[实用新型]一种三相牵引供电系统

说明书

本实用新型提供了一种三相牵引供电系统，涉及城市轨道和干线铁路牵引供电领域。主变电所次边馈出三相电缆；三相电缆与三相牵引网平行；牵引变压器Ti为Y/d接线，原边连接三相电缆，次边连接三相牵引网；三相牵引网由彼此绝缘的第一供电轨、第二供电轨和钢轨构成；牵引变压器Ti为Y/d接线，其原边Y接线接入ABC相同相别，其次边d接线的三个端子分别连接第一供电轨、第二供电轨和钢轨；车载供电系统由车载电缆和三相交直交变流器组成的；车载电缆第一单芯电缆、第二单芯电缆和地线分别经电刷与第一供电轨、接触受电，第二单芯电缆经电刷与第二供电轨和接触受电，地线经电刷与钢轨接触受电，供给三相交直交变流器和三相电机。

技术领域

本实用新型涉及城市轨道和干线铁路牵引供电领域。

背景技术

在供电容量(能力)相同情况下，三相发电机、电动机、变压器、输电线都较单相同类元件的制造和建造更节省材料，而且构造简单，性能优良，并且三相电功率的瞬时值保持恒定不变，因此三相交流电在工业上获得了广泛的应用。

可以理解，最早的理想的电车是尝试三相供电。早在18世纪后期，欧洲就出现了架设于电车上方三条架空线的电车线路，也尝试了架设于电车上方两条架空线供电的电车线路，例如1771年，西门子和哈尔斯克公司在柏林近郊的利希特菲尔德车站和军事学院之间修建了一条长2 134m的电车线路，同年又在法国巴黎国际电工展览会上展出了第一条长400m的由两条架空导线供电的电车线路。但是由于三条架空线需要三极受电弓、两条架空线需要两双极受电弓，这种架空线和受电弓的接触结构过于复杂，其可靠性也成为难以逾越的障碍，加之过道岔的技术难题，该方式用于干线铁路的实用性受到严重挑战，因此逐渐被低压直流和单相交流供电方式所取代。非常遗憾，三相交流电的优势不能在铁路牵引供电上得到应有的发挥。

低压直流和单相交流供电方式具有结构简单、建设成本低、运用和维护方便等优点，这就决定其发展优势和后来不可取代和不可逆转的地位。

由于行车密度大、站间距短、运量较小等特点，地铁、轻轨等城市轨道一直使用低压直流供电。而干线铁路站间距长、运量大，自从世界上出现第一条27.5kV工频单相交流电气化铁路之后，干线铁路就不再采用低压直流供电方式。

截止目前，地铁、轻轨等城市轨道仍然采用低压直流供电方式，虽然直流供电方式有着没有分相、供电不间断等突出优点，但它产生的杂散电流确实不容忽视的。杂散电流对道床钢筋结构、隧道内钢筋结构和沿线的金属管线等设施都将产生电化学腐蚀，从而影响这些构筑物和金属设施的安全和使用寿命。对此，采取了排流保护、走行轨降阻、杂散电流收集和管道外涂等杂散电流腐蚀防护措施，有较大的资金投入，但仍不能从根本上消除杂散电流及其长期腐蚀影响。

另外，干线铁路和地铁、轻轨等城市轨道采用架空接触网+走行轨(钢轨)形式牵引网都占有较大的空间，需要增大隧道断面，进而增加施工难度和成本。

申请人提出了“一种轨道交通供电构造(ZL 201510213833.5)”，目的就是提供一种敷设于两条钢轨中间的结构紧凑、运行方便的轨道交通供电构造，可以不断电过道岔，不额外占用空间，并从根本上消除杂散电流和跨步电压，保护人身和设备安全。此前，申请人还提出了“一种电气化铁路同轴电缆供电系统(ZL 201310261240.8)”，目的是提供一种电气化铁路同轴电缆供电系统，主要用于干线铁路运输和城市轨道交通的工频单相牵引供电领域，最大限度地延长供电臂长度，避免或减少分相，使交通运输更为顺畅。但显然，这都属于单相交流供电方式。单相电功率不像三相电功率那样瞬时值保持恒定不变，而是2倍工频波动的。

申请人还提出了“一种轨道交通三相交流供电构造(ZL 2105 2 0275380.0)”，这属于三相交流供电系统，虽然与“一种轨道交通供电构造(ZL201510213833.5)”相比能表现出三相交流供电的优势，但它需要添加第三条供电轨，使接触结构的复杂性增加，投资也会增加。