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既有线牵引供电系统AT改直供加回流线供电方式的探讨

摘要：本文主要通过介绍孟平铁路接触网改造工程中牵引供电系统供电方式由原AT供电方式改为直供加回流线的供电方式的实施方案，探讨并提出牵引供电系统AT供电方式改为直供加回流线供电方式的思路及方法，并对这几种方法进行分析，为今后既有线牵引供电系统AT供电方式改为直供加回流线供电方式的施工提供改造思路。

关键词：牵引供电系统AT供电直供加回流线供电供电方式

引言：既有线路改造面临的最大的难题是既要完成改造任务，又要最大限度地减小对既有线路运输的影响。牵引供电系统供电方式的改变，必须在前期工作充分完备后，一个天窗点内改造完毕，天窗点毕便要启用新的供电方式。通过合理组织，一次性改造成功投用，可以减少安全压力，在保证既有线设备可靠运行的前提下，创造一定的经济效益。

一、牵引供电系统供电方式简介

目前，牵引供电系统供电方式主要有直接供电方式、BT供电方式（吸流变压器供电方式）、AT供电方式（自耦变压器供电方式）、直供加回流线供电方式等，现主要对本文中涉及的AT供电方式和直供加回流线供电方式作简要介绍。

（一）AT供电方式

1、原理

牵引供电系统AT供电方式，主要由牵引变电所、AT所、接触悬挂、正馈线、保护线和钢轨组成。其原理图如图1所示。

图1AT供电方式原理图

牵引变电所内变压器将110kV电压降至55kV，经自耦变压器两端分别接至T线和AF线上，自耦变压器中心抽头与钢轨相连，则T线与钢轨及AF线与钢轨间的电压均为27.5kV，且大小相等，方向相反。一个供电臂范围内设有多个AT所，AT所内主要设备为自耦变压器，可改善电压水平和防干扰。PW线正常情况下无电流，在绝缘子发生闪络时短路电流可通过，另外，其也起到了避雷线的作用。

2、优劣

AT供电方式通过设置AT所，提高了接触网供电臂的末端电压，供电距离长，供电质量高，能适应高速、大功率机车的运行。但是，变电所内牵引变压器采用斯科特接线方式，接线复杂，通过原理图也会发现，这种供电方式供电系统的结构也很复杂，增加了AT所这样的不利因素，维护工作量大。

（二）直供加回流线供电方式

1、原理

直

供加回流线供电方式，主要由变电所、接触悬挂、回流线和钢轨组成。其原理图如图2所示。

图2直供加回流线供电方式原理图

牵引变电所内变压器将110kV电压降至27.5kV，变电所馈线直接向接触网供电，在接触网支柱田野侧架设回流线，在一个供电臂范围内，每隔一段距离，设吸上线将回流线与轨道扼流变的中性点相连，牵引电流通过钢轨和回流线回到牵引变电所。

2、优劣

直供加回流线的供电方式，接触网设备较少，减小了牵引网的阻抗，节省投资，也减少了接触网设备的维护工作量，经济指标比较好。

二、孟平线牵引供电系统AT改直供加回流线方式改造方案

（一）既有AT供电方式及改造后的直供加回流线供电方式系统概览

孟平铁路既有为单线铁路，既有牵引供电系统供电方式混合了AT供电方式及直供供电方式，孟庙至姚孟（不含）段接触网均由原丁营牵引变电所供电，其中孟庙至平顶山东段为AT供电方式，平顶山东至姚孟（不含）段为末端无AT所的直接供电方式，姚孟（含）至平顶山西段由平顶山西牵引变电所供电，为直供加回流线供电方式。如图3所示。

图3孟平铁路既有AT供电示意图

按

照设计要求，孟平铁路增建第二线工程牵引供电系统需改为直供加回流线的供电方式，新建裴城牵引变电所、平顶山牵引变电所2个牵引变电所，由这两个牵引变电所向接触网供电，裴城牵引变电所的四个供电臂负责孟庙至邓李区段接触网供电，平顶山牵引变电所负责邓李至平顶山西段接触网供电。退出既有丁营牵引变电所运行。改造后的牵引供电系统如图4所示。

图4孟平铁路改造后直供+回流供电示意图

（二）改造思路

因孟平铁路为增建第二线工程施工，实施时采用分段开通运营方式，而每个牵引变电所有4路馈线分别向大小里程方向4个供电臂送电，如何保证送电范围与线路开通范围相一致，对牵引供电系统能否安全投用是个考验。在分段开通的前期，与业主指挥部协调，分段开通的节点路段尽量与供电臂的供电范围相一致。

施工期间需要在线路专业铺轨完成的同时，牵引变电专业、接触网专业施工也要同步施工完成，达到开通条件。同时，牵引变电所的4路馈线均已达到可随时投用的条件。根据节点工期，投用相应的供电臂。启用新的供电臂的同时，按需退出既有牵引变电所相应的供电臂或整所退出，完成牵引供电系统供电方式的转换。

（三）改造方案

1、供电方式转换前牵引供电系统施工应达到的条件

牵引供电系统供电方式的转换改造工程，牵引供电系统的施工需要达到以下条件：

（1）牵引变电所外电源引入工程施工完毕，牵引变电所、分区所等所亭施工完毕，已完成投用前的相关试验，并空载运行24h。

（2）接触网供电线、接触悬挂及附属设施设