高速铁路电力供电系统的研究

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1、高速铁路电力供电系统的研究高速铁路电力供电系统的研究　　　摘要：高速铁路作为快捷舒适、超大运量、低碳环保的运输方式已经成为世界铁路发展的重要趋势，是解决客运供需矛盾的重要手段之一。随着京广高铁的投入运营，我国的高铁建设获得了跨越式的发展，为经济社会的发展注入了强大的运输动力。而电力供电系统是高铁的核心组成部分，其为列车提供信号和通信供电，重要性不言而喻。本文首先对高铁电力供电系统进行了概述，然后分析了其系统组成和供电原则，重点介绍了电力远动控制系统的相关要点，最后对应急电源的选择进行了说明。　　高速铁路电力供电系统为除列车牵引供电以外的所有铁路设施供电，包括铁路沿线信

2、号电源、通信电源等一级负荷和动力照明等二、三级负荷的供电任务。　　铁路供配电系统是从地方变电站接引两路10kV(35kV)电源，通过铁路变配电所向铁路车站、区间负荷供电，铁路变配电所的间距40—60km，个别区段长达80—90km。高速铁路区间每隔3km左右有一处负荷点，负荷类型为通信、信号、防灾设备等一级负荷及区间摄像机等二级负荷。从变配电所馈出2条l0kV电力线路，沿铁路敷设向其供电，该电力线路被称为贯通线，一条称一级负荷贯通线，另一条称综合负荷贯通线，贯通线两端的铁路变配电所通过贯通馈线高压开关柜内电压互感器与断路器联锁均能为其供电。　　(一)系统组成　　高速铁

3、路电力系统由铁路沿线变配电所、10KV贯通电力线路、低压配电系统及箱式变、室外照明、动力配线、机电设备监控系统、消防自动报警系统、防雷接地等配套电力设施组成。　　(二)供电原则　　1、电力供电系统必须满足客运专线安全、可靠供电的要求，并满足免维护、少维修、10kV及以上变配电所无人值守的原则要求。　　2、为保证各用电设备的可靠安全用电，电力供电系统应保证各级供配电系统的相互匹配，除发生大面积自然灾害(如地震、战争、电网崩溃等)或故意损坏外，其可靠性满足每天24h的运输需要(含“维修天窗”时间)。　　3、电力供电系统的主要设备标准为模数化、标准化、免维护、少维修。　　4

4、、电力供电系统与铁路行车和运输安全密切相关，所有客运专线各个等级负荷的电源均自电力供电系统接引。　　5、与行车相关的一级负荷或重要负荷至少从供电网络接取2路独立电源。　　(一)系统介绍　　高速铁路10kV电力远动系统是利用计算机、网络和通信技术，结合铁路电力系统的实际，对铁路沿线10kV配电所、车站10/变电所及贯通电力线路实现综合自动化监控的系统。该系统能够对高、低电压、电流、有功功率、无功功率及功率因数等参数进行实时监测，实现电力网络运行状况的动态显示和远程控制，对线路故障性质可以进行自动判断、切除等功能。电力远动系统结构见下图。　　(二)调度主站硬件系统　　电力

5、远动调度主站完成调度员人机交互功能，它为调度员执行运行操作提供了所有入口：显示各种监控画面、变配电所接线图、系统配置斟、实时数据和信息、生产报表管理、告警信息、各种曲线，并具有历史数据查询功能;变配电所监控和管理、通信信号电源监控、贯通线分段开关监控等，也是通过工作站的人机交互完成。　　电力调度主站采用客户/服务器访问方式，能有效地使用网络和各单元的CPU资源，防止功能分布不当而引起通信的“瓶颈”效应。系统采用平衔式双以太网结构，正常情况下双网同时工作，自动动态平衡双网负荷。当某一网络故障时，非故障网络能自动接管系统中所有网络负荷，确保系统正常运行，并实现单网故障情况

6、下系统数据不丢失。　　(三)通信系统　　通信系统是电力远动系统的基础，也是电力远动系统的关键组成部分，高速铁路和常速铁路通信网使用光同步数字传输网(SDH)，电力远动系统通道采用基于SDH的数字通道，根据接入SDH传输网的不同方式，电力远动的通道应用有四种模式。　　1、基于低速异步数字接口的通信　　SDH网的接入设备能够提供低速同步/异步信号的插板称为数字接口板(DIB)，DIB接入网提供小于64Kbit/s的同步/异步子速率数据，可以直接用作电力远动系统的通信通道。　　该接入网方案实质上是数字专线的通信方式，具有可靠性高、效率高的优点，缺点是需要运营商提供DIB接口

7、板，传输速率低，当采用Rs-232接口时只能实现点对点通信，当采用Rs-485接口时，可以实现类似Rs-485总线的通信效果。现在铁路电力远动基本不采用该方案。　　2、基于IP的数字专线　　接入网采用网桥方案，即在SDH设备外置IP转换器，采用通用网桥/PPP/，连续虚级联技术，占用n×64K/E1专用电路，实现数字业务的接口转换和点对点透传功能，这一方案兼容各种SDH设备，具有专用带宽、天然隔离，但只能用于点对点传输。　　3、基于路由器方式　　该方案采用路由器，能提供各节点之间的包交换能力，实现任意点之间的数据交换，网络侧接入能力和扩展能力都得到显