接线方式。 T R F 图 1 单相接线 T R F 1．2 三相变二相 三相变二相接线方式很多，我国 应用最多的是斯科特(SCOOT)接线，如图2所示。 A B C T R F 图 2 斯科特接线 图 2中：1为三相送电线路 ；2为斯科特接线牵 引变压器；3为自耦变压器；4为 AT供电方式牵引 网；T为接触网；R为轨道；F为正馈线。其优点是当 两供电臂电流相等且功率因数相同时．原边三相电 维普资讯 http://www.cqvip.com AT牵引供电方式的分析及应用 流对称，变压器容量能全部利用．可产生三相对称电 压提供牵引变电所的自用电。其缺点是变压器制造 难度大，造价较高；变电所主接线复杂，设备较多；中 性点难以引出，无三角形绕组回路。电压波形较差： 原边接点的电位随负载变化而产生漂移：分相绝缘 器两端的电压较高，加重绝缘负担。我国的北京一 秦皇岛、大同一秦皇岛大部分、郑州一武昌等 AT供 电方式牵引变电所就采用这种接线方式。 1．3 三相三绕组十字交叉接线⋯ 如图 3所示 ．该 牵引变压器有 1个 YN接线原边绕组．有 2个容量 相同、电压相等、分别为d11和dl接线的副边绕组。 2个副边绕组对顶 (c 、a )接成 十字交叉方式 ，副边 端子 b 、a 和 b 、c 分别接到 2组 55 kV牵引母线上 副边对顶端子 c 、a (十字交叉点 )接到 N母线上。其 优点是低压侧保持三相，有利于供应牵引变电所自 用电和地区三相电力；能很好地适应山区单线电气 化铁路牵引负载不平衡的特点。主要缺点是牵引变 压器的容量不能得到充分利用。我国首次研制，并 在大同一秦皇岛线 2个牵引变电所采用。 T R F 图 3 十字交叉接线 T R F 1．4 V／X接线[2】㈨ V／X接线牵引变压器是三绕组 变压器 ，每相有 2个次边绕组 ，次边绕组 的匝数是 V，、，接线牵引变压器的 2倍(如图 4所示)。连接接 触网的次边绕组是 T绕组 ．接正馈线的次边绕组是 F绕组。V／X接线是将 V／V接线和AT方式纯单相接 线的技术进行整合，在变压器的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 和制造方面比 斯科特、十字交叉接线都要简单。其优点主要是容 量利用率为 100％，而且可以供给所内及地区三相 负荷，对牵引网可以实现双边供电。主要缺点是当 一 台牵引变压器故障时，另一台进行跨相供电．中问 需要一个倒闸过程。在我国准东线周家湾一西营子 段电气化铁路福兴诚牵引变电所中首次得到了应 用。在京沪高速铁路的设计中也采用这种接线方式。 C T F 图 4 V／X接线 2 牵引变压器的保护 A T 牵引变压器的安全运行与否直接关系到电气化 供电系统能否连续稳定地工作。目前，牵引变压器微 机保护的研究主要集中在差动保护方面，即在任何 情况下，发生内部故障时应快速动作跳闸：正常的牵 引变压器发生任何形式的励磁涌流应 可靠而不动 作。因此，变压器微机保护的原理和算法主要解决 2 个问题：一是如何区分内外故障：二是如何判断鉴别 励磁涌流。 2．1 区分内外故障 为了保证差动保护动作可靠 ． 必须适当地选择两侧电流互感器的变化，使得牵引 变压器在正常运行和外部故障时，两侧的二次电流 ，l 、，2 相等。对应的等式为：nl：Inll=12／1l=n日。nll为高 压侧电流互感器的变比，n 为低压侧电流互感器的 变比，n 为牵引变压器的变比。判别式为：i i≥ ，d， 为差动保护整定电流。 当发生外部故障时， = 一12 ，上式不成立，保护不动作；当发生内部故障时， 满足上式 。保护动作。 2．2 鉴别励磁涌流 目前，牵引变压器励磁涌流的 判别 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 很多，有二次谐波制动原理、间断角原理、 波形对称原理、电压制动原理、高频分量原理、小波 分析、励磁特性、等值电路、负序差动功率比原理等。 在我国应用比较多也是 比较成熟的是二次谐波制动 原理 。常采用如下的判别式 ：IdJId。> 式 中的Id：、Id 分别是差动电流中的基波与二次谐波幅值；K是二 次谐波制动比，常取值0．15~0．2O。 q 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 13卷第 4期 2007 年 10 月 铁道运营技术 Railway Operation Technology Vo1．13 N O．4 October．2007 3 AT供电牵引网 最简单 的牵引网是 由馈电线 、接触网、轨道和大 地 、回流线构成的供电网的总称。AT牵 引网一般有 单线和双线 2种方式。 3．1 单线 AT牵引网 如图 5所示 ，(a)、(b)为单 线 AT牵引网，仅由接触网、轨道和正馈线构成。 (■) sFsP (b) 图 5 单线 AT牵引网 3．2 双线 AT牵引网 如图 6所示 ，(C)、(d)为双 线 AT牵引网 ，除了接触 网、轨道和正馈线之外 ，还 有保护线、横向联接线、辅助联接线和(双线)横向联 接线 。 (d) 图 6 双线 AT牵引网 我国AT供电方式电气化铁路采用 (b)、(d)两 种方式。保护线(PW)与轨道(R)并联，同时在 AT处 采用横向联接线实现轨道、保护线和 AT中点的连 接。设置保护线主要是为了避免将接触网支柱的接 地部分直接与轨道相连，以提高信号轨道电路的工 作可靠性。当牵引网发生短路故障时，又可为短路电 流提供一条良好的金属通路，便于继电保护动作。有 10 时还在 AT段 中部对 保护线 和轨 道辅助 联接 (CPW)，其作用主要是降低轨道对地电位。计算表 明，在 AT段中部作一处 CPW 可降低轨道对地最大 电位 25％-30％。在双线区段，为了进一步降低轨道 对地电位，还可将上、下行牵引网中的保护线实行横 向联接(CB)。理论分析表明，保护线的设置对AT网 络 中的电流分布和主要牵引供 电参数并无 明显影 响。在正常运行情况下，保护线没有牵引电流通过。 4 牵引网保护 4．1 馈线保护 我国的电气化铁路主要致力于微 机型继电保护原理的研究和应用。目前，一般的馈线 保护措施分为主保护和后备保护[4][5=。 4．1．1 主保护 (1)自适应三段距离保护：主要有偏移四边形特 性和多边形特性 2种。 (2)电流速断保护：当电流达到整定值时，电流 速断切除故障，不受谐波闭锁制动限制。 4．1．2 后备保护 (1)过电流保护：采用二次谐波闭锁，高次谐波 制动。 (2)△，电流增量保护：机车正常运行时的电流 增量小于故障产生时的电流增量，以此为高阻接地 保护的判断依据。 4．2 故障测距[6 故障测距是牵引网保护的重要 内容。AT供电系统故障测距一般采用吸上电流比型 故障点标定装置，其工作原理是通过计算故障点两 边自耦变压器中性点的吸上电流之比，探测故障点 的位置。一般情况下 ．该装置的探测误差不大于 AT 间距 的 10％，但 当正馈线或接触线发生断线时 ，由 于故障时的供电方式发生变化．短路电流的分配与 正常情况有很大不同，严重时误差可达 1个 AT间 隔 ，此时往往对接触网的事故查找产生误导 ．延长事 故抢修时间。我国京秦、郑武及大秦线西段都采用了 该装置，由于其固有缺陷及实现手段的落后，该装置 的应用并不理想 ，平均测距误差为 1~2 km．最大测 距误差达 7．8 km 西南交大、电化局、南自厂和北京局联合研制了 新型微机故障点测距装置，该装置的特点：一是适用 范围广；二是一次投资少；三是工作可靠性高；四是 卜_-]【瞢 -1 维普资讯 http://www.cqvip.com AT牵引供电方式的分析及应用 测距精度较高；五是具有运行方式 、故障方向、故障 类型的 自动识别功能 ，易于从结构复杂的接触网上 查找到故障点。目前该装置有 3套在大秦线负责翠 屏山变电所 2个供电臂、迁西变电所 1个供电臂的 故障点测距。运行情况良好。 5 接触网悬挂 为满足高速受流的要求，根据我国高速铁路规 划的动力设置和受电弓的结构及性能的不同．我 国 先后采用了简单悬挂、半补偿链形悬挂、全补偿弹性 链形悬挂和全补偿简单链形悬挂等类型。目前简单 悬挂、补偿链形悬挂已不再采用．当前铁路主要采用 全补偿简单链形悬挂。在秦沈客运专线上，接触网全 补偿弹性链形悬挂得到了很好的应用。京沪高速铁 路接触网采用的全补偿简单链形悬挂．是一种受流 性能较为优越的悬挂类型，也是世界上普遍认可的 高速接触网悬挂类型。 6 发展趋势 我国高速电气化铁路的技术先进性体现在大容 量 AT供 电方式 、单相 220 kV供电 电源 、接触 网简 单链形悬挂方式 、高强度镁铜／锡铜接触线、机电一 体化的GIS技术、高低压兼容的综合接地方案等方 面。在AT供电中还应用了微机联锁、光数字通信、 四显示自动闭塞、电气化防干扰等世界最新技术。 AT供电技术的应用减少了牵引变电所的设置。降低 了对土地资源和外部电源的需求。改善了接触网运 营条件。降低了对路内外临近系统的干扰，提升了紧 缺能源的利用率。 总之，AT供电技术的消化吸收，弥补了我国牵 引供电系统技术的缺陷。带动了电气化 电力设备的 产业发展。从建设能力和技术标准来进行综合评价。 已接近了国际先进水平。在随后的高速电气化铁路 工程建设中．AT供电方案必将得到更加广泛的应 用 参考文献： [1]谭秀炳等．交流电气化铁道牵引供电系统[M]．成都：西南 交通大学 出版社．2002． [2]刘金泽等．浅谈 V，、，接线牵引变压器工作原理及运行特点 [J]．电机电器技术，2004，(1)． [3]杨振龙．V／X接线牵引变压器的研究和应用[J]．电气化铁道 2004，(4)． [4]渡边宽(日本)．交流电气化铁道牵引供电系统继电保护 [M]．北京 ：中国铁道 出版社，1981． [5]潘启敬．牵引供电系统继 电保护[M]．北京 ：中国铁道出版 社．1996． [6]陈小川，贺威俊，高仕斌．电牵 引系统新型 自适应馈线保护 故障测距原理与特性[J]．铁道学报，1995，17(增刊)：1—7． (上接第 7页) 实测预报 ，累计长度达 4 000多延米。实际施作中该 系统具有适用范围广。预报距离长，对隧道的施工干 扰少，提交资料及时等优点。能够探测和解译隧道掌 子面掘进前方存在的断层、软弱围岩、围岩富水、溶 洞等不良地质体，查明不良地质体位置(判断精度可 达 90％以上 )和规模 (判断精度可达 85％ 90％)，概 略判断不良地质体围岩级别等技术问题，为凤凰山 隧道工程超前地质预报工作提供科学依据。 该系统接收器和硬件优化后，接收信号的频率 范围增大，收集信号更多，信号重叠分析后，测量结 果更准 ，通过 TSP203plus系统的超前地质预报．增 加了隧道工程施工的可预见性 ，减少盲 目性 ，能有效 减少和避免地质灾害发生，确保凤凰山隧道工程的 施工质量和安全保障，并节约投资合计近 980万元， 取得较好的经济效益。 参考文献 ： [1]TB10204—2002，铁路隧道施工 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 [S]． [2]胡厚田．土木工程地质 [M]．北京 ：高等教育出版社，2001 维普资讯 http://www.cqvip.com