高速电气化铁路牵引供电方式探析

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1、高速电气化铁路牵引供电方式探析　　摘要：在高速电气化铁路中牵引供电系统是高速铁路的重要的组成部分，也是高度铁路最为基础的供电设施，不仅担任着高速电气化铁路的安全供电，而且也对高速列车的运行的安全以及稳定性具有重要的作用，为了保证高速电气化铁路牵引供电系统安全、稳定的运行下面主要进行分析如何提高高速电气化铁路牵引供电安全管理。关键词：电气化铁路；牵引供电系统；安全性中图分类号：F407文献标识码：A一、电气化铁路和供电方式1.1牵引系统的供电方式对于各国所发展的高速铁路而言，高铁所涉及的供电牵引系统主要由变电

2、站和接触网两大部分组成。二者协调运作最终保证了牵引供电系统的变电、配电以及送电工作。作为系统中的核心组成部分，牵引变电所的职能是要将国家电网输入的三相高压电转换为能够和电力机车输入端相吻合的电能。在完成上述操作后，变电站还需要将经过转换的电能输入到接触网以便电力机车供电模块调用。在上述功能的实现中，变电站所涉及的电气部件可谓是“五花八门”，“种类繁多”，其中最常见的有变压器、继电器、电能传输母线等。6为了使得高压变电后的电能可以被电力机车供电模块所调用，接触网便成为了连接牵引变电机构和机车供电系统的桥梁。显

3、而易见，接触网的电力负荷直接影响高速机车的运行速度及负载能力。在如此之多的因素共同作用下，铁路线路的可靠性便显得尤为重要。因此在设计接触网的时候，满足电力机车弓网耦合和减小运行中接触网与弓网的机械振动和冲击便成为了主要的设计指导思想。作为变电站与电力机车直接联系的桥梁，接触网的机械组成部分主要包括：接触悬挂、定位装置等。1.2供电电压根据我国电网的设置，我国电气化铁路牵引采用单相50Hz交流制。通过电网输出的110kV或220kV的双电源或双回路为牵引变电站供电。此外，在牵引变电站通过变压器降压等程序分相介

4、入铁路上方的接触网为电力机车提供能源。就一般而言，变电系统为机车母线提供的额定电压为25KV，不难看出，与之配合使用的接触网、动力机车等采用的额定电压也为25KV。然而在我国广泛使用的外部电源等级为110KV。直到哈尔滨至大连的高速铁路建成以后，我国220KV级的铁路线才陆续建成。值得一提的是，我国今年来所新修的线路大多是使用220kV外部供电这一模式来运行的。1.3接触网6所谓接触网是指为动力机车直接提供与之相配套电源等级的动力供电网络。想象的说就是动力机车族在通过受电弓接触电网后获得其运行所需的电能。接

5、触网在电气化铁路中的应用形式有很多，比如直接供电方式、允许回流的直接供电模式等等。以往我国的电气化高速铁路主要是采用BT方式供电，然而随着普通铁路相继采用这一模式后，目前我国主要采用的供电方式转为供电臂较长的AT供电方式。1.4牵引变压器接线方式在我国，主要采用V/V接线法YNd11接线法和SCOTT接线法这几类牵引变电器的接线方法。其中：SCOTT接线和阻抗匹配平衡接线属于平衡变接线。单相变由于接线方法简单、高可靠性、利用率高等优势，往往配合AT供电方式的方案会作为铁路部门的首选。利用这一方式，可以大幅度

6、的增加牵引供电半径且降低了大部分的运行成本与工程造价。然而，对于其他的供电方式来说，采用单相变的供电系统的负序电流概率最大。当两供电臂的电力负荷相等时其不对称系数为1。因此这一类供电方式给电力系统带来的负面影响也最为明显。二、牵引供电系统供电方式的探讨1、常用的牵引供电系统供电方式1.1直接供电方式6直接供电方式是一种最基本最简单最早的供电方式，由于该供电方式具有馈线回路设备简单、投资省、运营维护方便，对简化设备、提高供电可靠性、增强技术指标及使得牵引变电所和牵引网结构简单具有极大的现实意义，因此，在我国电

7、气化铁路干线上得到广泛采用。但是，直接供电方式，对邻近线路的通信干扰严重，钢轨电位比其它供电方式要高。1.2带回流线的直接供电方式为了克服直接供电方式通信干扰严重，在结构上增设了与轨道并联的架空回流线，组成带回流线的直接供电方式。这种供电方式，钢轨对地电位和对通信线路的干扰有所改善，同时，牵引网的阻抗降低，牵引网的电压损失减少，供电距离增长。1.3BT供电方式6在牵引网中，每隔1.5～4km设置一台变比为1：1的吸流变压器，吸流变压器的原边绕组串接在接触网中，次变绕组串接在回流线中，在相邻两吸流变压器之间，

8、用吸上线将回流线与钢轨连接起来，这样，牵引电流通过电力机车后从回流线返回牵引变电所，BT供电方式的电磁兼容性好，很好的解决了电磁干扰问题，它曾在我国电气化工程中被采用。但由于在接触网中串接吸流变压器，受电弓在通过接触网关节时易拉弧，而且，当系统过负载时，BT供电产生的激磁电流会急剧增大，对通信线路造成严重影响，由于吸流变压器的引入，使牵引网阻抗增大，供电臂压降增大，牵引变电所的供电距离缩短，因此BT供电方式在目前