西南交通大学电气工程学院谢剑杨世芳肖壮
摘要：受到运输需求、宏观经济等方面影响，电气化铁路的供电能力需求具有一定的波动性，目前牵引供电系统运行方式仍存在不足。本文主要针对现有的牵引供电方式，通过MATLAB编程，分析其电压水平，电气性能，供电能力的差异，探讨出合理的牵引供电方式。
关键词：牵引供电系统；电气性能；供电方式
1.引言
随着运输需求不断提高，对牵引变电所的供电能力要求不断增加，既有牵引变电所过负荷现象突出，研究具有提高既有线供电能力的新型供电方式，提高系统供电能力，减少过负荷水平和经济运行具有重大意义。
2.牵引供电方式简介
按牵引网设备类型分类，牵引供电方式分为直接供电方式、BT供电方式、AT供电方式等。
（1）直接供电方式
直接供电方式是结构最简单的供电方式。其中，基本型直接供电方式仅由接触网T和钢轨R构成，模型最基本，投资最少，但钢轨电位较高，对通信线的干扰较大。基本型的改进方式是在钢轨R上并联架空回流线N，并联点一般相距5~6km，由此，钢轨电位大幅降低，通过屏蔽作用，降低感应干扰30%左右，有效抑制通信线干扰，且有降低牵引网的阻抗的作用，供电臂延长约30%。
设机车负荷电流为I，则接触网电流tI=I，钢轨电流RI=I，牵引变压器出口馈线电流cI=I。
（2）BT供电方式
BT供电方式根据牵引网结构分为BT-回流线方式与BT-钢轨方式两种。两种方式中，BT（吸流变压器）均串联接入接触网，其间隔约为1.5~4km。其中，BT-回流线方式中的吸流变压器一次线圈接入牵引网，二次线圈接入钢轨；BT-钢轨方式中的溪流变压器一次线圈接入牵引网，二次线圈接入钢轨。此方式使牵引网结构复杂，但钢轨电位低，可以吸回地中电流，有效抑制通信干扰。
可见AT供电系统电压（绝缘）的提升是供电能力的提升，55kVAT系统供电能力是直供系统的2倍。已知线型RIM-100在工作温度为100°C下的载流量为596A，且27.5kVNU=。三种供电方式下供电能力对比曲线如图3-8所示。
由matlab计算可以知道55kVAT的供电能力和直供的供电能力首末端是一致的，且前者的供电能力是后者的两倍。
在其他电气性能指标均能满足要求，只有供电能力不能满足要求时，则可以利用开关切换，切换至供电能力较大的供电方式，考虑经济方面的因素，开关切换时，尽量先在直供方式间切换，直供方式不能满足要求时，再考虑AT供电方式。
3.2、供电能力利用率的比较
（1）在整个供电臂内，AT方式的供电能力利用率始终大于直供。
（2）AT供电方式中，在第一个AT段55kVAT系统的供电能力利用率大于2×27.5kVAT系统，在整个供电臂的其他位置，两者的供电能力利用率相同。
4.结束语
本文在现有的牵引供电系统上，结合电气化铁路的运输需求，通过对各种牵引供电方式牵引网末端电压水平、供电能力的选择与比较，提出了一种新型牵引供电系统，旨在解决新建线路初期运量小，中远期运量大以及过负荷现象严重等问题。
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