鐵道牽引供電系統(tǒng)綜述

1、高速鐵路引供電系統(tǒng)綜述張臏僑 陳文卿黃福萬(wàn)黃業(yè)帆謝卓林（桂林電子科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院廣西 桂林541004 ）摘 要：探討我國(guó)高速鐵路的牽引供電系統(tǒng)的原理。首先介紹我國(guó)高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的發(fā)展歷 程。然后從供電方式、變壓器、牽引變電所以及保護(hù)裝置4個(gè)方面介紹我國(guó)高速鐵路牽引供電系統(tǒng)現(xiàn)狀，接著介紹國(guó)外高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀并指出可借鑒之處，最后展望我國(guó)高速鐵路牽引 供電系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：中國(guó)高鐵；牽引供電系統(tǒng)；發(fā)展歷程；現(xiàn)狀A(yù)bstract: The principle of traction power supply system of the railway.At first

2、 introducing the traction power supply system development path. And then making an introduction of traction power supply system s advantages and disadvantages from Power supply,transformer,Traction Substation and protective device. Then introducing the current situation of foreign high-speed railway

3、 traction power supply system and pointing out the advantages which we can learn from.The last having a outlook of high-speed railway traction power supply the future direction of the system.Key words: China Railway; traction power supply system; development path; status quo.1引言近年來(lái)，我國(guó)的高速鐵路交通建設(shè)發(fā)展迅猛，取

4、得了一次又一次驕人的成績(jī)。隨著我國(guó)高速鐵 路網(wǎng)的逐漸密集，鐵道交通相對(duì)低廉的價(jià)格，速度的提升以及鐵路硬件設(shè)施的逐漸完善和服務(wù)水平 的逐漸提高，鐵路漸漸成為了我國(guó)人們出行的重要工具之一。鐵道交通快速發(fā)展，給我國(guó)人們的生 產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的便利，從而促進(jìn)了地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，文化的交流與傳播。同時(shí)，作為 列車(chē)運(yùn)行能量來(lái)源的牽引供電系統(tǒng)，成為了行業(yè)研究課題的熱點(diǎn)，并在同相供電、牽引變壓器的研 究中取得豐碩成果。本文將通過(guò)供電方式、變壓器、牽引變電所以及保護(hù)裝置4個(gè)方面介紹我國(guó)高速鐵路的詳細(xì)情況，然后通過(guò)與國(guó)外一些國(guó)家高速鐵路的牽引供電系統(tǒng)做出對(duì)比并指出我國(guó)高速鐵 路牽引系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與不足，最后展望

5、我國(guó)高速鐵路牽引系統(tǒng)的發(fā)展方向。2牽引供電系統(tǒng)發(fā)展歷程牽引供電系統(tǒng)是電力機(jī)車(chē)的能源系統(tǒng)，主要由牽引變電所和牽引網(wǎng)組成。牽引變壓器作為變電 所中的核心元件，其作用是將電力系統(tǒng)提供的電能轉(zhuǎn)換并送至牽引網(wǎng)。同時(shí)，牽引網(wǎng)電壓水平直接 受牽引網(wǎng)供電方式影響。因此，本節(jié)主要從牽引變壓器、牽引網(wǎng)供電方式兩個(gè)方面依次介紹牽引供電系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展歷程?！?】牽引變壓器牽引負(fù)荷為單相負(fù)荷且具有隨機(jī)波動(dòng)的特點(diǎn)，所以對(duì)電力系統(tǒng)而言，牽引負(fù)荷是不對(duì)稱負(fù)荷，其產(chǎn)生的負(fù)序電流將影響電能質(zhì)量。另外，牽引變壓器容量也隨著鐵路運(yùn)量與列車(chē)速度的增長(zhǎng)而不 斷增加。因此，牽引變壓器的技術(shù)發(fā)展過(guò)程是負(fù)序抑制效果逐步提高與變壓器容量不斷增大的

6、過(guò)程。鐵路運(yùn)輸早期，運(yùn)輸量小，速度慢，對(duì)于能量的要求不高，對(duì)于牽引變壓器的容量要求自然不高，用單相牽引變壓器即可滿足容量的要求。同時(shí)，單相牽引變壓器利用率高，造價(jià)低，對(duì)于工程 建設(shè)投資低的優(yōu)點(diǎn)符合當(dāng)時(shí)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平狀況。因此，單相牽引變壓器是早期鐵路供電系統(tǒng)中的 常見(jiàn)變壓器類型。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鐵路運(yùn)輸量逐漸增大，對(duì)列車(chē)速度要求的逐漸提高， 單相變壓器的容量慢慢難以滿足列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的能量需求。為了滿足鐵路對(duì)大容量變壓器的需求，YNd11接線牽引變壓器得到廣泛采用。YNd11接線牽引變壓器容量較大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造工藝成熟，且其次邊仍保持三相，不但能為接觸網(wǎng)供電，同時(shí)也能 為變電所提供三

7、相電源1。文獻(xiàn)口s分析了其運(yùn)行特性。 YNd11接線變壓器雖滿足了對(duì)容量的需求， 但它對(duì)負(fù)序電流卻沒(méi)有抑制效果，影響電網(wǎng)電能質(zhì)量：11：o為了改善Ynd11接線變壓器的負(fù)序問(wèn)題， 我國(guó)1985年在京秦線上采用了 Scott接線牽引變壓 器，此后在大秦線、鄭武線等區(qū)段上也廣泛運(yùn)用。Scott接線變壓器具有較大的容量與優(yōu)良的負(fù)序抑制效果。眾多研究和實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，Scott接線變壓器能很好地抑制負(fù)序電流。但 Scott接線變壓器也具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、占地面積大、工程建設(shè)成本高的缺點(diǎn)。牽引網(wǎng)供電方式111牽引網(wǎng)供電方式技術(shù)發(fā)展過(guò)程是牽引網(wǎng)供電能力不斷增強(qiáng)與其對(duì)通信影響不斷減小的技術(shù)發(fā)展過(guò)程。

8、為此，我國(guó)電氣化鐵路牽引供電方式主要經(jīng)歷了3種供電方式：直接供電方式、吸流變壓器回流線供電方式、帶回流線的直供方式和自耦變壓器供電方式。我國(guó)最初的電氣化鐵路廣泛采用直接供電方式（如圖1所示），由接觸網(wǎng)和軌 一地直接構(gòu)成回路。直接供電方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，適合我國(guó)當(dāng)時(shí)鐵路運(yùn)量小，線路少， 列車(chē)運(yùn)行速度低的基本情況。隨著鐵路運(yùn)輸量日趨增大且逐漸向平原經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和城市延伸，直 供方式暴露了其對(duì)周?chē)ㄐ啪€路電磁干擾大的缺點(diǎn)。隨著鐵路運(yùn)量不斷增大和高速鐵路及重載鐵路 的發(fā)展，同時(shí)具有一定負(fù)序抑制效果及較大容量的V型接線牽引變壓器在新建工程中得以應(yīng)用。與Scott接線變壓器相比， V

9、型接線牽引變壓器具有更高的容量利用率、相對(duì)較低的制造成本、更少的占地面積及工程投資等優(yōu)點(diǎn)，因此，V型接線牽引變壓器在我國(guó)電氣化鐵路廣泛應(yīng)用。隹用在電所圖1直接供電方式簡(jiǎn)圖Fig . 1 Direct feeding system diagram為了減少對(duì)通信的影響，國(guó)內(nèi)部分線路開(kāi)始采用吸流變壓器回流線供電方式，簡(jiǎn)稱 BT供電方式。（如圖2所示）BT供電方式通過(guò)在牽引網(wǎng)上裝設(shè)變比為1： 1的吸流變壓器，使電流通過(guò)回流線流回牽引變電所，從而減少對(duì)周?chē)ㄐ诺挠绊?。但采用BT供電方式，又會(huì)造成牽引網(wǎng)阻抗增大、供電距離縮短、工程造價(jià)高、易造成火花間隙等缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)限制了BT供電方式在我國(guó)的廣泛應(yīng)用。吸

10、流變壓器 啜流r- F27.5 kVT電力極不鋼軾一 T圖2 BT供電方式簡(jiǎn)圖Fig . 2 Boost transformer feeding system diagram考慮到直接供電方式和BT供電方式的缺點(diǎn)，我國(guó)鐵路開(kāi)始廣泛采用帶回流線的直供方式和自耦變壓器供電方式，簡(jiǎn)稱DN供電方式和AT供電方式，它們不僅具有較強(qiáng)的供電能力和較小的牽引網(wǎng)阻抗，而且還能減輕對(duì)周?chē)ㄐ诺挠绊?。并?AT供電方式因?yàn)槠涔╇娔芰?qiáng)、供電距離大，牽引網(wǎng)壓損、能量損失小的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于我國(guó)高速、重載鐵路及客運(yùn)專線。同時(shí)，對(duì)AT供電方式的改進(jìn)產(chǎn)生了全并聯(lián) AT供電方式，電壓損失相對(duì)于普通的AT供電方式更小，具有更強(qiáng)

11、的供電能力。2.3本章小結(jié)本章首先根據(jù)電力機(jī)車(chē)能源系統(tǒng)的主要組成成分為牽引變電所和牽引網(wǎng)絡(luò)，而牽引變壓器作為 牽引變電所的核心元件，供電方式直接影響牽引網(wǎng)的供電電壓水平，因此本章主要以牽引變壓器和 供電方式的逐漸完善的過(guò)程來(lái)闡述高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的歷史發(fā)展進(jìn)程。變壓器作為電力系統(tǒng)的 主要諧波來(lái)源及其接線問(wèn)題產(chǎn)生的負(fù)序電流造成的負(fù)序作用極大地影響著電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量。供 電方式的不恰當(dāng)會(huì)對(duì)鐵路周?chē)耐ㄐ啪€路產(chǎn)生電磁干擾，而良好的供電方式不但會(huì)降低對(duì)周?chē)ㄐ?線路的電磁干擾，還具有抑制變壓器負(fù)序效果的能力。本章圍繞上述指標(biāo)來(lái)展開(kāi)對(duì)牽引變壓器和供 電方式的逐步完善的歷程。3牽引供電系統(tǒng)簡(jiǎn)介牽引供電

12、系統(tǒng)主要由牽引變電所和牽引網(wǎng)組成，其中牽引變電所關(guān)心的是牽引變壓器類型和牽 引變電所接線方式的選擇，牽引網(wǎng)的電壓水平受供電方式影響。同時(shí)，牽引供電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行依 賴于電氣保護(hù)配置。因此，本節(jié)分別從高速鐵路的供電方式、牽引變壓器、牽引變電所接線、保護(hù) 配置這4個(gè)方面介紹牽引供電系統(tǒng)。111供電方式全并AT供電系統(tǒng)（如圖3所示）廣泛應(yīng)用于高速鐵路中，全并聯(lián)AT網(wǎng)是在復(fù)線AT網(wǎng)的基礎(chǔ)上將上、下行線路在 AT處通過(guò)橫連線進(jìn)行并聯(lián)連接，上下行共用自耦變壓器。即在原有AT供電方式中，將所有AT所處的上下行接觸網(wǎng)、正饋線和鋼軌并聯(lián)連接，并在變電所出口處，上下行線路采 用同一饋線供電。圖3全并聯(lián)AT供電系統(tǒng)

13、示意圖Fig. 3 Schematic diagram of all parallel ATpowersupply system圖1為全并聯(lián)AT供電系統(tǒng)的電流分布特性，沿線上的AT將經(jīng)過(guò)鋼軌的電流平均分為四部分到上下行正饋線和接觸網(wǎng)。正饋線和接觸網(wǎng)在電氣上具有較強(qiáng)的對(duì)稱性，因此上行線路和下行線路的 電流分布也較為相似。全并聯(lián) AT供電系統(tǒng)的電流分布可以進(jìn)一步降低線路中的電流、電壓損失和通信線路的電磁干擾。其供電性能優(yōu)于單線AT供電系統(tǒng)和復(fù)線 AT供電系統(tǒng)，提高了牽引網(wǎng)的傳輸線路長(zhǎng)度，可以減少線路中的牽引變電所的數(shù)量。因此，全并聯(lián)AT供電方式廣泛應(yīng)用于中國(guó)高速鐵路。牽引變壓器111我國(guó)在建和擬建

14、的高速鐵路牽引供電系統(tǒng)普遍采用大容量V/x接線牽引變壓器。V/x接線牽引變壓器接線方式（如圖 4所示），由2臺(tái)單相變壓器組合構(gòu)成，變壓器牽引側(cè)一端與接觸網(wǎng)相接，另一端與負(fù)饋線相接，中間抽頭與鋼軌相接。V/x接線牽引變壓器能夠提供一個(gè)接地中性點(diǎn)，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，投資較少，容量利用率高，且對(duì)負(fù)序電流的抑制效率與V/v接線相當(dāng)，適用于AT供電系統(tǒng)。圖4 V/x接線牽引變壓器Fig . 4 V /x traction transformer3.3牽引變電所111我國(guó)高速鐵路供電方式采用大容量V/x牽引變電所與 AT供電方式14（如圖5所示）。正常運(yùn)行時(shí)，電力系統(tǒng)兩路220 kV進(jìn)線提供電能，互為熱備用。牽

15、引變電所內(nèi)采用 2臺(tái)220/2 X 27 . 5 kV牽引變壓器，互為備用。r圖5高速鐵路牽引變電所接線示意圖Fig.5 Wiring diagram of high speed railway tractionSubstation3.4自動(dòng)保護(hù)裝置111合理的繼電保護(hù)配置是鐵路牽引供電系統(tǒng)安全和穩(wěn)定運(yùn)行的保證。高鐵的牽引變電所內(nèi)設(shè)置了相同類型的繼電保護(hù)，只是保護(hù)整定值由于牽引網(wǎng)阻抗、機(jī)車(chē)密度等因素不同而不同。保護(hù)的具體配置與電氣化鐵道所采用供電方式、電氣設(shè)備、工作環(huán)境相關(guān)，所以保護(hù)種類眾多，本節(jié)不一一羅列。牽引供電系統(tǒng)與配電網(wǎng)的主要區(qū)別在于其單相供電性與負(fù)荷波動(dòng)性，這主要反映在饋線與變壓器之

16、上。因此，本節(jié)主要介紹電氣化保護(hù)中的饋線保護(hù)與變壓器保護(hù)。(1)饋線保護(hù)鐵路牽引供電系統(tǒng)各個(gè)部分的饋線保護(hù)配置(如表1所示)。廝利保護(hù)配置阻抗保護(hù)卓見(jiàn)引烹電所戴壓后動(dòng)過(guò)沆促護(hù)電流埔保護(hù)困執(zhí)區(qū)護(hù)帆樂(lè)啟動(dòng)id第傀加肛聞設(shè)計(jì) 直,保護(hù) 心所笑片保護(hù)表1鐵路牽引供電系統(tǒng)饋線保護(hù)配置Table 1 Protection relay of railway traction power system牽引變電所饋線設(shè)置雙重主保護(hù)，即阻抗保護(hù)和低壓?jiǎn)?dòng)過(guò)流保護(hù)；設(shè)置電流增量保護(hù)為其近后備保護(hù)。同時(shí)，饋線的阻抗保護(hù)又是越區(qū)供電時(shí)分區(qū)所至相鄰變電所之間接觸網(wǎng)的遠(yuǎn)后備保護(hù)。AT分區(qū)所設(shè)置失壓保護(hù)的作用是在故障發(fā)生時(shí)解

17、除接觸網(wǎng)饋線與AT分區(qū)所的電氣連接。但是當(dāng)相鄰變電所故障時(shí)，即在越區(qū)供電下，須在分區(qū)所設(shè)置I段阻抗保護(hù)、低壓?jiǎn)?dòng)過(guò)流保護(hù)作為越 區(qū)供電線路的主保護(hù)，電流增量保護(hù)為其后備保護(hù)。AT所設(shè)置失壓保護(hù)的作用是在故障發(fā)生時(shí)解除接觸網(wǎng)饋線與AT所的電氣連接。(2)變壓器保護(hù)牽引變壓器：設(shè)置差動(dòng)保護(hù)作為牽引變壓器的主保護(hù)，以應(yīng)對(duì)牽引變壓器內(nèi)部繞組相間短路和單相嚴(yán)重匝間短路等內(nèi)部故障。同時(shí)，在變壓器一、二次側(cè)設(shè)置低壓?jiǎn)?dòng)過(guò)流保護(hù)作為變壓器的近后備保護(hù)，其中二次側(cè)的低壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)是27. 5 kV 母線的主保護(hù)，同時(shí)也是饋線保護(hù)的遠(yuǎn)后備保護(hù)。牽引變壓器還設(shè)置了非電量保護(hù)，如瓦斯保護(hù)、溫度保護(hù)。此外，在一次側(cè)

18、進(jìn)線還設(shè) 置失壓保護(hù)，以應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)向牽引變電所兩路進(jìn)線電源出現(xiàn)故障。自耦變壓器：設(shè)置差動(dòng)保護(hù)為自耦變壓器主保護(hù)，設(shè)置低壓?jiǎn)?dòng)過(guò)流保護(hù)為后備保護(hù)。同時(shí)，自耦變壓器還設(shè)置了瓦斯保護(hù)、溫度保護(hù)等非電量保護(hù)。此外，自耦變壓器設(shè)置碰殼保護(hù)，以應(yīng)對(duì)變壓器高壓套管絕緣損壞以及引出線碰到變壓器外殼上所造成的單相接地故障。3.5本章小結(jié)本章通過(guò)供電方式、牽引變壓器、牽引變電所、自動(dòng)保護(hù)裝置對(duì)我國(guó)鐵道牽引供電系統(tǒng)進(jìn)行了較為詳細(xì)的闡述。從高速鐵路的發(fā)展歷程中積累經(jīng)驗(yàn)，目前我國(guó)高鐵的主要供電方式為全并聯(lián)AT供電；牽引變壓器廣泛使用V/X接線變壓器；牽引變電所采用220KV兩路進(jìn)線互為熱備用，兩臺(tái)牽引變壓器互為備用，

19、可靠性高；牽引供電系統(tǒng)的自動(dòng)保護(hù)裝載與配電網(wǎng)的不同之處主要在饋線與變壓器的保護(hù)上是，故本章主要介紹了饋線與變壓器的保護(hù)配置。饋線采用雙重主保護(hù)變壓器主要采用差動(dòng)保護(hù)。4國(guó)外牽引供電系統(tǒng)德國(guó)34】絕大多數(shù)國(guó)家的電氣化鐵路均取電于公用電網(wǎng)，電氣化鐵路用電都存在電能質(zhì)量問(wèn)題而受到電力系統(tǒng)的限制。由于歷史的原因，德國(guó)高速鐵路采用15kV、16 2/3Hz供電，鐵路有自營(yíng)的專用單相15kV、16 2/3Hz的發(fā)電廠，給牽引變電所供電，也有部分采用公共電力系統(tǒng)，經(jīng)電氣化鐵路的變頻 站供給牽引網(wǎng)。漢諾威維爾茨堡高速線由個(gè)既有線和個(gè)新建的牽引變電所供；電曼海姆斯圖加特高速線由2個(gè)既有和3個(gè)新建牽引變電所供電。

20、在新建和既有線的聯(lián)結(jié)處，設(shè)有分區(qū)亭。為高速線供電的既有線牽引供電設(shè)備都根據(jù)負(fù)荷的增加和短路功率的提高進(jìn)行了加強(qiáng)和現(xiàn)代化的改造。高速線上的新建牽引變電所和配電所都是統(tǒng)一規(guī)格的。每個(gè)牽引變電所都裝有 2臺(tái)15MVA的變壓器，實(shí)行雙邊供電，變電所間距約為 30km。德國(guó)牽引供電系統(tǒng)的模式雖然使用范圍有限，但在技術(shù)上不失為一種“理想牽引供電系統(tǒng)”，值得借鑒并加以發(fā)展，可作為我國(guó)的遠(yuǎn)期規(guī)劃而加以研究。/ c LT* 5,6日本日本年?yáng)|海道新干線開(kāi)通時(shí)，采用BT供電方式，變電所間隔 20km左右，最大供電電流 1000A。但BT供電方式存在很多問(wèn)題，如在通過(guò)接觸網(wǎng)電分段時(shí)產(chǎn)生很大的電弧，極易燒壞滑板及接觸

21、導(dǎo)線，加之牽引網(wǎng)單位阻抗很大，在大負(fù)荷情況下磨損很大，牽引網(wǎng)電能損失很大。1972年山陽(yáng)新干線正式采用日本鐵道研究所開(kāi)發(fā)的AT供電方式，在這之后的其他新干線均采用AT供電方式，變電所間距約60km左右，最大供電電流 20003000A。無(wú)功、負(fù)序、諧波的存在是從三相電力系統(tǒng)取電的電氣 化鐵路單相交一一直系統(tǒng)所固有的三大技術(shù)問(wèn)題。日本的研究和應(yīng)用較為全面，如可調(diào)無(wú)功補(bǔ)償及 濾波，三相一一單相稱變換系統(tǒng)。2002年還投運(yùn)了基于現(xiàn)代電力電子技術(shù)的電壓波動(dòng)補(bǔ)償裝置(Railway Static Power Conditioner ,簡(jiǎn)記 RPC。此外，在高速鐵路的運(yùn)營(yíng)和管理方面，日本新 干線也走在了世

22、界的前列，成功經(jīng)驗(yàn)值得我國(guó)學(xué)習(xí)和借鑒。法國(guó)7法國(guó)TGVW速鐵路在東南線第一次采用AT供電方式，運(yùn)行速度為270km/h ,而后大西洋高速線、北方高速線等高速鐵路均采用AT供電方式，運(yùn)行速度均為300km/h。AT變電所間平均距離為 90km左右，AT主變壓器二次側(cè)繞組中點(diǎn)引出并接地(鋼軌)，這樣可不必在變電所饋線上安裝AT,簡(jiǎn)化了變電所的接線。為了限制電鐵對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)序影響，法國(guó)采取了如下措施：(1)牽引變電所由225kV供電，以確保變電所與系統(tǒng)聯(lián)點(diǎn)有足夠的短路容量；(2)所有牽引變電所通過(guò)相序輪換接入電力系統(tǒng)；(3)在電力系統(tǒng)薄弱、大密度行車(chē)時(shí)，單相負(fù)荷對(duì)系統(tǒng)影響可能超標(biāo)的牽引變電所，變電

23、所按可以單相與 V接相互轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)；(4)電網(wǎng)短路容量不足的地區(qū)，牽引變電所設(shè)置補(bǔ)償裝置。法國(guó)高鐵牽引供電系統(tǒng)的特點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化、投資費(fèi)用較低，我國(guó)京津城際客運(yùn)專線就借鑒了法國(guó)模式，實(shí)現(xiàn)了最高運(yùn)行速度350km/h。4.4西班牙8西班牙電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中力求盡量簡(jiǎn)單，牽引變電所的高壓輸電線路較短，除必 要的預(yù)留外，變電所的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化， 接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)也采取輕量化，最終確定了帶回流線的直接供電方式，主變壓器采用單相接線，因?yàn)檠鼐€有較密集的國(guó)家高壓電網(wǎng)，這就為直接供電方式提供了很好的外 部電源條件。馬德里-塞維利亞高速鐵路采用了Re250型接觸網(wǎng)，通過(guò)車(chē)站和變電所附近的隔離開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)并聯(lián)供電。由于上

24、下行負(fù)荷隨坡度和加減速度頻度的不同而有很大差別，并聯(lián)運(yùn)行不僅使?fàn)?引網(wǎng)電能損耗和壓降達(dá)到最小，并能充分利用接觸網(wǎng)的熱容量。由于西班牙AVE型列車(chē)采用了交一直一交傳動(dòng)方式，采用0.98的平均功率因數(shù)可得出28km的最大供電臂長(zhǎng)度。由于牽引變壓器采用單相接線，必然會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成一定的不平衡影響。西班牙規(guī)定電壓不平衡度長(zhǎng)期不大于1.5%,短時(shí)不超過(guò)2%4.5韓國(guó)【9】300公里/韓國(guó)京釜高速鐵路全長(zhǎng) 412km,設(shè)計(jì)最高速度為 350公里/小時(shí)，運(yùn)營(yíng)的最高速度為小時(shí)。牽引供電系統(tǒng)采用AT供電方式，設(shè)有牽引變電所、自藕所、開(kāi)閉所和分區(qū)所，各所均與電力配電所合建，不設(shè)獨(dú)立的所用變壓器。全線共設(shè)有9個(gè)牽

25、引變電所，牽引變電所、分區(qū)所、AT所均設(shè)AT, AT變間距810ks變電所實(shí)行牽引供電與電力供電合建形式，設(shè)三繞組變壓器，變壓器安裝 容量為2x(120+4)MVA,近期單臺(tái)運(yùn)行，100%&用，在相鄰所故障解列情況下，可實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)主變壓器 的并聯(lián)運(yùn)行。牽引變電所預(yù)留位置，遠(yuǎn)期可增設(shè)第三臺(tái)主變壓器。牽引變電所采用154KV兩路電源進(jìn)線，牽引變壓器容量為120MVA Scott。接線，高壓進(jìn)線及饋線側(cè)154kV和55kV開(kāi)關(guān)設(shè)備均采用室外高壓組合電器(GIS)設(shè)備，采用無(wú)人值班方式。4.6本章小結(jié)本章介紹了國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家的牽引供電方式，并總結(jié)了一些值得我國(guó)借鑒之處。德國(guó)高速線 牽引變電所與配電所規(guī)

26、格一致，兩臺(tái)變壓器雙邊供電，值得作為我國(guó)遠(yuǎn)期規(guī)劃的研究方向；日本采 用的AT供電方式具有一定的局限性，但其對(duì)于高速鐵路的運(yùn)營(yíng)管理方式值得學(xué)習(xí)；法國(guó)采用高電壓 供電并通過(guò)變電所相序輪換接入系統(tǒng)等方式來(lái)抑制負(fù)序影響，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，投資低；西班牙牽引供電 系統(tǒng)較為簡(jiǎn)答，密集的國(guó)家電網(wǎng)線為其直接供電方式帶來(lái)方便；韓國(guó)牽引變電所采用無(wú)人值班模式 是未來(lái)我國(guó)研究的重要方向。5總結(jié)與展望5.1總結(jié)鐵路運(yùn)輸量與列車(chē)運(yùn)行速度的不斷上升，線路建設(shè)逐步延生至中小城市，對(duì)鐵路牽引供電系統(tǒng)也提出更高要求。如何讓鐵路牽引供電系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)更高的要求已經(jīng)成為了研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。研究的方向涉及很多方面，比如：耐磨性能更強(qiáng)，導(dǎo)電能力更

27、好的接觸線和受電弓材料，減少受電弓的 頻繁的更換；變電所接線更為簡(jiǎn)單，使用變壓器臺(tái)數(shù)更少，電分段、電分相更少的供電方式；同相 供電系統(tǒng)中的無(wú)緣對(duì)稱補(bǔ)償技術(shù)和基于有源濾波器的平衡變換技術(shù)。4.2 展望目前，全球許多國(guó)家都在研究開(kāi)發(fā)無(wú)線電力傳輸技術(shù)，探索無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)在不同領(lǐng)域的應(yīng) 用，致力于將其實(shí)用化?！睙o(wú)線電力傳輸技術(shù)作為新興的科技產(chǎn)物，慢慢地融入了人類生產(chǎn)生活的 各個(gè)領(lǐng)域。在鐵道牽引供電系統(tǒng)中，無(wú)線電力傳輸技術(shù)具有很有的潛力。其物理結(jié)構(gòu)的非接觸性可 以讓高鐵牽引供電系統(tǒng)的很多問(wèn)題迎刃而解，如：接觸線與受電弓的接觸問(wèn)題，由摩擦帶來(lái)的損耗 問(wèn)題，受電弓經(jīng)常更換的成本問(wèn)題等等。因此，無(wú)線電力傳輸技術(shù)是很有前景的新技術(shù)，將會(huì)給高速鐵路牽引供電技術(shù)帶來(lái)一次全新的開(kāi)始。參考文獻(xiàn)：1何洋陽(yáng).軌道交通牽引供電系統(tǒng)綜述A2016年2月第13卷第二期.鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào).2錢(qián)清泉.中國(guó)高速鐵路牽引供電關(guān)鍵技術(shù)A2015年第17卷第4期.