專利名稱：一種電氣化鐵路混合供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電氣化鐵路供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
交流電氣化鐵路有直接供電方式、吸流變壓器(BT)供電方式、自耦變壓器(AT)供電方式以及同軸電纜(CC)供電方式之分。在我國(guó)，BT供電方式因其開斷接觸網(wǎng)、降低可靠性、縮短供電距離等原因已廢止不用，CC供電方式則因投資過大而未被使用，常用的是直接供電方式和自耦變壓器(AT)供電方式。直接供電方式采用27.5kv電壓為機(jī)車直接供電， 其供電容量小，普速鐵路多采用直接供電方式，而自耦變壓器(AT)供電方式，采用自耦變壓器實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車27. 5kv供電，而接觸線和饋線間的電壓為55kv，從而將系統(tǒng)的供電容量增大一倍，因此對(duì)供電容量要求高的高速鐵路目前幾乎都采用55kv AT供電方式。AT供電方式分55kV(日本)模式和2*27. 5kV(法國(guó))模式兩種。我國(guó)在京秦(北京-秦皇島)和大秦(大同-秦皇島)曾采用日本)模式，而從2008年8月1日第一條城際高速客運(yùn)專線-京津城際高速客專正式投入運(yùn)行到2010年10月沈日滬杭高鐵通車，我國(guó)已建成的7431km高速鐵路都采用2拉7. 5kV (法國(guó))模式。55kV(日本)模式，如圖1所示，圖中自耦變壓器的a端與接觸網(wǎng)接觸線T連接，這些變壓器的中點(diǎn)ο與鋼軌R連接，b端與接觸網(wǎng)負(fù)饋線F連接。日本AT供電模式的優(yōu)點(diǎn)是 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)，供電容量大，首端到末端分布一致，列車在第一個(gè)AT段之外運(yùn)行時(shí)，第一個(gè)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。缺點(diǎn)則是牽引變壓器出口帶有自耦變壓器，牽引變電所的供電區(qū)間要多加裝一套自耦變壓器而增加投資。2*27. 5kV(法國(guó))模式，如圖2所示，這種模式的特點(diǎn)是牽引變壓器次邊需中間抽頭，變壓器制造難度加大，特別是帶中間抽頭的平衡變壓器制造難度顯著增加；受牽引變壓器次邊中間抽頭的影響，該供電方式的供電性能受線路阻抗影響較大，在列車靠近牽引變電所時(shí)接近直接供電方式特性，在列車遠(yuǎn)離牽引變電所時(shí)，接近AT供電方式特性。造成牽引網(wǎng)首端的供電容量小而末端供電容量大。而當(dāng)線路上有多個(gè)機(jī)車時(shí)，牽引變電所給機(jī)車提供的功率必須經(jīng)過機(jī)車所在位置與變電所之間的所有線路，也即牽引變電所出口側(cè)線路上所輸送的功率為所有機(jī)車的總功率，而最遠(yuǎn)端機(jī)車所在線路段所輸送的功率僅為該機(jī)車所需要的功率?？梢?，牽引網(wǎng)首端的實(shí)際供電容量需求大而末端的供電容量需求小。由于法國(guó)供電模式牽引網(wǎng)首端的供電容量小而末端供電容量大，這與牽引網(wǎng)的首端容量大而末端容量小的實(shí)際需求恰恰相反，造成供求矛盾，造成供電容量的浪費(fèi)，不能滿足高速鐵路發(fā)展的需要。根據(jù)2008年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)調(diào)整的“中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)中長(zhǎng)期規(guī)劃”，至2020年，中國(guó)鐵路建設(shè)投資總規(guī)模將達(dá)5萬億元，建設(shè)高速客運(yùn)專線1.8萬km以上。高速鐵路已經(jīng)成為我國(guó)鐵路的重要組成部分和技術(shù)、經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。因此，提出一種最適于我國(guó)電氣化鐵路的供電方式將是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種電氣化鐵路混合供電系統(tǒng)，該供電系統(tǒng)使?fàn)恳W(wǎng)的供電能力與其實(shí)際供電需求量相匹配，從而可以延長(zhǎng)供電臂距離，減少電分相數(shù)量，提高電網(wǎng)的供電能力，更有效地使用供電設(shè)備；同時(shí)，減少接觸網(wǎng)末端的設(shè)備和投資，降低了供電系統(tǒng)的成本。本發(fā)明解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為一種電氣化鐵路混合供電系統(tǒng)，其組成是牽引變電所的^kV牽引變壓器次邊的一輸出端與鐵道牽引網(wǎng)的接觸線相連，另一輸出端與鐵道牽引網(wǎng)的負(fù)饋線相連；在距離牽引變電所O-IOkm設(shè)置一個(gè)首端自耦變壓器，從首端自耦變壓器起的中部供電區(qū)間，每隔10-20km設(shè)置一個(gè)自耦變壓器；首端自耦變壓器和自耦變壓器的一端與鐵道牽引網(wǎng)的接觸線相連，中點(diǎn)與鋼軌相連，另一端與鐵道牽引網(wǎng)的負(fù)饋線相連；遠(yuǎn)離牽引變電所的最后一個(gè)自耦變壓器后面的20km以上的遠(yuǎn)端供電區(qū)間中，不再設(shè)置自耦變壓器及負(fù)饋線。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是在同一變電所的供電線路上，在靠近變電所的近端(O-IOkm)以及與近端相鄰的中部區(qū)域設(shè)置自耦變壓器，從而實(shí)現(xiàn)變電所出口側(cè)及中部區(qū)域的55kv的AT供電方式；同時(shí)，在遠(yuǎn)離牽引變電所的最后一個(gè)自耦變壓器后面的20km以上的遠(yuǎn)端供電區(qū)間中，不再設(shè)置自耦變壓器和負(fù)饋線，由最后一個(gè)自耦變壓器的上部通過接觸線和鋼軌對(duì)機(jī)車進(jìn)行 27.5kv的直接供電。從而在同一變電所的供電區(qū)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了 AT供電和直接供電二種方式的混合。本發(fā)明的供電系統(tǒng)在供電線路的首端及中部區(qū)間采用供電容量大的AT供電方式；而在遠(yuǎn)離變電所的遠(yuǎn)端區(qū)間采用供電容量小的直接供電方式。這樣，在整個(gè)牽引網(wǎng)上的供電容量從首端到末端沿線呈現(xiàn)由大到小的分布特性，這與鐵路機(jī)車的實(shí)際運(yùn)行需求相吻合，從而可以延長(zhǎng)供電臂距離，減少電分相數(shù)量，提高電網(wǎng)的供電能力，更有效地使用供電設(shè)備；同時(shí)，在供電容量小的末端采用27. 5kV直接供電方式，省掉了自耦變壓器及負(fù)饋線， 大大減少整個(gè)供電系統(tǒng)的設(shè)備和投資，并降低了其維護(hù)成本。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。


圖1是現(xiàn)有55KV AT供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是現(xiàn)有27. 5kV直接供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例圖3示出，本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
為一種電氣化鐵路混合供電系統(tǒng)，其組成是牽引變電所的55kV牽弓I變壓器SS次邊的一輸出端Ql與鐵道牽引網(wǎng)的接觸線T相連，另一輸出端Q2與鐵道牽引網(wǎng)的負(fù)饋線F相連；在距離牽引變電所SSO-IOkm設(shè)置一個(gè)首端自耦變壓器ΑΤ0，從首端自耦變壓器 ATO起的中部供電區(qū)間，每隔10-20km設(shè)置一個(gè)自耦變壓器AT ；首端自耦變壓器ATO和自耦變壓器AT的一端a與鐵道牽引網(wǎng)的接觸線T相連，中點(diǎn)ο與鋼軌R相連，另一端b與鐵道牽引網(wǎng)的負(fù)饋線F相連；遠(yuǎn)離牽引變電所SS的最后一個(gè)自耦變壓器AT后面的20km以上的遠(yuǎn)端供電區(qū)間中，不再設(shè)置自耦變壓器及負(fù)饋線。在實(shí)施時(shí)，當(dāng)首端的自耦變壓器ATO距離牽引變電所SS的距離為Okm時(shí)，表示第一臺(tái)自耦變壓器ATO置于變電所內(nèi)。本發(fā)明的中部供電區(qū)間的距離和AT自耦變壓器的數(shù)量和遠(yuǎn)端供電區(qū)間的距離，由牽引變壓器的供電容量及鐵路機(jī)車的運(yùn)行狀況確定，通常中部供電區(qū)間的距離為 10-50km，設(shè)置的AT自耦變壓器的數(shù)量為1-2臺(tái)，遠(yuǎn)端供電區(qū)間的距離通常為10_40km。
權(quán)利要求
1. 一種電氣化鐵路混合供電系統(tǒng)，其組成是牽引變電所的^kV牽引變壓器(SS)次邊的一輸出端Oil)與鐵道牽引網(wǎng)的接觸線(T)相連，另一輸出端0^2)與鐵道牽引網(wǎng)的負(fù)饋線(F)相連；在距離牽引變電所(SQO-IOkm設(shè)置一個(gè)首端自耦變壓器(ATO)，從首端自耦變壓器 (ATO)起的中部供電區(qū)間，每隔10-20km設(shè)置一個(gè)自耦變壓器(AT)；首端自耦變壓器(ATO) 和自耦變壓器(AT)的一端(a)與鐵道牽引網(wǎng)的接觸線(T)相連，中點(diǎn)(ο)與鋼軌(R)相連， 另一端(b)與鐵道牽引網(wǎng)的負(fù)饋線(F)相連；遠(yuǎn)離牽引變電所(SS)的最后一個(gè)自耦變壓器(AT)后面的20km以上的遠(yuǎn)端供電區(qū)間中，不再設(shè)置自耦變壓器及負(fù)饋線。
全文摘要
一種電氣化鐵路混合供電系統(tǒng)，其組成是牽引變電所的55kV牽引變壓器(SS)次邊的一輸出端(Q1)與鐵道牽引網(wǎng)的接觸線(T)相連，另一輸出端(Q2)與鐵道牽引網(wǎng)的負(fù)饋線(F)相連；在距離牽引變電所(SS)0-10km設(shè)置有首端自耦變壓器(AT0)和自耦變壓器(AT)；該系統(tǒng)使?fàn)恳W(wǎng)的供電能力與其實(shí)際供電需求量相匹配，從而既延長(zhǎng)供電臂距離，減少電分相數(shù)量，提高電網(wǎng)的供電能力，更有效地使用供電設(shè)備；同時(shí)，也減少整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備投資和維護(hù)成本。
文檔編號(hào)B60M1/00GK102255515SQ20111012476
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者余俊祥, 劉煒, 周福林, 張麗, 張麗艷, 易東, 李群湛, 解紹鋒, 賀建閩, 郭蕾, 郭鍇, 陳民武, 馬慶安, 高師湃, 黃治清 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)