[发明专利]当量吸流变压器供电方式

说明书

本发明涉及一种供电方式，特别是电气化铁道向电力机车供电的方式。

电气化铁道供电系统目前采用一种吸流变压器供电方式，该吸流变压器一次线圈经一组分段绝缘器串联于电气化铁道接触网的高电压电路中，二次线圈接与接触网平行的回流线路，其目的是在回流线中产生一个与接触网中电流方向相反的电流，用于减少对平行于接触网的弱电线路的干扰;其结果却增加阻抗，恶化电压质量，运行中机车受电弓将分段绝缘器短路，烧损受电弓和分段绝缘器，产生电磁干绕，成为一大弊病。

本发明的目的是提供一种当量吸流变压器供电方式，它既有抵抗电磁干扰的能力，接触网又不必分段，根除了电烧损和火花干扰。具有第二组二次线圈，电容器组还能部分地补偿电压损失。

本发明是电气化铁路供电方式的发明。

本发明的目的是这样实现的：图1所示的是当量吸流变压器供电方式的接线图，电力机车（7）及其供电线路接触网（5），架空回流线（4）与接触网（5）平行，其特征是：当量吸流变压器（3）有一组一次线圈二组二次线圈，其一次线圈（3a）串联于牵引变电所馈电线（8），与接触网（5）之间向电气化铁路供电的高压电路中。第一组二次线圈（3b）的一端接地（钢轨）（9），另一端与接触网（5）平行的架空回流线（4）相接，架空回流线（4），有一处或多处经吸上线（6）接地（钢轨）（9）。二次线圈（3b）的极性使架空回流线（4）中的电流与接触网（5）中的电流方向相反。

电力机车（7），由电源（1），经母线（2），当量吸流变压器（3）的一次线圈（3a），接触网（5），取得牵引电流Iq。电力机车（7）的回流Ih经钢轨（9），吸上线（6），经架空回流线（4）接当量吸流变压器（3）的二次线圈（3b），回到钢轨（地）（9），返至电源（1）。

当量吸流变压器的变比为1∶1时，Iq等于Ih，是大小相等，方向相反。假设电力机车位于供电范围的接触网（5）的中部，吸上线（6）也在中部，接触网（5）与架空回流线（4）在空间布置相临近，在AA'-BB'段内，对于平行于接触网的弱电线路的干扰几乎抵消，对于接触网全长而言，则有二分之一长度的电磁干扰得到补偿，从而达到了防干扰的目的。

该当量吸流变压器一次线圈（3a）串联于电气化铁道馈电线的高电压电路中，也增加阻抗，恶化电压质量，为此设置第二组二次线圈（3c），二端接入一组电容器（10），在有牵引电流Iq时，第二组二次线圈（3c）感生电势，产生容性电流，相当于一次线圈串联一组电容器，用以补偿部分电抗;其中含牵引变压器、当量吸流变压器等的感抗;从而达到提高电压水平的目的。电容器的容量根据第二组二次线圈的电压、一次侧电流及匝数、抵消部分电抗的值确定。电容器组要有保护装置。

图2所示的当量吸流变压器供电方式，架空回流线由（4a），（4b），（4c）组成，吸上线由（6a），（6b），（6c）组成;

当电力机车（7a）位于吸上线（6a）与当量吸流变压器（3）之间时，回流Iha的大部分经吸上线（6a），回流线（4a），返回当量吸流变压器（3）的第一组二次线圈（3b），小部分电流经钢轨（地）（9b），（9c），吸上线（6b），（6c），返回当量吸流变压器（3）的第一组二次线圈（3b）。

当电力机车（7b）位于吸上线（6a）与（6b）之间时，回流Ihb分别经钢轨（地）（9b），（9c）吸上线（6a），与（6b），（6c），回流线（4a），（4b），（4c）返回当量吸流变压器（3）的第一组二次线圈（3b），由电力机车的位置确定的各支路电流的量值与回流阻抗成反比例。在架空回流线（4b）中形成电流Iha^＊，Ihb^＊，Ihc^＊，在架空回流线（4c）中形成电流Iha'，Ihb'，Ihc'，在架空回流线（4a）中形成电流Iha，Ihb，Ihc。

且有：Iha＝Iha'+Iha^＊

Ihb＝Ihb'+Ihb^＊

Ihc＝Ihc'+Ihc^＊

同理，当电力机车（7c）位于吸上线（6c）与（6b）之间时，回流Ihc分别经钢轨（地）（9b），（9c）吸上线（6a），（6b），（6c），回流线（4a），（4b），（4c），返回当量吸流变压器（3）的第一组二次线圈（3b）。

吸上线（6a），（6b），（6c）的地理位置，由具体的工程确定，一般应设在列车取流概率大，电流数值大的地方。

在实际工程应用中，吸上线的数量、位置、与运行中的电力机车数量、取流的大小、线路平纵断面有关。