高速铁路并联at牵引网供电特性研究

《高速铁路并联at牵引网供电特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、高速铁路并联AT牵引网供电特性研究1绪论1.1论文研究的背景和意义为了满足重载或者高速运行，世界上所有国家都采用电力牵引，随着急剧增长的运输任务的需要，电气化铁路的建设速度不断加快。保证高速铁路安全、可靠运行是建设的首要目标，而牵引供电系统是高速铁路的重要组成部分，是保证列车运行高速、安全、可靠的关键系统之一。与普速铁路相比，高速铁路牵引负荷大、行车密度高、可靠性要求严，因此为保证时速350km/h及以上高速铁路牵引供电系统安全、可靠、高效运行，必须对高速铁路牵引供电系统的一系列关键技术和关键设

2、备进行深入研究。全并联AT供电方式供电功率大、供电区段长、可靠性更高，满足高速铁路列车运行速度高、行车密度大，要求列车牵引功率大等要求。全并联AT供电方式是在AT供电方式的基础上发展而来的，其基本原理与AT供电方式相同，不同的是其上、下行牵引网在每个AT处都进行一次横向电联接（在工程的实际应用中，保护地线和钢轨间在每一区段有多处的横向电连接），将上下行行牵引网并联起来，从而减小牵引网单位长度阻抗，减少电压损失和增强供电能力，改善供电质量。由于牵引网本身结构比较复杂，包括承力索、接触线、加强线等线

3、路，全并联AT供电方式的牵引网电气连接更加复杂，还包括正馈线、保护线、综合地线等其他联接线，所以牵引电流流通路径更多。由于我国工艺水平、管理水平等方面的原因，牵引网故障率较高，对于客运专线更加缺乏设计管理经验。因此，研究全并联AT牵引供电系统的电气特性可以对系统运行的原理及规律有进一步认识，有利于提高我国高速铁路牵引供电系统设计和运营管理水平。特别是对于实际运行中发生的问题，比如牵引网故障，根据全并联AT牵引网的电气特性可以快速有效查找其故障原因，分析其规律进而提高运行的安全稳定程度。为了分析全

4、并联AT牵引网供电特性，本文重点分析了不同方式下电流流通路径及分布，并对其进行了仿真验证。通过仿真，可对高速铁路供电方案进行比较选取、牵引网材料选取及电气参数计算、优化设计方案。在此背景下，本文对高速铁路全并联AT供电方式进行分析研究。1.2国内外研齊现状自从上世纪50年代末60年代初幵始，在工业发达的国家里，就大力发展电力牵引和积极修建高速铁路。如日本东京至新大阪的东海道新干线，新大阪至博多的山阳新干线，法国巴黎至里昂的东南和巴黎至勒芒/图尔的大西洋高速线，联邦德国汉诺威至维尔茨堡和曼海姆至斯

5、图加特的高速线，意大利罗马至佛罗伦萨的高速干线，以及美国华盛顿经纽约至波士顿的东北走廓和英国伦敦经当卡斯特至爱丁堡的东海岸高速干线等，都是世界上很有名的高速电气化铁路。现在，高速电气化铁路的修建已进入普遍发展的新时期，高速电气化铁路已成为国家社会经济发展水平和铁路现代化的主要标志之一，最具有代表性的是日本、法国和德国高速铁路的牵引供电系统，而牵引供电系统本身也经历了一个不断向前发展的过程。日本第一条新干线是1964年开始运营的东海道新干线，为避免通信干扰，采用的是BT供电方式。由于新干线车辆的负

6、荷电流很大，车辆通过吸流分段时会产生过电流，影响运行安全。为了解决这一问题，就要在BT分段绝缘处，加上并联电阻器，这样就使吸流分段处的线路结构复杂了，给维修带来了麻烦。经过20年运行后，在更新老化的变电所设备时，为了改善BT分段的维修，提高安全性，决定将东海道新干线的供电方式由BT方式改为AT方式。1986年开始从大阪开始进行工程改造，1990年5月随着静闰地区的新菊川变电所改造完成，标志着整个改造工程的结束,线路改换成了AT供电方式，自此以后AT供电方式逐渐发展起来。1972年开业的山阳新千线

7、采用的是AT供电方式，相比以往不需要分段，这使得接触网悬挂简单化了，并且变电所送出60kV电压(接触导线与钢轨间为30kV)，使变电所间距比东海道新干线的变电所间距增大了1.5倍，降低了变电所的造价。东北，上越新干线的供电系统也是采用AT供电方式，除频率为50Hz外，其它方面与山阳新干线相似。新干线变电所的负荷电流大，所以上变压器的容量也大，AT供电方式的变压器容量为150-200MVA,因此都是由超高压电网受电。新干线主变压器采用伍德桥接线，其原因是，即使变压器一次绕组中性点直接接地，不平衡负

8、荷加在变压器的二次绕组上，零序电流仍然不通，由于变压器中点接地，可以经济地设计绝缘。2高速铁路牵引供电系统2.1高速铁路牵引供电系统的构成高速铁路的牵引供电系统主要包括牵引供电和接触网两大部分，其任务是保证质量良好并不间断地向机车供电。电力牵引供电系统从电力系统接受电能，通过牵引变压器降压变换，向电力机车供电。牵引供电回路是由牵引变电所、馈电线、接触网、电力机车、钢轨、地或回流线构成。另外根据供电具体需要还设有分区亭、开闭所、自稱变压器站等[4]。牵引供电系统的发展方向主要包括向电力机车的供电方