power supply systemwith booster transformer for electric traction
简介
电力牵引的一种供电方式。BT供电方式是为减轻单相工频交流电气化铁路对通信线路的干扰 (见交流牵引网对通信线路的影响与防护) 而采用的一种带有吸流变压器的电力牵引供电方式。
BT供电方式是减轻单相工频交流牵引负荷对通信线路干扰的有效手段,已在许多国家采用。但由于其结构复杂, 对各电力牵引供电系统技术经济指标的负面影响较大,随着电气化铁路向重载、高速、大密度运营模式发展, 这种供电方式的使用将受到限制。
分类 该供电方式有吸流变压器—回流线及吸流变压器—钢轨两种结构型式。
吸流变压器-回流线供电方式 这种供电方式的专用设备有沿铁路设置的吸流变压器、回流线及吸上线等(见图)。吸流变压器的一次绕组串入接触网,二次绕组串入回流线, 一般每隔3~4 km设置一台。两台吸流变压器之间设吸上线, 一端接钢轨或扼流变压器的中性点,另一端接回流线。由电力牵引变电所送出的牵引电流,经吸流变压器一次绕组、接触网送到电力机车,然后由钢轨、吸上线、回流线、吸流变压器二次绕组返回变电所。由于吸流变压器是按低励磁电流设计的,而且一、二次绕组匝数比为1:1, 所以回流线电流IN与接触网电流IT接近相等, 相位则相差180°。这种供电方式的特点有:

吸流变压器-回流线供电方式 SS—牵引变电所;BT—吸流变压器;T—接触网;NF—回流线;R—钢轨;N—吸上线;I—机车中通过的电流;K—电分段
(1) 对通信线路干扰有良好的防护效果。因接触网、回流线与通信线路的相对位置接近,两者电流大小近似相等,方向相反,在通信线路上产生的感应电压大部分抵消。
(2) 钢轨泄漏电流小, 对地电位小, 利于安全。
(3)接触网中串入吸流变压器,牵引网阻抗加大,电压损失和能耗损失增加, 供电质量降低。
(4)在吸流变压器处,接触网设有空气间隙。当电力机车通过时, 受电弓瞬间将吸流变压器一次绕组短接, 容易产生电弧烧伤接触线, 使接触网工作条件恶化。
吸流变压器-钢轨供电方式 利用钢轨作回流导线的吸流变压器供电方式。此时吸流变压器的一次绕组串入接触网,二次绕组串入钢轨。在吸流变压器处接触网设空气间隙,钢轨设绝缘轨缝。这种供电方式造价较小,但由于钢轨铺设在地面上,轨缝间的电位差容易对人身安全构成危险,而且在列车通过绝缘轨缝时,短时将吸流变压器短接, 降低了对通信线路干扰的防护效果。
对牵引供电系统的影响 BT供电方式虽有极佳的防止对通信线路干扰影响的能力, 但它对牵引供电系统本身的负面影响不可低估:
(1) 增加了大量吸流变压器和回流线等设备、材料, 加大了牵引供电系统的投资。
(2) 吸流变压器分散设置在铁路区间沿线, 缺乏安全保护,特别是对接触网(见电气化铁路接触网)频繁分段使硬点增多。当机车受电弓通过这些接触网电分段时可造成吸流变压器一次绕组瞬间短接, 出现的巨大电弧可烧伤接触线和受电弓滑板, 降低了接触网的可靠性。
(3) 牵引网单位阻抗显著增加,造成网内电压损失和电能损耗相应增加,加大了电气化铁路的运营成本。牵引网电压损失增加,也使牵引变电所的供电范围缩小,需要修建更多的牵引变电所,加大了建设费用。