[实用新型]电气化铁路混合供电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电气化铁路供电装置。

背景技术

交流电气化铁路有直接供电方式、吸流变压器(BT)供电方式、自耦变压器(AT)供电方式以及同轴电缆(CC)供电方式之分。在我国，BT供电方式因其开断接触网、降低可靠性、缩短供电距离等原因已废止不用，CC供电方式则因投资过大而未被使用，常用的是直接供电方式和自耦变压器(AT)供电方式。直接供电方式采用27.5kv电压为机车直接供电，其供电容量小，普速铁路多采用直接供电方式，而自耦变压器(AT)供电方式，采用自耦变压器实现对机车27.5kv供电，而接触线和馈线间的电压为55kv，从而将装置的供电容量增大一倍，因此对供电容量要求高的高速铁路目前几乎都采用55kv AT供电方式。

AT供电方式分55kV(日本)模式和2*27.5kV(法国)模式两种。我国在京秦(北京-秦皇岛)和大秦(大同-秦皇岛)曾采用55kV(日本)模式，而从2008年8月1日第一条城际高速客运专线-京津城际高速客专正式投入运行到2010年10月26日沪杭高铁通车，我国已建成的7431km高速铁路都采用2*27.5kV(法国)模式。

55kV(日本)模式，如图1所示，图中自耦变压器的a端与接触网接触线T连接，这些变压器的中点o与钢轨R连接，b端与接触网负馈线F连接。日本AT供电模式的优点是：牵引变压器的次边绕组容量等于负荷容量，与列车位置的变化无关，供电容量大，首端到末端分布一致，列车在第一个AT段之外运行时，第一个AT段的接触线线路和负馈线线路最大容量均为负荷容量的一半。缺点则是：牵引变压器出口带有自耦变压器，牵引变电所的供电区间要多加装一套自耦变压器而增加投资。

2*27.5kV(法国)模式，如图2所示，这种模式的特点是：牵引变压器次边需中间抽头，变压器制造难度加大，特别是带中间抽头的平衡变压器制造难度显著增加；受牵引变压器次边中间抽头的影响，该供电方式的供电性能受线路阻抗影响较大，在列车靠近牵引变电所时接近直接供电方式特性，在列车远离牵引变电所时，接近AT供电方式特性。造成牵引网首端的供电容量小而末端供电容量大。

而当线路上有多个机车时，牵引变电所给机车提供的功率必须经过机车所在位置与变电所之间的所有线路，也即牵引变电所出口侧线路上所输送的功率为所有机车的总功率，而最远端机车所在线路段所输送的功率仅为该机车所需要的功率。可见，牵引网首端的实际供电容量需求大而末端的供电容量需求小。

由于法国供电模式牵引网首端的供电容量小而末端供电容量大，这与牵引网的首端容量大而末端容量小的实际需求恰恰相反，造成供求矛盾，造成供电容量的浪费，不能满足高速铁路发展的需要。

根据2008年国务院批准调整的“中长期铁路网中长期规划”，至2020年，中国铁路建设投资总规模将达5万亿元，建设高速客运专线1.8万km以上。高速铁路已经成为我国铁路的重要组成部分和技术、经济新的增长点。因此，提出一种最适于我国电气化铁路的供电方式将是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种电气化铁路混合供电装置，该供电装置使牵引网的供电能力与其实际供电需求量相匹配，从而可以延长供电臂距离，减少电分相数量，提高电网的供电能力，更有效地使用供电设备；同时，减少接触网末端的设备和投资，降低了供电装置的成本。

本实用新型解决其技术问题，所采用的技术方案为：一种电气化铁路混合供电装置，其组成是：牵引变电所的55kV牵引变压器次边的一输出端与铁道牵引网的接触线相连，另一输出端与铁道牵引网的负馈线相连；

在距离牵引变电所0-10km设置一个首端自耦变压器，从首端自耦变压器起的中部供电区间，每隔10-20km设置一个自耦变压器；首端自耦变压器和自耦变压器的一端与铁道牵引网的接触线相连，中点与钢轨相连，另一端与铁道牵引网的负馈线相连；

远离牵引变电所的最后一个自耦变压器后面的20km以上的远端供电区间中，不再设置自耦变压器及负馈线。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

在同一变电所的供电线路上，在靠近变电所的近端(0-10km)以及与近端相邻的中部区域设置自耦变压器，从而实现变电所出口侧及中部区域的55kv的AT供电方式；同时，在远离牵引变电所的最后一个自耦变压器后面的20km以上的远端供电区间中，不再设置自耦变压器和负馈线，由最后一个自耦变压器的上部通过接触线和钢轨对机车进行27.5kv的直接供电。从而在同一变电所的供电区间内实现了AT供电和直接供电二种方式的混合。