Re: [問題] 高鐵有沒有供電中性區間

[cassine (RJBB關西國際空港)]

※ 引述《hoder (薛丁格的貓會科科)》之銘言：
: 第 609篇 推 fabg
: 作者  fabg (晴空飛翔向日葵)                                    看板  Railway
: 標題  Re: 高鐵有中性區間嗎？
: 時間  Thu Jan  4 17:57:30 2007
: 我剛剛查了一下日本新幹線現有的系統，台灣也是一樣的設計方式.....
: 不過小弟不是學電的.....若有錯誤還請大家多包含.....
: 高速鐵路採用的是AT饋電的方式（中文翻譯叫做「自耦變壓器」），
: 和台鐵用的BT饋電方式不太一樣，
: 如果使用BT饋電，需要有中性區間，因此中性區間就要採取惰走的方式....
: 但AT饋電把原有的中性區間變成中性點，
: 變壓器中性點把饋電線和軌道相連接.....
: 因此列車不用惰走就可以更換兩變電站之電相..
: （看不懂對吧....其實小弟也是一知半解..XD）
: 總之.....AT饋電的好處就是不用像是BT饋電一樣，
: 需要有中性區間並把電切斷，這樣可以增加列車加速的效率.....
: 以下補充台灣高鐵各變電站的資料....

以上是錯誤認知，高鐵也是有中性區間的，只不過列車設計較為先進，並不會特
別需要駕駛員去切掉電門，軌道上面也沒有「預、切、復」這種號誌。（在時速
三百公里的情況下，大概也看不到）高鐵列車的動力系統會接收號誌系統傳過來
的信號，接近中性區間時，會暫時切斷動力輸出，通過後再恢復。台鐵較為新式
的列車也是如此設計。

這裡不討論直流供電系統。單相交流供電系統主要有三種類型：直接饋電、BT饋
電、AT饋電。三種饋電方式都要有中性區間將不同變電區間的電力信號做隔離的
動作。

一、直接饋電(Direct Feeding)：

　　直接饋電的作法非常簡單，電力經由架空輸電線路，經由列車集電弓流入列
　車動力系統，再經由鐵軌接地，流回變電站。這種系統架構非常簡單，但由於
  地球本身能夠近似成為一個超級大電容，等效電路只有一條交流輸電線路，輸
  電線路的信號將干擾鐵路附近的通信系統，當然包括鐵道通信系統，此為直接
  饋電之最主要缺點。

二、BT饋電(Booster Transformer Feeding)：

　　BT饋電改良自直接饋電，由於直接饋電的等效電路只有一條輸電線，因此若
  能將列車流出的電流不經由鐵軌，而是經由線路返回變電所，且使該條線路之
  電流相位與架空線路相反，則兩條輸電線產生之電場和磁場可以相消，大幅減
  低對鄰近地區通信系統的干擾。

    BT饋電之架空線路每隔一段距離會串連增壓變壓器(Booster Transformer)
  的一次側，而鐵軌則每隔一段距離與增壓變壓器之二次側串連，二次側與一次
  側之線圈匝數相同，但是纏繞方向相反，依照安培右手定則，電流流向會相反
  。如此當電流通過一次側時，會在二次側產生相等大小、方向相反之感應電動
  勢，該電動勢會將鐵軌上的電流汲取進入線路中。因此BT饋電在大部分區間可
  以近似成為有兩條相反信號之輸電線路。

  BT饋電示意圖：
  http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ja/b/bb/BT-Feeding.png

三、AT饋電(Auto-Transformer Feeding)

　　AT饋電系統改良自BT饋電系統。BT饋電系統的缺點在於輸電系統中電流分佈
  會隨列車位置而改變，有些地方甚至只能維持直接饋電的供電形式，仍然造成
  電磁干擾，其牽引網阻抗對列車與變電所距離的變化也較為劇烈。

　　假設採用25kV、60Hz之列車輸電系統，則AT饋電實際上由變電所輸出之電源
  大小為50kV、60Hz，恰好為兩倍。鐵道沿線每隔一段距離有一自耦變壓器，其
  一次側兩端與該50kV之信號相連，一次側線圈之中點（線圈匝數為總匝數一半
  處）則為中性點，與鐵軌相連（接地），因此對於列車而言，架空輸電線路與
  軌道之壓差仍為25kV、60Hz，與BT饋電時無異。同時由於明顯有兩條輸電線路
  ，其信號大小相同，相位相反，因此仍然具有BT饋電減低電磁干擾的優勢。而
  列車牽引網阻抗對列車與變電所距離的變化則較BT饋電系統平順。

　　另外，由於輸送電壓為兩倍，電能消耗減少，電力因此可以送得更遠，因此
  變電站之間的距離也可以拉遠，減少變電站的數目，降低設置成本。

  AT饋電示意圖：
  http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ja/2/2e/AT_Feeding.png

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※ 編輯: cassine         來自: 140.112.21.80        (06/06 16:03)
推 cgy:真專業,不過還是稍微有點看不懂...xd
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推 djien:太專業,看不懂 XD
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