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[供电学苑] 从观察环中看出门道:接触网供电方式分类与认知重点

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供电斑竹

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发表于  7 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式
从观察环中看出门道:接触网供电方式分类与认知重点

日常巡视或故障调查时,面对复杂的悬挂和附加导线,很多新职人员容易混淆“直供加回流线”与“AT供电”的线路特征,或者分不清“单边供电”与“越区供电”的实际运行状态。接触网供电方式分类,看似是理论知识,其实与现场设备认知、故障判断和停送电操作直接挂钩。本篇围绕两种分类维度——供电臂连接方式和防干扰技术方案,帮你把几种关键方式的原理、结构特征和现场辨识要点理清楚。

知识点讲解

一、按供电臂连接方式:单边、双边与越区供电

从供电臂的电气连接方式来看,接触网分为三种运行状态。

单边供电:两个牵引变电所之间的接触网被分成两个电气上独立的供电分区,正常情况下每个供电分区只从一端变电所取电。这是目前中国电气化铁路采用的主要形式,优点是运行灵活,一个分区发生故障时不会蔓延到相邻分区,馈线保护装置也相对简单。

双边供电:相邻的两个供电分区通过开关设备在电路上连通,一个分区可同时从两个变电所获得电能。优点是可以显著提升电压水平、降低电能损耗;缺点是馈线和分区亭的保护及开关设备都变得复杂,目前采用较少。

越区供电:这是一种非正常供电方式,属于事故手段。当某个牵引变电所因故障退出运行时,通过分区所内的开关设备,由相邻变电所向其原本负责的供电臂供电。需要注意的是,越区供电时供电距离大幅增加,电压水平和容量限制需提前核算,不能作为常态运行方式。

在日常观察中,判断线路当前处于何种供电方式,主要看分区亭内断路器和隔离开关的分合状态,以及调度端给出的运行方式指令,不能仅凭外观判断。

二、按防干扰技术方案:直供、直供加回流线、BT与AT供电

这一维度是现场设备识别的主要难点,不同方案在支柱上的附加导线和悬挂方式有明显区别。

直接供电方式:只由接触网和钢轨构成回路,不设置回流线、吸流变压器或自耦变压器等附加设备。结构最简单,投资成本低,维护方便。缺点是供电距离短,电压损失大,电磁干扰大,钢轨电位较高。现多见于早期低等级线路或临时过渡区段。

直供加回流线供电方式:在接触网支柱田野侧架设一条回流线,不设吸流变压器。每隔一定距离,通过吸上线将回流线与轨道扼流变压器中性点相连。回流线中的电流与接触网中的牵引电流大小相等、方向相反,空间电磁场互相抵消,同时起到降低钢轨电位的作用。这是目前经济、技术指标都比较好的方式,现场中比如部分既有线改造区段和普速干线仍广泛采用。辨识要点:支柱田野侧有一根独立的附加导线,与正线接触网平行架设,无额外的变压器箱壳。

BT供电方式:通过吸流变压器(BT)将牵引电流强制回流至变电所。由于BT本身串联在牵引网中,增大了牵引网阻抗,导致电压损失严重,供电效率低,目前已逐渐被AT供电方式取代。现场中若看到接触网支柱上挂装有类似油浸变压器的箱体(吸流变压器),且回流线与钢轨之间通过该变压器连接,极可能就是BT供电方式。但在新建高铁线上几乎淘汰。

AT供电方式:采用自耦变压器供电,需额外架设一条正馈线。自耦变压器变比为1:2,每隔一定距离在线路旁设置AT所,将接触网、正馈线和钢轨组成一个两级供电回路。优点是可以大幅延长供电距离,减少电分相数量,电磁干扰小,电压损失低。缺点是结构复杂,投资成本高。这是当前高速铁路的主流供电方式。辨识要点:除接触网外,支柱上还有一条与接触网平行的正馈线,且在AT所位置能看到自耦变压器及其附属设备。

三、AT供电方式的关键参数与维护注意

AT供电方式虽然性能优越,但对绝缘水平和接触状态要求严格。自耦变压器变比为1:2。日常维护中,两个重要指标需重点关注:

绝缘电阻:绕组对地绝缘电阻应大于25兆欧。低于此值时可能引发接地故障,需使用兆欧表按季度检测。

分接开关接触电阻:不能超过出厂值的1.5倍。超标会导致局部过热,需定期检查。

现场发现AT变压器附近有异常温升、异常声响或绝缘油渗漏时,应优先排查上述两项指标。

自测题

1. (单选题)两个牵引变电所之间的接触网被分成两个电气上独立的供电分区,每个分区只从一端变电所取电,该供电方式称为:
A. 双边供电
B. 单边供电
C. 越区供电
D. 并联供电

2. (单选题)当一个牵引变电所因故障退出运行,通过分区所内的开关设备由相邻变电所向其供电臂供电,这种供电方式属于:
A. 正常双边供电
B. 越区供电
C. 单边供电
D. 直供加回流供电

3. (单选题)目前中国电气化铁路中采用的主要供电臂连接方式是哪一种?
A. 双边供电
B. 单边供电
C. 越区供电
D. 并联供电

4. (单选题)目前经济技术指标较好,在既有线改造中仍广泛采用的防干扰供电方式是:
A. 直供加回流线供电方式
B. BT供电方式
C. 直接供电方式
D. AT供电方式

5. (单选题)AT供电方式中,自耦变压器的变比是:
A. 1:1
B. 1:2
C. 2:1
D. 1:1.5

6. (单选题)在AT供电方式中,为了与接触网电流大小相等、方向相反以抵消电磁场,需要进行设置的导线是:
A. 回流线
B. 正馈线
C. 吸上线
D. 加强线

7. (单选题)BT供电方式目前逐渐被替代的主要原因是:
A. 结构复杂、投资高
B. 牵引网阻抗大、电压损失严重
C. 钢轨电位升高
D. 对通信干扰大

8. (单选题)直供加回流线供电方式中,回流线与钢轨之间通过哪种设备连接?
A. 吸流变压器
B. 吸上线与扼流变压器中性点
C. 自耦变压器
D. 接地刀闸

9. (单选题)AT自耦变压器绕组对地绝缘电阻低于多少时可能引发接地故障?
A. 50兆欧
B. 25兆欧
C. 10兆欧
D. 5兆欧

10. (单选题)AT供电方式分接开关接触电阻允许的上限是不超过出厂值的多少倍?
A. 1.0倍
B. 1.2倍
C. 1.5倍
D. 2.0倍

11. (多选题)以下哪些属于按供电臂连接方式分类的供电方式?
A. 单边供电
B. 双边供电
C. AT供电
D. 越区供电

12. (多选题)关于单边供电,以下说法正确的有哪些?
A. 相邻供电臂在电气上独立
B. 故障影响范围只在本供电分区
C. 馈线保护装置较复杂
D. 运行灵活

13. (多选题)关于AT供电方式的优点,以下说法正确的有哪些?
A. 供电距离长
B. 结构简单、投资低
C. 电磁干扰小
D. 电分相数量较少

14. (多选题)直接供电方式的缺点包括:
A. 供电距离短
B. 电压损失大
C. 结构复杂
D. 钢轨电位较高

15. (判断题)双边供电由于低压电损小、电压水平高,是目前中国电气化铁路普遍采用的主要形式。
A. 对
B. 错

16. (判断题)越区供电是一种非正常的供电方式,只在牵引变电所故障退出运行等事故状态下使用。
A. 对
B. 错

17. (判断题)直供加回流线供电方式中,回流线的作用仅为提供牵引电流通道,不具备防干扰功能。
A. 对
B. 错

18. (判断题)BT供电方式因为牵引网阻抗大、电压损失严重,在高速铁路中已逐渐被AT供电方式取代。
A. 对
B. 错

19. (判断题)AT供电方式中,正馈线中的电流与接触网中的电流方向相同,因此不能起到抵消电磁场的作用。
A. 对
B. 错

20. (判断题)在AT供电方式中,自耦变压器分接开关接触电阻超过出厂值1.5倍时,可能造成局部过热,需定期检查。
A. 对
B. 错

***付费内容***

参考资料
接触网供电方式分类与比较_

引用依据:
已审核知识库编号:KB-GD-72F2BC5B、KB-GD-FDB16BE1


资料使用说明:本文依据「铁道职培」APP(www.mlzp.cc)已审核知识库整理,仅供学习参考。涉及规章、技术参数和作业要求时,请务必以现行有效文件为准。本文在「铁道职培」APP论坛首轮发布,全文PDF可前往本站文库中心,按标题关键词搜索下载。
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