第二章高速铁路牵引供电系统
第一节电气化铁路的组成
由于电力机车本身不带原动机，需要靠外部电力系统经过牵引供电装置供给其电能，故电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统组成的。
牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两部分组成，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的三大元件。
一、电力机车
（一）工作原理
电力机车靠其顶部升起的受电弓和接触网接触获取电能。电力机车顶部都有受电弓，由司机控制其升降。受电弓升起时，紧贴接触网线摩擦滑行，将电能引入机车，经机车主断路器到机车主变压器，主变压器降压后，经供电装置供给牵引电动机，牵引电动机通过传动机构使电力机车运行。
（二）组成部分
电力机车由机械部分(包括车体和转向架)、电气部分和空气管路系统构成。
车体是电力机车的骨架，是由钢板和压型梁组焊成的复杂的空间结构，电力机车大部分机械及电气设备都安装在车体内，它也是机车乘务员的工作场所。
转向架是由牵引电机把电能转变成机械能，便电力机车沿轨道走行的机械装置。它的上部支持着车体，它的下部轮对与铁路轨道接触。
电气部分包括机车主电路、辅助电路和控制电路形成的全部电气设备，在机车上占的比重最大，除安装在转向架中的牵引电机之外，其余均安装在车顶、车内、车下和司机室内。
空气管路系统主要执行机车空气制动功能，由空气压缩机、气阀柜、制动机和管路等组成
（三）分类
干线电力牵引中，按照供电电流制分为：直流制电力机车和交流制电力机车和多流制电力机车。交流机车又分为单相低频电力机车(25Hz或16 2/3Hz)和单相工频(50Hz)电力机车。单相工频电力机车，又可分为交--直传动电力机车和交—直—交传动电力机车。
二、牵引变电所
牵引变电所的主要任务是将电力系统输送来的110kV三相交流电变换为（或55）kV单相电，然后以单相供电方式经馈电线送至接触网上，电压变化由牵引变压器完成。电力系统的三相交流电改变为单相，是通过牵引变压器的电气接线
来实现的。牵引变电所通常设置两台变压器，采用双电源供电。以提高供电的可靠性。变压器的接线方式目前采用的有三相Yd11接线，单相V/V接线，单相接线以及三相-两相斯科特变压器。牵引变电所还设置有串联和并联的电容补偿装置，用以改善供电系统的电能质量，减少牵引负荷对电力系统和通信线路的影响。
三、牵引供电回路
电力牵引供变电系统是指从电力系统接受电能，通过变压，变相后，向电力机车供电的系统。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。另外还有分区亭、开闭所、自耦变压器站等。
（一）开闭所（SSP）
电力牵引系统中的开闭所，实际上是起配电作用的开关站开闭所就是高压开关站，实际上从严格意义上讲是“高压配电”站，仅仅起配电作用，实现环网供电、双路互投等功能。
当枢纽地区的供电，分为“由里向外供”和“由外向里供”两种方式，前者在枢纽内设置牵引变电所。后者在枢纽内不设牵引变电所，为了增加枢纽地区供电的可靠性和缩小事故的影响范围，一般设开闭所。AT供电方式时，供电臂较长，在供电臂中部也设开闭所。开闭所应有来自不同牵引变电所的（单线区段）或同一牵引变电所的不同馈线段（复线区段）的两回进线。
开闭所应尽量设置在枢纽地区的负荷中心处，以减少馈线的长度和馈线与接触网的交叉干扰。
（二）分区亭（SP）
为了增加供电的灵活性，提高运行的可靠性，在两个牵引变电所的供电区间常加设分区亭。分区亭常用于牵引网为双边供电，或复线区段牵引网为单边供电，但上下行接触网在末端并联时。这时，分区亭起到平时将两个供电臂或上下行接触网联络起来的作用，这样，当事故发生时，可缩小停电范围和实现越区供电。
（三）自耦变压器站
电力牵引供电系统如采用自耦变压器供电方式时，在沿线每隔10-15公里设置一台自耦变压器。设置时尽量将自耦变压器设于沿铁路的各站场上。同时，尽量与分区亭、开闭所合并，以便于运行管理。
（四）牵引网
牵引网是由馈线、钢轨回流线、接触网组成的双导线供电系统，完成对电力机车的送电任务。BT供电方式时，还要有回流线。AT供电供电方式时，还有正馈线和保护线。
馈线：接在牵引变电所牵引母线和接触网之间的导线，即将电能由牵引变电所引向电气化铁路。
接触网：一种特殊的输电线，架设在铁路上方，机车受电弓与其磨擦受电。
回流线：牵引变电所处的横向回流线，它将轨或与轨平行的其它导线与牵引变压器指定端子相联。
分相绝缘器（电分相）：串在接触网上，目的是把两相不同的供电区分开，并使机车光滑过渡，主要用在牵引变电所出口处和分区处。
分段绝缘器（电分段）：分为纵向电分段和横向电分段，前者用线路接触网上，后者用于站场各条接触网之间。通过其上的隔离开关将有关接触网进行电气连通或断开，以保证供电的可靠性、灵活性和缩小停电范围等。
供电分区：正常供电时，由牵引变电所馈线到接触网末端的一段供电线路，也称为供电区。
第二节电气化铁路的供电方式
一、电力系统对牵引变电所的供电方式
电力系统向牵引变电所供电的方式可分为单电源供电，双电源供电和混合供电。当同一电气化区段有不同那个的电力系统功能供电时，在牵引网的分界处，应设置分相电分段而不应并联。
牵引变电所设置两台变压器，它要求双电源供电。
（五）单边供电
单边供电是由一个区域变电所给1-2个牵引变电所供电，为保证供电可靠性，应采用双回路供电。
单边供电的可靠性一般比双边供电和环形供电要差，而投资不会比环形供电和双边单回供电少。
（六）双边供电
特点：电源来自两个区域变电所，给铁路供电的输电线是联络这两个区域变电所的通路。
可以分为单回路供电和双回路供电。单回路供电比双回路供电投资省，但双回路供电比单回路供电可靠性更好。
（七）环形供电
特点：牵引变电所在高压侧与一次系统联成环形网。供电可靠性好，但成本较高。
国内现行电网模式中，有更高一级电网时，往往不再使低一级电网结环运行。
因此，在目前220kV及更高系统逐步形成之情况下，当采用110kV系统给铁
道牵引供电时，就较少采用环形方式，双边供电等方式，而多用单边供电或带有备用开关的双边侧供电及环形供电等方式。
实际电力系统的电源与牵引变电所的布局是多种多样的，所以电气化铁道一次系统的供电方式也是多种多样的。
二、牵引变电所对接触网的供电方式
（一）单线区段的单边供电
各变电所相互独立，接触网供电分区由牵引变电所从一边供应电能。每个接触网供电分区通常称为一个供电臂，相邻两个牵引变电所之间的供电臂相互绝缘，机车只从相关的某个牵引变电所取电。对于两个异相牵引端口的牵引变电所，通常在牵引变电所出口两馈线相连的接触网上和分区的接触网上设分相绝缘器。当某一牵引变电所因故障失电时，可将两端分区亭的开关合上进行越区供电。有较好的电能质量（电压，电能损失小），设备（接触网导线，变压器）负荷较均匀，继电保护较为复杂，且有穿越电流流经接触网，目前单线普遍采用这种供电方式。
（二）复线区段的单边末端并联供电
复线区段也可以采用单边供电和双边供电，但由于复线的双边供电分区亭设备复杂，对接触网短路故障的保护十分困难，故目前我国只采用复线单边供电。
由于复线区段牵引变电所同一侧的上下行接触网均供应同相电，故可在接触网供电末端用分区厅中的断路器连接起来，形成单边末端并联供电。
单边末端并联供电时，电力机车由上下行接触网线路并联供电，使分配在每条接触网中的电流减小，从而使接触网的电压损失和电能损失减小，故目前普遍采用这种方式。
机车由相邻的两个变电所供电，由与分相绝缘器并联的断路器合闸而实现的。当一供电臂故障时，如保证另一供电臂正常供电，则需通过继电保护自动将断路器打开，以缩小故障区域；当接触网停电维修时，也需要（通过远动）进行断路器分合操作。因此，双边供电时，两相邻牵引变电所之间要设置分区亭。
复线区段的全并联供电
单边全并联供电是在每个车站利用负荷开关将上下行接触网并联，形成并联网络。并联负荷开关可自动投切，也可由设于车站的远动终端由电力调度控制。
全并联供电的优点是其比末端并联供电更有效的减小接触网阻抗，降低接触网电压损失和电能损失，另一方面又能对接触网的短路故障进行更有效的保护，即当接触网短路故障时，牵引变电所两馈线断路器自动跳闸，接触网瞬时失电，负荷开关自动断开，上下行接触网分开，此时通过变电所的故障判断装置确定故障线路，而非故障线路及可自动重合闸送电，如果是瞬时性故障，两条线路分别送电成功后，负荷开关自动合闸，又恢复到全并联供电方式。
一、接触网对机车的供电方式
（1）直接供电方式
牵引网结构最简，投资最小，但钢轨电位较高，对通信线的干扰感应最大，主要适用于通信线路（主要是明线）较少或很易将受扰通信线迁改径路的场合。基本型直接供电方式在法国、英国、原苏联都广泛应用。
（2）带回流线的直接供电方式
带回流线的直接供电方式简称DN供电方式：在钢轨上并联架空回流线（又称为负馈线）。
增加回流线后，原来流经轨道、大地的回流，一部分改由架空回流线流回牵
引变电所，其方向与接触网中馈线电流方向相反，架空回流线与接触网距离较近，因此相当于对邻近通信线路增加了屏蔽效果；另外，钢轨电位大为降低，对通信线的干扰得到较好抑制。还能降低牵引网阻抗，使供电臂延长30%以上。
（3）BT供电方式
在牵引供电系统中加装吸流变压器-回流线装置的供电方式，称为吸流变压器供电方式，简称BT（Booster Transformer）供电方式。它是在牵引网中，每相距-4km，设置一台变比为1：1的吸流变压器，其一次线圈串接入接触网，二次线圈串接在回流线中，（即吸流变压器-回流线方式，简称吸-回方式），或串接在轨道中（即吸流变压器-轨道方式，简称吸-轨方式）。
吸轨方式需要自吸流变压器处作绝缘轨缝，将轨道进行绝缘分段，依靠吸流变压器的作用，使绝大部分回归电流流经由轨道和吸流变压器二次线圈流回牵引变电所。与吸--回方式相比，吸轨方式造价要低得多，对接触网的运行维护也比较有利，对于地形比较困难，或穿越长大隧道的的电气化区段是有意义的。但是，对邻近线路的防护效果要差一些。而且，在绝缘轨缝两侧的轨端之间可能出现数百伏的电压，对线路维修人员的安全是个威胁，为了解决这个矛盾，可在吸流变压器出做两个绝缘轨缝，以加长带有不同电位的两段钢轨之间的距离，此外，当列车通过绝缘轨缝的整段时间内，吸流变压器由于副边线路被短路而失去作用。
吸--回方式比吸--轨方式抑制通信干扰的效果好。我国采用的BT方式均为吸-回方式，日本东海道新干线也如此，而英国、法国、瑞典两种方式都有应用，挪威只用BT-钢轨方式。
吸流变压器采用变比为1：1的特殊变压器，其特点是要求励磁电流小。吸流变压器的原边串接在接触网上，次边串接在回流线中。间隔约设置一台吸流变压器，在两个吸流变压器中间，把轨道和回流线连接起来，这个连接成为吸上线。它是机车电流返回回流线的通路。吸流变压器工作时，使接触网和回流线间集中的加强了互感耦合，设吸流变压器的原边电流为I1，匝数为w1，负边电流为I2，匝数为w2，根据变压器的原理，I1 w1= I2 w2，而w1= w2，所以，I1= I2 ，I1和I2的差别是I1种含有吸流变压器的励磁电流，励磁电流流经轨道和大地，但数值很小。
吸--回方式能迫使由轨道回路和大地返回牵引变电所的机车牵引电流的绝
大部分经由回流线路流回牵引变电所，而不经由轨道和大地。从而把本来距离很大的接触网—轨道大地回路，改变为距离相对很小的接触网—回流线线路。而且，回流线中流回的电流与接触网内流过的牵引电流大小基本相等，方向相反，它们形成的电磁场相互抵消，这样就达到了牵引供电回路比较对称的目的，显著的消弱了接触网和回流线周围空间的交变磁场，使牵引电流在邻近的通信线路中的电磁感应影响大大的减小。
BT方式牵引网结构复杂，造价较高，由于吸流变压器串入接触网，使得牵引网阻抗变大，供电臂长度将减小；因存在BT分段（火花间隙），不利于高速、重载等大电流运行；但BT方式的钢轨电位低，抑制通信干扰的效果很好。
（4）AT供电方式
AT供电方式又称为自耦变压器供电方式。自耦变压器（Auto-Transformer）是一种电力变压器，它并接与接触网、钢轨和正馈线之中。这种方式由接触网、钢轨、正馈线和自耦变压器组成供电回路，并在接触网和正馈线之间每隔10-15公里并入一台自耦变压器，其中心抽头与钢轨连接，正馈线与接触悬挂同杆架设，架设于接触网支柱的田野侧。在AT牵引变电所中，牵引变压器将110千伏三相电降压成单相55千伏，则钢轨与接触网间的电压正好是自耦变压器两端的电压
的一半即千伏。
AT线圈两端分别接到接触网(T)和正馈线(AF)上，其中点抽头与钢轨(R)相接，AF与T架设在同一支柱上。牵引变压器的次边以55kV，在供电臂上并接AT。AT 两半线圈匝数n1＝n2，即原、次边变比为2：1，使供给接触网上的电压仍按27．5kV 馈出。
设机车取流为I，则AT原边电流为I／2，即牵引变压器次边为机车取流的一半。由于接在T与R间和AF与R间的AT两半线圈是电压相等的，在理想情况下，T与AF中流过的电流大小相等，方向相反，正馈线如同BT方式中的回流线作用一样，因此可以对通信明线的影响进行有效地防护。
AT方式与BT方式相比，在机车取流相同情况下，从变电所至最靠近机车的AT间，接触网与正馈线上电流只有机车电流的一半，对通信明线干扰将大大减弱。另外，在机车取流的两个AT间的区段内，机车电流总是由左右两侧接触网双边供给，方向相反，对通信明线的干扰互相抵消，因此具有更好的防护效果。
应当指出，实际上AT供电回路中的电流分布是非常复杂的。电力机车在任意一个AT区间取流时，除相邻的两个AT供给电流外，供电臂上其它的AT也要向该机车供给部分电流。机车电流通过该供电臂中所有AT的正馈线和钢轨之间的线圈与钢轨——大地形成的链形电路返回变电所，这种电流分布用一般的方法来计算将十分困难，通常都采用电子计算机计算。
实际的AT供电方式往往还增加一根接地保护线PW。在AT处，保护线与接触悬挂金属支座或双重绝缘子中部相连，并与钢轨连接，在自动闭塞区段则与轨道电路中的信号扼流线圈中点相连。保护线电位一般在500V以下，正常情况下不流过牵引电流。当绝缘子发生闪络时，短路电流可通过保护线作回路而不经信号轨道电路．提高了信号电路工作的可靠性。保护线又是随接触网支柱架空悬挂的，相当于架空地线，对接触网起屏蔽作用，减小对架空通信线的干扰，同时也起到避雷线的作用，通过放电器G入地。在钢轨对地泄漏电阻和机车取流较大的情况下，为降低钢轨电位，还可在AT区段中部加横向连接线CPW，将钢轨与保护线并接。
AT并联于牵引网中，克服了BT串入网中BT分段的缺陷，使供电电压成倍提高，牵引网阻抗小，供电距离长（改为直接供电方式的170%-200%），网上压损和能损都小，是一种适于高速、重载等大电流牵引的供电方式。
（5）CC供电方式
同轴电缆内外导体间的互感系数很大，吸流效果和抑制通信干扰的效果均好于BT和AT供电方式。CC供电牵引网阻抗和供电距离与AT方式相近，钢轨电位较低，接触网结构较简单，对净空要求低，宜于重载、高速等大电流运行。但同轴电缆的造价太高，限制了它的广泛应用，一般只在铁路城市、桥隧的低净空地段等特殊场合采用。日本已在局部电气化区段使用，我国还在研究和试验。
1.牵引变电所
一、牵引变电所高压进线的主接线方案
（一）牵引变电所主接线的要求
1、牵引变压器的接线方式不同，对主接线的影响较大。
2、在满足可靠性的情况下，应尽量采用简单的接线形式，一般一双T接线
为主。
3、双T接线虽然要求双回路进线，但可根据电气化铁路的重要程度和运量大小而采用手动投入或自动投入备用回路。当变电所的双回路进线中，主回路发生故障时，备用回路应投入。当采用手动投入时，将有一段停电时间（几数分钟到几十分钟），但可使主接线简化，考虑到110kV线路故障率较低，而且220 kV
及更高系统逐步形成之情况下，这种接线方式得到了普遍应用。
4、对于重要电气化区段，可采用自动投入或双回路主供。
5、接触网的故障率较高，要求kV 侧馈线断路器能承受较高的跳闸次数或有足够的备用。
（二）单母线分段接线
1、单母线分段接线
当牵引变电所除了110kV两回电源引入线外，还有别的引出线的时候，通常采用此种方式。正常运行时，分段断路器闭合，两母线并列运行，电源回路和同一负荷的馈线应交错连接在不同的分段母线上，分段断路器既能通过穿越功率，又可在必要的时候将母线分成两段，这样，当母线检修时，停电范围可缩小一半；母线故障时，分段断路器自动跳闸，将故障段母线断开，非故障段母线及其线路仍照常工作，仅使故障段母线连接的线路停电。
单母线分段的接线，广泛用于城市电牵引变电所和110Kv电源进线回路较少的电牵引供电系统。
2、单母线带旁路母线接线
单母线分段的接线虽然有上述优点，但是，还是存在断路器检修或故障时将使有关回路停电的缺陷，为此，增设一组旁路母线，组成带旁路母线的单母线接线即可解决这一矛盾。
（三）桥型接线
当110Kv侧有两回进线且需要穿越功率时，采用桥型接线。
1、内桥接线
内桥接线中带有隔离开关构成的外跨条，作为检修桥断路器时旁路用。该接线的特点是线路中有一回故障，不影响供电。但变压器故障时，造成线路中断。考虑到变压器故障率比进线故障少，因此这种接线可加强牵引负荷供电的可靠性
而对电力系统不会带来多大影响，目前采用较多。由于解裂变压器也会造成线路中断，所以如需经常操作主变压器的场合，不宜采用内桥接线。
2、外桥接线
该接线的特点是变压器故障不影响线路，变压器的投入和切除方便，线路穿越功率只经过桥断路器，但线路故障时影响一台变压器的供电，这种接线往往用于电力系统中比较重要的系统联络线上。
（四）双T接线
双T接线是目前采用比较普遍的一种接线方式，它在变电所要求两回进线时采用。一般情况下，其中一回引自电源点的专用间隔，另一回进线可从电力系统的各供电线路上连接。双T接线比上述两种接线形式都简单，双回进线都在供电要求不高的场合，采用一回助攻，另一回备用。若两回进线都能作主供回路，并能作为互为备用，则可消去外跨条，使接线更为简单。在供电要求高的场合，应优先采用两回进线都能作为主供的方案。
二、牵引变电所的供电方案
我国现行的牵引变电所供电方式绝大多数为三相－两相制式，即其原边取自电力系统的110kV或220kV三相电压，次边向两个单相供电臂馈电，其母线额定
电压为或55kV。
对于三相YN,d11或V,v接线的牵引变电所，次边两相电压的相别是原边三个相（或线）电压相别三中取二的某种组合；而对于平衡变压器，经变压器的变换，次边形成大小相等而相位相互垂直的两相电压。从广义的角度上讲，牵引变压器原次边之间除了有电压的变换外，还有电流和阻抗变换，可称为系统变换，如
通过系统变换，可以获得一次侧的电力系统、牵引变压器的等值电路模型，或二次侧的电力系统、牵引变压器等值电路模型。这两个等值电路模型对于牵引供电系统的电气分析十分方便、有用，如用于电压损失，故障分析，电能计量，负序含量，谐波水平等计算。
（一）纯单相接线变压器
电力机车是单相交流负荷，显然，牵引变电所采用单相变压器最为直观、简单，单相牵引变压器和一般的单相变压器不同，一般单相变压器，都是一端接高压，另一端接地或接中性点，故可采用分级绝缘，而单相牵引变压器的高压绕组两端都接高压，故对地的绝缘要求相同，故采用全绝缘。
单相牵引变电所中的两台变压器并联接线完全一样。两台变压器的高压绕组金额相同的两相，地压绕组的一端接母线，同时供给变电所的两个臂的负荷。相邻两段接触网绝缘分开，既利于缩小事故停电范围，又提高了供电的灵活性。低压绕组的另一端与接地网和钢轨以及回流线可靠连接，以便使钢轨、回流线中的负荷电流以及地中电流流回变压器。
纯单相接线的主要优点是变压器的容量利用率为100%，且变电所的主接线简....
A B Cοαβ
?
单，设备少、占地面积小，缺点是在三相系统形成较大的负序电流，为了减少负序电流对系统的影响，各变电所变压器高压绕组所结相序依次轮换，即所谓换相连接。纯单相接线的另一个缺点是不能实现双边供电，并且变电所无三相电源，变电所的所用电须由附近地方电网引入。我国的哈尔滨—大连线全部采用纯单相接线。
（二）单相V,V接线变压器
单相V,V接线与纯单相接线的区别是两台变压器分别接不同的两个线电压，两高压绕组有公用端子，故而构成V型。两个低压绕组也有一个公共端子，接到钢轨和地网，低压绕组的另外两个端子分别接变电所的两个供电臂，两臂电压均为kV，构成所谓60度接线。
由于两臂的相位不同，故两供电臂在接触网上必须采用分相绝缘器。分相绝缘器两端电压也为kV。
与纯单相接线的另一个区别时，V,V接线牵引变压器在正常工作时，两台变压器均投入运行，其备用方式是移动备用。当一台变压器故障或检修时，由专用车将移动变压器运往变电所。
V,V接线变压器的优点是容量利用率为100%，而且可以供给所用电电能，对牵引网还可实现双边供电。变电所内设备也相对较少，这种接线在阳平关—安康线路应用。
（三）三相V,V接线变压器
电力机车是单相交流负荷，现在普遍采用三相V,v接线牵引变压器。这种变电所内装设两台三相V,v接线牵引变压器。一台运行，一台固定备用。三相V,v 接线牵引变压器的内部接线类似两台纯单相接线变压器的组合。V,v接线牵引变压器原边接两个线电压（AB、BC、CA间线电压中的两个）。三相V,V接线变压器不但保持了单相V,V接线的主要优点，而且完全克服了单相V,V接线的缺点，最可取的是解决了单相V,V接线不便于采用固定备用和自动投入的问题。同时，三
相V,V接线变压器有两台独立的铁心和对应的绕组通过电磁感应进行变换和传递，两台容量可以相等，也可以不等，两台的负变电压可以相同也可以不同，有利于实现分相有载或无载调压，为牵引变压器的选型提供了一种新的接线形式。
（四）三相YN,d11接线牵引变电所
三相YN,d11接线牵引变电所简称三相牵引变电所。三相牵引变电所是我国电气化铁道采用较多的一类。目前在三相牵引变电所中采用的是110kV油浸风冷式变压器，该牵引变压器的接线采用标准联结组，即YN,d11，必要时原边中性点可大电流接地。
备用方式有移动备用和固定备用两种，实用中大多采用固定备用。对于直接供电或BT供电方式，变压器次边输出电压为，比牵引网标准网压（25kV）高10％。
1、原理电路图及展开图
绕组(ax)，(cz)为负荷相绕组；绕组(by)则被称为自由相绕组，（）内符号表示端子号，大写为原边，小写为次边。
为分析的直观与方便，更常见使用YNd11接线牵引变压器展开图。
画展开图有如下约定：
(1) 为施工和运行安全起见，统一规定次边绕组的（c）端子接钢轨和地；
(2) 原、次边对应绕组相互平行；
(3) 原、次边每套（相）绕组的同名端放在同一侧；
实际上，有了展开图中每套（相）绕组的同名端，端字号已不重要，可以只保留次边端子号（c），甚至不要。需要时，根据每套（相）的同名端不难恢复全部端子号。
2、电压电流的规格化定向
在牵引供电系统分析中，对所有牵引变压器均都采用规格化定向（又称为减极性定向，即在这种定向下，原、次边绕组磁势相互抵消）。
(1) 原边绕组电压、电流采用电动机惯例定向，即牵引变压器从电力系统吸收电能；
(2) 次边绕组电压、电流采用发电机惯例定向，即牵引变压器是次边负荷的电源；
(3) 负荷吸收正功率。
单相变压器规格化定向
对于理想变压器，U1 与U2同相。
规格化定向应注意：
(1) 原边绕组电压与实际进线电压相别一致；
(2) 次边绕组按同名端与原边绕组电压一致；
(3) 原边电流、电压按电动机惯例，次边按发电机惯例，原、次边绕组电流为减极性；
(4) 通常，完成电压定向后（先原边，后次边，或者根据需要而相反），先标次边电流（负荷），再标原边电流。
YN,d11牵引变压器的规格化定向
3、绕组电流与负荷端口电流的关系
由于牵引负荷是两个单相负荷，故在变压器三相绕组中的电流分配是不均匀的。
习惯上把两臂电压的方向都设定为接触网高于大地，即图中的Uac和Ubc。在此两电压作用下，产生负荷电流Ia和Ic，且Ia超前Ic60度。
左臂电流Ia在三角形绕组内有两条并联之路，一条是支路a-c，只有一相绕组，另一条是支路c-b-a，为两相绕组并联，故阻抗值是前者的2倍，因此，绕组ac流过2/3Ia，绕组ab和bc流过1/3Ia，同理，Ib在三相绕组中的分配为绕组bc流过2/3Ib，绕组ac和ab流过1/3Ib，当两臂同时都有电流时，可得三相绕组
bc、ca、ac中的电流关系为：
如果令Ia=Ib，就可利用左图法画出各绕组的电流Ibc、Ica、Iab，如图所示，不难看出各相绕组电流极不对称。
为了求出两臂电流相等条件下，各绕组中电流的数值和相位，可以以Ib为基准量，即Ib=I，Ia=I∟60゜代入上式并联立求解可得：
Ibc=3I∟180゜+゜
Ica=3I∟60゜゜
Iab=1/3∟-60゜
上式说明，在两臂负荷电流相等的条件下，有下列两个关系：
（1）两接地相绕组bc、ca（又称臂绕组）的电流大小相等，而非接地绕组ab（又称自由绕组）的电流较小，只是臂绕组电流的1/或倍，
故习惯将ab绕组称为轻负荷绕组，而bc和ca称为重负荷绕组。
（2）馈线负荷电流为臂绕组电流的3/倍，不同于一般三相对称系统中的线电流是相电流的倍。
4、三相牵变压器的容量利用率
三相牵引变压器低压侧为三角形接法，设额定输出电压为U N，线电流Ia=Ib= Ic =I N，则变压器的额定容量为：
So=√3U N I N
又因为三相牵引变压器三角形侧近输出两个单相负荷，故变压器的输出容量还可以写为：
Sout=2U N I L
其中，I L为供电臂电流。
正常情况下，三角形接法的线电流是相电流的√3倍，供电臂电流为线电流I L，臂绕组电流是相电流Ip，所以，供电臂电流为臂绕组电流的√3倍，即I L=√3Ip。而三相牵引变压器的供电臂电流为臂绕组电流的倍，即I L=。所以，当臂绕组的电流Ip达到额定值时，此时供电臂电流为仅为供电臂额定电流I N的√3=倍，故当臂绕组电流为额定电流时，变压器的额定输出容量为：
So=2U N I L= 2×0.655 I N = I N
变压器额定容量利用率K
K=(额定输出容量/额定容量)×100%
K= I N /√3U N I N)×100%=%
可见，三相牵引变压器的额定容量只能达到其额定容量的%。
在实际应用中，当绕组bc、ac电流达到额定值时，绕组ab只达到了倍额定电流。缘边对应绕组B向电流也同样为倍额定电流，所以，三相牵引变压器还未达到额定温升，故还可适当提高两供电臂的负荷电流，为此，引入一个温度系数，Kt=，是供电臂的电流达到1/=倍，此时，相应变压器的容量利用率也可达到×=。当只有一臂有负载时，供电臂的容许电流还可增大。
5、三相牵引变压器的优缺点
（1）优点：（1）变压器原边采用YN接线，中性点引出接地方式与高压电网相适应。
（2）变压器结构相对简单，又因中性点接地，绕组可采用分级绝缘，因此变压器造价较低。
（3）运用技术成熟，供电安全可靠性好。
（4）变电所有三相电源，不但所用电可靠，必要时还可向地方供应电能。
缺点：
（1）变压器的容量不能充分利用，输出容量只能达到其额定容量的%，引入温度系数后也只能达到84%。
（2）和单相接线牵引变电所相比，主接线比较复杂，设备多，占地面积大，工程投资大，设备的维护和检修的工作量也相应增大。
（五）Scott变压器
Scott变压器是一种三相-两相平衡变压器，由于它对电力系统所形成的负序电流较小，且变压器的容量利用率高，故在北京-秦皇岛，郑州-武昌等繁忙干线上采用。
1、概述
三相-两相平衡变压器
平衡——对应“0序”，无“0序”称平衡，否则为不平衡。
对称——对应“负序”，无负序（只有正序）为对称，否则为不对称。
电气化铁道牵引负荷通过特定接线的牵引变压器不会在电力系统中产生零序分量，但通常造成负序分量。因此，从三相系统看，牵引负荷是平衡而不对称
的。
平衡变压器通常是指那种具有变压和换相功能的三相——两相变压器，目的是消除或削弱负序。数学上是三相对称系统与两相对称系统之间的变换。
即:
三相对称：三相电气相量大小相等，相位互差120ο
两相对称：两相电气相量大小相等，相位互差90ο
接线
斯科特接线变压器的原理接线图如图所示。该变压器的接线可看作两个单相变压器组成，一台变压器的原边绕作为W1接三相电源BC上，称为M座变压器，另一台变压器的原边绕组√3/2W1的一端引出，接到电源的A相，另一端接到M 座变压器的中点O，称为T座变压器。两台变压器的次边绕组相等。即图中的两个W2，并输出两个数值相等，相位互相垂直的电压U2M和U2T，分别向变电所的左右两个臂供电，当两臂负荷电流相等时，原边三相电流相等。
和其他接线形式的变压器一样，每个变电所均设两台变压器，一台运行，一台备用。
我国采用输出电压为55kV，其目的是适应AT方式供电，即两个输出电压分别接两个自耦变压器的两端点，自耦变压器的中点抽头接地和钢轨，这样就可获得2×电压，并分别接接触网和正馈线。
2、电压关系
Scott接线变压器原、次边电压关系如图所示。设电力系统A、B、C三相电压对称，即线电压U AB、U BC、U CA为等边三角形ABC。三角形的BC边电压U BC为M座变压器的原绕组电压U1M，其高AO为T座变压器原边绕组U1T，其值为线电压的U BC的√3/2倍，可见两变压器原边电压相互垂直，且U1T超前U1M90゜，故其次边电压U2 T超前U2 M 90゜。
A B Cαβ
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TG/GD109-2015 高速铁路电力管理规则 第一章总则 第一条高速铁路电力工作是铁路运输的重要组成部分，为加强高速铁路电力管理，提高供电质量，满足铁路运输生产需要，制定本规则。 第二条本规则是根据高速铁路行车特点而制定的，是保证安全供电的基本规则。各有关单位和全体电力工作人员必须严格执行。 第三条本规则适用于高速铁路电力业务的管理。本规则未明确规定的内容，仍执行《铁路电力管理规则》。 第二章管理 第四条高速铁路电力工作实行统一领导、分级管理的原则。 中国铁路总公司（以下简称总公司）：对全路高速铁路电力工作统一规划，依照国家的政策、法规，制定铁路相关的规章、制度；调查研究、检查督导、总结和推广先进经验，不断提高电力设备技术管理水平。负责组织各局确定局分界处的运行方式，指挥、协调事故（故障）处理。 铁路局：贯彻执行国家和总公司有关的规章和命令，结合
具体情况制定有关细则、办法和标准；负责管内各供电段（维管段）的技术管理、岗位设置、职责分工；做好供用电的管理工作和专业培训；掌握电力设备状态；组织、安排年度检修、基建大修、更新改造项目和供用电计划；核定事故备品储备定额；组织电力试验、能力查定和设备鉴定工作；编制规划、提出增强能力和改善供电条件的措施；组织《电力设备履历薄》等报表的填报工作；领导本局管内电力调度工作。 铁路局供电调度：负责监视高速铁路电力设备的运行状态，改变运行方式的倒闸操作；负责电力设备故障应急处置；负责故障处理的调度指挥；负责掌控运行、维护、检修等作业，掌握上线人员数量、作业内容、处所等情况；负责与地方供电公司、相邻铁路局签订、履行调度协议。 供电检测所（电力试验所）：承担高速铁路电力设备交接及预防性试验等工作。 第五条电力工程竣工后，应经过交接试验，试验合格后方能进行交接验收。发、变、配电等电力设备，应经过试运行后才能正式运行。 第六条变更变、配电所的主接线、继电保护和自动装置的方案，改变一级贯通、综合贯通供电方式，应提出设计文件或变更理由，经铁路局批准后实行，局分界处需报总公司备案。 第七条高速铁路供用电设备分界。 高速铁路电力专业本着负责输配电网络、综合配电、电力
京沪高速铁路工程第六标段 高速动车进段线特大桥单位工程验收纪要 一、单位工程概况 虹桥高速动车进段线特大桥起讫里程GDJK0+670.914m～GDJK3+469.128m，全长2.798km，全桥设70个墩台，预制简支T梁68孔，悬臂浇注预应力混凝土连续梁1处，预应力混凝土门式墩盖梁3处，框架桥3座。墩台基础采用钻孔桩基础，钻孔桩共计550根；承台采用矩形承台；桥墩采用单、双线圆端形实心墩、门式墩。 二、单位工程参建单位 1、建设单位：京沪高速铁路股份有限公司 2、设计单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司 3、监理单位：京沪高速铁路工程监理六标项目部 4、施工单位：中交集团京沪高速铁路土建工程六标段项目经理部 三、单位工程验收组成员 组长：（建设单位） 成员： 建设单位： 监理单位： 设计单位： 施工单位： 四、单位工程验收时间：2010年 9月 28日 五、单位工程验收情况
1、单位工程的观感质量检查情况 墩台身、门式墩盖梁、框架桥墙身及顶板、T梁、连续箱梁混凝土表面平整，接茬处无较大错台、外形整体轮廓清晰，墩身线角顺直；全桥整体线形平顺，梁缝均匀；T梁、门式墩盖梁、框架桥、连续箱梁泄水管排水通畅。 2、单位工程的实体质量和主要功能检查情况 经验收小组协商确定现场核查项目主要是混凝土表面裂纹、钢筋混凝土保护层厚度和混凝土强度无损检测三项。 经目测，框架桥墙身混凝土表面无≥0.2mm裂缝，墩台、框架桥顶板、门式墩盖梁、梁体混凝土表面无裂缝； 采用测厚仪检测钢筋混凝土保护层厚度，结果满足《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设[2005]160号和设计要求，现场实测数据见附表《钢筋保护层厚度检测记录》。 墩台、门式墩盖梁、框架桥墙身及顶板、梁体实体混凝土强度采用回弹仪进行无损检测，检测方法按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2001标准执行，混凝土回弹强度结果满足设计要求，现场实测数据见附表《回弹法评定混凝土强度检测报告》。 3、单位工程质量控制资料核查记录情况 质量控制资料齐全完整，能全面反映工程施工质量状况，满足验标要求。详见《单位工程质量控制资料核查记录表》。 六、剩余工程情况 无
第二章高速铁路牵引供电系统 第一节电气化铁路的组成 由于电力机车本身不带原动机，需要靠外部电力系统经过牵引供电装置供给其电能，故电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统组成的。 牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两部分组成，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的三大元件。 一、电力机车 （一）工作原理 电力机车靠其顶部升起的受电弓和接触网接触获取电能。电力机车顶部都有受电弓，由司机控制其升降。受电弓升起时，紧贴接触网线摩擦滑行，将电能引入机车，经机车主断路器到机车主变压器，主变压器降压后，经供电装置供给牵引电动机，牵引电动机通过传动机构使电力机车运行。 （二）组成部分 电力机车由机械部分(包括车体和转向架)、电气部分和空气管路系统构成。 车体是电力机车的骨架，是由钢板和压型梁组焊成的复杂的空间结构，电力机车大部分机械及电气设备都安装在车体内，它也是机车乘务员的工作场所。 转向架是由牵引电机把电能转变成机械能，便电力机车沿轨道走行的机械装置。它的上部支持着车体，它的下部轮对与铁路轨道接触。 电气部分包括机车主电路、辅助电路和控制电路形成的全部电气设备，在机车上占的比重最大，除安装在转向架中的牵引电机之外，其余均安装在车顶、车内、车下和司机室内。 空气管路系统主要执行机车空气制动功能，由空气压缩机、气阀柜、制动机和管路等组成 （三）分类 干线电力牵引中，按照供电电流制分为：直流制电力机车和交流制电力机车和多流制电力机车。交流机车又分为单相低频电力机车(25Hz或16 2/3Hz)和单相工频(50Hz)电力机车。单相工频电力机车，又可分为交--直传动电力机车和交—直—交传动电力机车。 二、牵引变电所 牵引变电所的主要任务是将电力系统输送来的110kV三相交流电变换为（或55）kV单相电，然后以单相供电方式经馈电线送至接触网上，电压变化由牵引变压器完成。电力系统的三相交流电改变为单相，是通过牵引变压器的电气接线
隧道工程
目录 一、洞口工程 (1) TA8 工程报验申请表 (1) 洞口开挖检验批质量验收记录表 (2) TA8 工程报验申请表 (3) 钢筋检查记录表 (4) 隧道模板台车就位及附加模板安装检查记录表 (5) 隧道二次衬砌厚度检查表 (6) 隧道混凝土施工记录表 (7) 洞口模板及支架检验批质量验收记录表 (8) 洞门钢筋检验批质量验收记录表 (9) 洞门混凝土（原材料）检验批质量验收记录表（I） (10) 洞门混凝土（配合比）检验批质量验收记录表（I I） (11) 洞门混凝土（施工及养护）检验批质量验收记录表（I I I） (12) TA8 工程报验申请表 (13) 砌体工程检验批质量验收记录表 (14) TA8 工程报验申请表 (15) 洞口防护检验批质量验收记录表 (16) 二、洞身开挖 (17) TA8 工程报验申请表 (17) 地质素描记录表 (18) 洞身开挖施工检查记录 (19) 洞身开挖检验批质量验收记录表 (20) TA8 工程报验申请表 (21) 隧底开挖检验批质量验收记录表 (22) 三、支护 (23) TA8 工程报验申请表 (23) 喷混凝土施工记录表 (24) 隧道初期支护厚度检查记录表 (25) 喷射混凝土（原材料）检验批质量验收记录表（Ⅰ） (26) 喷射混凝土支护检验批质量验收记录表（II） (27) TA8 工程报验申请表 (28) 锚杆施工记录表 (29) 锚杆检验批质量验收记录表 (30) TA8 工程报验申请表 (31) 挂钢筋网施工检查记录 (32) 钢筋网检验批质量验收记录表 (33) TA8 工程报验申请表 (34) 隧道钢架安装记录表 (35) 钢架检验批质量验收记录表 (36) TA8 工程报验申请表 (37) 小导管施工记录表 (38) 超前小导管检验批质量验收记录表 (39) 四、衬砌 (40) TA8 工程报验申请表 (40) 混凝土拆模检查表 (41) 隧道洞内混凝土施工温度检测记录表 (42) 衬砌模板检验批质量验收记录表 (43) 衬砌钢筋检验批质量验收记录表 (44) 衬砌混凝土（原材料）检验批质量验收记录表（Ⅰ） (45) 衬砌混凝土（配合比）检验批质量验收记录表（Ⅱ） (46)
中国高铁核心技术 高速铁路从技术体系上讲大致可以分为这样一个板块：公路工程，牵引供电、运行控制与通信、高速列车、客运服务、综合维修、安全防灾和应急处理、工务工程。1、工务工程。工务工程一般包括轨道结构、路基、桥梁、隧道、房建工程等各个子系统，我国铁路建设在公路工程方面主要依靠技术创新。我们国家的高速铁路一般采用全线高架、无砟轨道、高速道和超长无缝钢轨等技... 高速铁路从技术体系上讲大致可以分为这样一个板块：公路工程，牵引供电、运行控制与通信、高速列车、客运服务、综合维修、安全防灾和应急处理、工务工程。 1、工务工程。工务工程一般包括轨道结构、路基、桥梁、隧道、房建工程等各个子系统，我国铁路建设在公路工程方面主要依靠技术创新。我们国家的高速铁路一般采用全线高架、无砟轨道、高速道和超长无缝钢轨等技术。京津城际采用CRTS-II型板式无渣轨道结构，6.5米轨道板纵向连接，专业化制造，加工机施工安装精度高。运营一年表明，无砟轨道京都高稳定性好，刚组均匀。我们的无缝线路，采用60公斤/米、100米定尺、U71Muk高性能钢轨。现场焊接、弹性扣件、轨温锁定技术。跨区间超长无缝路线。 高速道岔。大号码高速道岔，直向通过速度350km/h，侧向通过速度120-250km/h。 中国高铁技术适应复杂地形。日本国土面积小，铁路所跨越的地区气候和地质条件比较类似。而中国国土面积大，地形复杂，横跨多个不同的气候和地质区域，因此在高铁的实际建设中完全照搬引进日法德的技术显然行不通，技术必须进行创新。因此，作为应对复杂地形方面，贯穿辽阔国土面积的中国高铁，在设计上自然有更多的实际经验，技术上也比日本具有更多的优势。 铁道部总工程师何华武就指出，中国京津、武广、郑西高速铁路非常典型：京津城际是软土路基，武广高铁是岩溶路基，郑西高铁是黄土湿陷性路基，这样的地质条件下建铁路，尤其是建高速铁路，需要处理好地基以及路基的填入技术。而日本、法国、德国都没有这样的地质条件。 “中国的综合能力超过他们。”许克亮表示：“如果说中国的‘线上’（主要指机车）是走‘引进、消化、吸收’之路，那么线下工程（主要指土建）则是由中国人自己创造的一个完整系统的标准。中国高铁经过的地方地质难度较大，要穿越水下60米深的浏阳河，还要从70多米高的地方跨越山谷等，地质的难度，决定了中国高铁的线下功夫。” 2、牵引供电。由电力、接触网、变电、供电、远动等构成。外电110kv/22Okv接入变
高速铁路供电系统接口的特点及管理 高速铁路目前为国内先进的铁路运输专线，其在性能和技术方面都有许多特殊性。与其他类型铁路相比，高速铁路供电系统具有一定的特殊性，高速铁路供电系统接口的管理也就需要更高的要求。基于此，文章就高速铁路供电系统接口的特点及管理展开分析和探讨，分析高速铁路供电系统接口管理的具体建议，希望对于高速铁路的规划、建设和运营起到一定的促进作用。 标签：高速铁路；供电系统；接口管理 为保证高速铁路上列车的通行速度，高速铁路供电系统存在较多特殊性。高速铁路一般采取AT（自耦变压器）的供电方式，由各车站附近所设置的10kV 配电站进行供电，配电所的馈线通过调压器直接向区间贯通线送电，以确保列车源源不断的能源获取。高铁电力供电系统的施工内容，主要包括了10kV配电所电源线路架设和配电所设备的安装和调试，还包括了沿线贯通电缆敷设、箱变安装以及站场照明等工作，以切实保障供电系统的完整运行。 1 高速铁路供电系统接口类型 1.1 外部接口 高速铁路供电系统的外部接口是四电系统范围外各专业与电力供电系统之间的接口，具体包括了站场、线路、路基、桥梁＼轨道等专业以及地方政府和供电部门等单位的接口。电力专业需要按照地方供电部门的要求，提交10kV配电所外部电源申请手续，地方供电部门对项目设计进行审核和报备，并对设计的合理性予以评估。高速铁路电力专业所提供的设计方案中所涉及到的设备，选型必须要满足供电部门的具体要求，确保项目安全性。在地方供电部门审核通过并上交开工报告之后，方可开展施工工作。 在项目施工过程中，在有关入网设备的安装和隐蔽设备的掩埋工作实施前，必须要通知供电部门实施检查和审查，待审核通过之后才可以进行后续施工。在高速铁路外部接口施工结束之后，项目部门应通知供电部门开展竣工验收工作，验收合格后并办理了供用电合同，安装计量电表等工作。 除了与供电部門进行沟通，高铁电力系统施工还应该主动与地方政府主管部门进行合作，确保工程顺利开展。高铁电力系统施工中，不可避免的要与地方的城市管理部门打交道。例如，高速铁路电力系统在城市道路两侧或者上方施工，就需要与交通管理部门协商，做好必要的防护和处理工作。当对电力设备进行埋设时，也需要与人防部门进行协调。此外，还应该环境保护部门，共同处理线路施工所造成的青苗补偿等。 1.2 专业内部接口
第一章 .工程概况 1. 工程概述 xx改建工程从城市整体功能出发，根据北京市总体规划的要求，将市郊铁路S4（黄村）、S5（房山）线和地铁4号线、14号线引入到车站内，把普速列车、京津城际和京沪客运专线三种不同的运输标准组合在同一个车场里面，使xx成为集国有铁路、地铁、市郊铁路和公交、出租等市政交通设施为一体的大型综合交通枢纽。 1.1. 工程范围及内容 xx改建工程路基、桥涵、明洞、轨道、通信及信号、电力及牵引供电、房屋、其它运营生产设备及建筑物、大临、过渡等建安工程。 1.2. 主要工程数量 车站一座。其中站房总建筑面积226000 m2；西咽喉区既有4线改建为6线，东咽喉既有2线改建为4线，南站规模为24条到发线，站台13座，站台中部设通往高架通廊的进站通道及通往地下出站厅的旅客通道。 1.2.1. 站前工程主要工程数量 京沪高速铁路自xx（CK0+00）起，工程终点CK7+100，线路长度7.045Km。京津城际轨道交通自xx站中心（CCK0+00）起，至xx东端（CCK1+721）止，线路全长1.721Km。动车组走行线自xx起与京沪高速疏解后跨越西黄线、丰双铁路引入动车段，线路长度9.245Km。京山线改线自京山线JSK9+400起，至京开高速公路东侧与永丰线相接，线路长度4.504Km。场路基土石方21.6×104m3（断面方）；特大桥折合11773.43双延长米，中、小桥13座、涵洞4座；正线铺轨32.452km，站线铺轨69.038km，铺碴25.8×104m3本标段有桥梁16座，其中包括特大桥梁三座、中桥十三座小桥一座。玉泉营特大桥中心里程DK4+597.1桥高:20m,全长5012.71m，包括33×24m双线
高速铁路牵引供电系统 组成 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
第一节高速铁路牵引供电系统 电气化铁路的组成 由于电力机车本身不带原动机，需要靠外部电力系统经过牵引供电装置供给其电能，故电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统组成的。 牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两部分组成，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的三大元件。 一、电力机车 （一）工作原理 电力机车靠其顶部升起的受电弓和接触网接触获取电能。电力机车顶部都有受电弓，由司机控制其升降。受电弓升起时，紧贴接触网线摩擦滑行，将电能引入机车，经机车主断路器到机车主变压器，主变压器降压后，经供电装置供给牵引电动机，牵引电动机通过传动机构使电力机车运行。 （二）组成部分 电力机车由机械部分(包括车体和转向架)、电气部分和空气管路系统构成。 车体是电力机车的骨架，是由钢板和压型梁组焊成的复杂的空间结构，电力机车大部分机械及电气设备都安装在车体内，它也是机车乘务员的工作场所。 转向架是由牵引电机把电能转变成机械能，便电力机车沿轨道走行的机械装置。它的上部支持着车体，它的下部轮对与铁路轨道接触。 电气部分包括机车主电路、辅助电路和控制电路形成的全部电气设备，在机车上占的比重最大，除安装在转向架中的牵引电机之外，其余均安装在车顶、车内、车下和司机室内。 空气管路系统主要执行机车空气制动功能，由空气压缩机、气阀柜、制动机和管路等组成 （三）分类 干线电力牵引中，按照供电电流制分为：直流制电力机车和交流制电力机车和多流制电力机车。交流机车又分为单相低频电力机车(25Hz或162/3Hz)和单相工频(50Hz)电力机车。单相工频电力机车，又可分为交--直传动电力机车和交—直—交传动电力机车。 二、牵引变电所
高速铁路牵引供电方式 1.直接供电方式 电方式是指牵引变电所通过接触网直接向动车组供电，回流经钢轨及大地直接返回牵引变电所。这种供电方式的电路构成简单、设备少，施工及运营维修都较方便，造价也低。但由于接触网在空中产生的强大磁场得不到平衡，对邻近的广播、通信干扰较大，因此一般不采用。 2.BT供电方式 BT供电方式就是在牵引供电系统中加装吸流变压器（3～4 km安装一台）和回流线。这种供电方式由于在接触网同高度的外侧增设了一条回流线，回流线上的电流与接触网上的电流方向相反，因此大大减轻了接触网对邻近通信线路的干扰。采用BT供电方式的电路是由牵引变电所、接触悬挂、回流线、轨道及吸上线等组成。牵引变电所作为电源向接触网供电；动车组列车运行于接触网与轨道之间；吸流变压器的原边串接在接触网中，副边串接在回流线中。吸流变压器是变比为1∶1的特殊变压器。它使流过原、副边线圈的电流相等，即接触网上的电流和回流线上的电流相等。因此，可以说是吸流变压器把经钢轨、大地回路返回变电所的电流吸引到回流线上，经回流线返回牵引变电所。这样，回流线上的电流与接触网上的电流大小基本相等、方向相反，故能抵消接触网产生的电磁场，从而起到防干扰作用。 理论上的理想情况是这样的，但实际上由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流，经回流线的电流总小于接触网上的电流，因此不能完全抵消接触网对通信线路电磁感应的影响。另外，当机车位于吸流变压器附近时，回流还是从轨道中流过一段距离，至吸上线处才流向回流线，该段回流线上的电流会小于接触网上的电流，这种情况称为半段效应。此外，吸流变压器的原边线圈串接在接触网中，所以在每个吸流变压器安装处，接触网必须安装电分段，这样就增加了接触网的维修工作量和事故率。当高速大功率机车通过该电分段时会产生很大的电弧，极易烧损机车受电弓和接触线。BT供电方式的牵引网阻抗较大，造成较大的电压
高速铁路牵引供电系统 电气化铁路的组成 由于电力机车本身不带原动机，需要靠外部电力系统经过牵引供电装置供给其电能，故电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统组成的。 牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两部分组成，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的三大元件。 一、电力机车 （一）工作原理 电力机车靠其顶部升起的受电弓和接触网接触获取电能。电力机车顶部都有受电弓，由司机控制其升降。受电弓升起时，紧贴接触网线摩擦滑行，将电能引入机车，经机车主断路器到机车主变压器，主变压器降压后，经供电装置供给牵引电动机，牵引电动机通过传动机构使电力机车运行。 （二）组成部分 电力机车由机械部分(包括车体和转向架)、电气部分和空气管路系统构成。 车体是电力机车的骨架，是由钢板和压型梁组焊成的复杂的空间结构，电力机车大部分机械及电气设备都安装在车体内，它也是机车乘务员的工作场所。 转向架是由牵引电机把电能转变成机械能，便电力机车沿轨道走行的机械装置。它的上部支持着车体，它的下部轮对与铁路轨道接触。 电气部分包括机车主电路、辅助电路和控制电路形成的全部电气设备，在机车上占的比重最大，除安装在转向架中的牵引电机之外，其余均安装在车顶、车内、车下和司机室内。 空气管路系统主要执行机车空气制动功能，由空气压缩机、气阀柜、制动机和管路等组成 （三）分类 干线电力牵引中，按照供电电流制分为：直流制电力机车和交流制电力机车和多流制电力机车。交流机车又分为单相低频电力机车(25Hz或16 2/3Hz)和单相工频(50Hz)电力机车。单相工频电力机车，又可分为交--直传动电力机车和交—直—交传动电力 机车。 二、牵引变电所 牵引变电所的主要任务是将电力系统输送来的110kV三相交流电变换为（或55）kV单相电，然后以单相供电方式经馈电线送至接触网上，电压变化由牵引变压器完
《高速铁路供电系统》课程标准 课程编码【】课程承担单位【电气工程系】 制定人【陈淑珍】制定日期【】 审核【周宏】审核日期【】 批准【】批准日期【】 一、适用对象 高中毕业或同等学历者 二、课程定位与设计 1、课程定位 本课程是电气化铁道技术专业的一门专业拓展课程，综合化程度较高，对高速铁道技术涉及的各个专业，如高速铁路线路规划和发展、高速铁路线路、高速铁路供电、高速铁路通信与信号、高速铁路动车组驾驶、高速铁路运输组织、让学生对高速铁道技术有一个全面了解和整体认识，为下一步学习后续专业成做好准备，前导课程有《牵引变电所维护与检修》，为今后从事高速铁道技术专业工作打下坚实的基础。 2、课程设计 本课程总体设计思路是以了解高速铁路技术专业相关工作任务和职业能力分析为依据确定设计内容，主要以介绍高速铁路技术线路、供电、信号与通信、动车组结构、动车组驾驶运输组织个技术专业、按照学生的认知特点，通过课堂学习、多媒体课件、参观实习等教学手段，使学生对高速铁力技术所涉及的各个技术专业有所了解，培养学生的专业兴趣，加强学生对铁路各专业之间组织协调的认识。 三、参考学时及学分 参考学时：48学时 四、课程目标 学生通过学习该课程为进一步学习专业课程打下良好的基础。 知识目标： 使学生初步了解高速铁道技术相关的知识，使学生全面了解专业，并将专业知识用于实际中。 能力目标： （1）掌握高速铁路的发展现状； （2）熟悉高速铁路供电系统的构造与组成； （3）具备高铁动车组操作、动车组司机作业能力。 情感目标： （1）培养学生诚实守信善于沟通的能力。 （2）树立高铁安全、节能、服务意识。 五、学习内容和设计 1、学习内容 表1 学习内容及要求
京沪高铁工程概况 历经十几年讨论、总投资2200亿元的京沪高速铁路或在2007年内正式开工，预计在2010年完成，到时候、人们乘坐京沪高速列车，从北京到上海只要五个小时。京沪高速铁路是《中长期铁路网规划》中投资规模最大、技术含量最高的一项工程,也是我国第一条具有世界先进水平的高速铁路,正线全长约1318公里,与既有京沪铁路的走向大体并行,全线为新建双线,设计时速350公里,初期运营时速300公里,共设置21个客运车站。该项工程预计5年左右完成,2010年投入运营。 桥梁长度约1140km，占正线长度86.5%；隧道长度约16km，占正线长度1.2%；路基长度162km，占正线长度12.3%；全线铺设无碴约1268正线公里，占线路长度的96.2%。有碴轨道约50正线公里，占线路长度的3.8%。全线用地总计5000hm2（不包括北京南站、北京动车段、大胜关桥及相关工程）。 京沪高速铁路将全线铺设无缝线路和无碴轨道,铁路线路、牵引供电、通信信号等基础设施采取多种减振、降噪、低能耗、少电磁干扰的环保措施,全线实行防灾安全实时监控,运用具有世界先进水平的动力分散型电动车组,由集行车控制、调度指挥、信息管理和设备监测于一体的综合自动化系统统一指挥,以确保实现高速度、高密度、高舒适性、大能力、强兼容、高正点率、高安全性的现代化旅客运输。 京沪高速铁路全线实现道口的全立交和线路的全封闭,既方便沿线群众、车辆通行,又可确保高速列车运行安全。全线优先采用以桥代路方式,以最大限度节约东部地区十分宝贵的土地资源。 总体设计 京沪高速铁路位于中国华北和华东地区，两端连接环渤海和长江三角洲两个经济区域，全线纵贯北京、天津、上海三大直辖市和河北、山东、安徽、江苏四省。所经区域面积占国土面积的 6.5%，人口占全国地26.7%，人口100万以上城市11个，国内生产总值占全国的43.3%，是中国经济发展最活跃和最具潜力的地区，也是中国客货运输最繁忙、增长潜力巨大的交通走廊。沿线以平原为主，局部为低山丘陵区，经过海河、黄河、淮河、长江四大水系。北京—济南属冀鲁平原，地形平坦开阔，地势为两端高、中间低，团泊洼一带为全线最低处；济南—徐州属鲁中南低山丘陵及丘间平原，地形起伏较大，泰安段为全线海拔最高的区段；徐州—上海线路主要通过黄淮、长江三角洲平原区，局部（蚌埠—丹阳）通过阶地垄岗、低山丘陵。沿线的工程地质条件主要是软土、松软土分布广泛，尤其是武清—沧州松软土、丹阳—上海软土，埋深变化大，软土层厚、强度低，工程性质差。设计最高运行时速350km，初期运营时速300km，列车最小追踪间隔按3min设计。预计京沪高速铁路建成后，列车以时速350km运行，北京南—上海虹桥站全程运行时间为3h58min；以时速300km运行，运行时间为4h37min；以时速200km运行，运行时间为6h52min。年客运输送能力双向达到1.6亿人次。 线路走向 线路走向与既有京沪铁路大体平行，正线全长约1318km，较既有京沪线缩短约140km。线路自北京南站西端引出，沿既有京山线，经天津新设华苑站并与天津西站间修建联络线连接；向南沿京沪高速公路，在京沪高速公路黄河桥下游3km处跨黄河，在济南市西侧新设济南高速站；向南沿京福高速公路东侧南行，在徐州市东部新设徐州高速站；于蚌埠新淮河铁路桥下游1.2km处跨淮河设新蚌埠站，过滁河，在南京长江大桥上游20km的大胜关越长江后新设南京南站，东行经镇江、常州、无锡、苏州，终到上海虹桥站。天津、济南、徐州、蚌埠、南京、上海等枢纽地区通过修建联络线引入既有站。 车站设置 北京南、新廊坊、天津西、华苑、新沧州、新德州、新济南、新泰安、新曲阜、新枣庄、新徐州、新宿州、新蚌埠、青岗、新滁州、南京南、新镇江、新常州、新无锡、新苏州、新昆山、上海虹桥 设北京、上海2个动车段，济南、南京南、虹桥3处动车组运用所；20个固定设施保养点；通信、信号、信息系统、牵引供电等站后设备。 预计2010年建成投入运营。 北京南站：按13台24线布置，其中设京津城际（四台7线）、京沪高速（6台12线）及普速兼市郊（3台5线）共3个车场。 天津西站：从杨村取直通过南北两条联络线引入，其中北侧联络线预留条件。天津—天津西地下直径线及
西南民族大学学报·自然科学版 第34卷第3期 Journal of Southwest University for Nationalities ?Natural Science Edition Jun. 2008 ___________________________________________________________________ ___________________________ 收稿日期：2008-03-25 作者简介: 廖宇(1965-), 男, 中国中铁二院工程集团有限责任公司高级工程师. 文章编号: 1003-2843(2008)03-0560-05 高速铁路电力供电系统的研究 廖 宇 （中国中铁二院工程集团有限责任公司,成都 610031） 摘 要: 高速铁路电力供电系统采用多种新技术、新设备提高供电可靠性. 本文着重分析单芯全电缆设计过程中的技术 难题和解决方法; 使用智能箱变、电力远动系统对提高供电可靠性的作用. 关键词: 铁路供电; 单芯电缆; 电容电流; 智能箱变 中图分类号: U223 文献标识码: A 1 引 言 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. 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10kV 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[1]. 为了保证长距离、轻负荷的区间贯通线供电质量, 铁路变配电所设有专 用10/10kV 的调压器, 经过调压器向贯通线供电[2] . 高速铁路10kV 配电所主接线图见图1. 图1 高速铁路10kV 配电所主接线图
京沪高速铁路桥梁概况 高速办王兴铎 内容摘要：本文从京沪高速铁路桥梁的特点、设计和施工三方面对京沪铁路桥梁的前期研究及现状做简要介绍。 一、京沪高速铁路桥梁的特点 高速铁路具有安全、高速、舒适的巨大优势，这也对基础设施提出了更高的要求，要求线下结构具有良好的平顺性。桥梁作为重要的基础设施和线下结构的重要组成部分，能否满足安全、高速、舒适的要求，对高速铁路全线具有举足轻重的作用。 桥梁结构如何顺应高速铁路的要求，与既有线铁路桥梁相比有那些特点。概括起来说就是：一小、二大、三重、四多。 1、一小，就是变形小。 为保证高速铁路线路的平顺性，必须要求高速铁路桥梁的变形要小。引起桥梁变形的主要因素有：梁体自重、二期恒载、列车活载、施加预应力及温度应力等。受这些内外部因素的影响桥梁结构势必要产生变形，但我们对这些变形一定要加以限制，具体的要求如下： （1）梁体的竖向挠度的要求 在ZK活载（ZK活载详见第二节）作用下梁体的竖向挠度应不小于表1所示的限值。 表1 京沪高速铁路梁体竖向挠度限值（L为桥梁跨度）
实际设计为：在设计荷载作用下1/3000----1/4000，在运营荷载作用下1/7000----1/8000。 （2）梁端竖向折角不应大于2‰；水平折角不应大于1‰。 （3）拱桥和刚架桥的竖向挠度，除考虑ZK活载的静力作用外，尚应计入温度变形的影响。此时梁体竖向挠度，按下列情况之不利者取值，并满足本条所列限值的要求。 1）ZK活载静力作用下产生的挠度值与0.5倍温度引起的挠度值之和； 2)0.63倍ZK活载静力作用下产生的挠度值与全部温度引起的挠度值之和； （4）在列车摇摆力、离心力、风力和温度的作用下，梁体横向的水平挠度应小于或等于梁体计算跨度的1/4000，为竖向的1/2。 （5）ZK活载作用下，梁体允许最大扭转角应为1‰。 （6）预应力混凝土梁的徐变上拱值应严格控制。线路铺设后，有渣桥面梁的徐变上拱值不宜大于20MM，无渣桥面梁的徐变上拱值不应大于10MM。上拱度的控制方法：a施加预应力的方法, b预应力的设置, c张拉完成后静停2个月。 （7）墩台基础的沉降量应按恒载计算，对于外静定结构，其拱后沉降量不应超过下列容许值：(墩顶位移:纵向5L1/2mm，横向4L1/2mm，并且不大于5mm) 对于有渣桥面桥梁：墩台均匀沉降量 50mm 相邻墩台沉降量之差 20mm
高速铁路牵引供电系统 1.牵引变电所 牵引变电所是电气化铁路的心脏，其作用是将110 kV（220 kV）三相交流电变换成27.5 kV（或55 kV）单相工频交流电，并供给电力牵引网和电力机车。此外，有少数牵引变电所还需担负10 kV动力负荷。所以，牵引变电所具有3个主要功能：接受三相电能，降压分配电能，减相以单相馈出供给牵引网。 2.分区亭 在电气化铁路上，为了提高运行的可靠性，增加供电工作的灵活性，在相邻变电所供电的相邻两供电分区的分界处常用分相绝缘器断开，若在断开处设置开关设备和相应的配电装置，则组成分区亭。 在复线电气化区段，分区亭的主要功能如下： （1）使同一供电臂上的上、下行接触网并联工作或单独工作。当并联工作时，分区亭内的断路器闭合以提高接触网的末端电压；当单独工作时，断路器打开。（2）当同一供电臂上的上、下行接触网（并联工作）发生短路事故时，由牵引变电所相应的馈线断路器和分区亭中的断路器配合动作，切除事故区段，缩小事故范围；非事故区段仍可正常供电。 （3）当某牵引变电所全所停电时，可闭合分区亭中的越区隔离开关，由相邻牵引变电所向停电牵引变电所进行越区供电。 总之，分区亭的作用是：对单线牵引网，使两相邻供电臂单独工作或实现越区供电；对双线牵引网，使上、下行接触网并联，提高末端电压，缩小事故范围和实行必要时的越区供电。 3.开闭所 当远离牵引变电所的枢纽站、电力机务段等大宗负荷需要多条馈电线向这些接触网分组供电时，一般采用建立开闭所的办法来解决。开闭所是指不进行电压变换而用开关设备实现电路开闭的配电所。开闭所一般有两条进线，然后多路馈
出向枢纽站场接触网各分段供电，进线和出线均经过断路器，以实现接触网各分段停、供电的灵活运行，又由于断路器对接触网短路故障进行保护，从而可以缩小事故停电范围。开闭所的作用是增加馈线数目，将主线接触网与分支接触网分开，缩小事故范围，提高供电可靠性，保证枢纽站、站场装卸作业和接触网分组检修的灵活性和安全性；降低牵引变电所的复杂程度，还可实现上、下行扭接，保证在事故情况下供电，正常情况下扭接有利于改善牵引网电压水平，降低电能损失。
001 第三章 高速铁路电力供电系统 高速铁路电力岗位维修人员，必须掌握高速铁路电力专业基本知识。了解高速铁路电力供电系统和电力SCADA 系统基本原理和设计特点。 第一节 电力供电系统 一、电力系统概述 电力系统是由发电厂、变电站、输电线、配电系统和负荷组成的有机整体，是现代社会最重要、最庞杂的系统之一。通常把包括动力、发电、变电、输电、配电及用电的全部系统称为动力系统。将电力系统中输送、变换和分配电能的整个环节称为电力网。它们的关系如图3-1所示（以水力发电为例）。 图3-1 动力系统、电力系统和电力网示意图 （一）发电厂 发电厂就是将煤、水力、原子能等一次能源转换为电能——二次能源的工厂。按照发电厂所使用的一次能源不同，发电厂可分为火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂等，火力发电和水力发电在我国电能生产中占有很大的比例，除此之外，还有风力、地热和太阳能发电等。
（二）电力网 电力网担负着将发电厂和电能用户连接起来组成系统的任务，它对于电力系统的可靠性和经济性运行有着重要的意义。图3-2是电力系统组成示意图，虚线框内是电力系统的电力网部分。 电力网由各种电压等级的输、配电线路和变（配）电站（所）组成。电力网的任务是将电能从发电厂输送和分配到电能用户。按其功能常分为输电网和配电网两大部分，输电网是由220 kV及以上的输电线路和与其相连接的变电所组成，是电力系统的主要网络，其作用是将电能输送到各个地区的配电网或直接输送给大型企业用户。配电网是由110 kV及以下的配电线路和与其相连接的配电所（或简单的配电变压器）组成，其作用是将电能输送到各类用户。 为了减少电流在输电网络上产生的电能损耗，在远距离的输电网中，一般采用超高压（330 kV以上）输电方式。发电厂的发电机端电压不可能过高（一般为6～10 kV），电能用户的电压也不可能很高（一般为10 kV及以下），因此，电力网还担负着改变电压等级的作用，这就是变（配）电所（站）。变电所（站）由电力变压器和配电装置组成，它是改变电压和分配电能的场所：将电压升高的称为升压变电所（站），将电压降低的称为降压变电所（站），而配电所（站）只负担分配电能的任务。 图3-2电力系统组成示意图 （三）电能用户 电能用户主要包括工矿企业、铁路企业和居民区等。 002
一、工程概况 1 总体概况 1.1 枢纽及站场概况 既有天津西站位于京沪线上，现为天津地区的枢纽辅助站，衔接北京、东北、 上海三个主要方向。 新建天津西站是配套京沪高速铁路建设的五大铁路客运枢纽之一。新建天津西站作为京沪高速铁路、津秦客专、京津城际铁路及津保铁路引入天津的枢纽站，京沪高速铁路和津保城际铁路由西端引入天津西站，京津城际铁路由东端引入天津西站，津秦客运专线通过天津站到天津西地下直径线从东端引入天津西站。 新建天津西站，是一个连接京沪高速铁路、津保城际铁路及京津城际轨道交通和津秦客运专线的列车到发及中转的高速站，同时又是一个办理普速列车始发、到达及通过的综合客运站。新建天津西站车场从北向南依次为津保车场、普速车场、津秦津沪车场和城际车场，总规模为24台面26线，其中津保车场5台面4线，普速车场1台面4线，津秦津沪车场12台面12线，城际车场6台面6线。 1.2与市政及地铁配套概况 与天津西站站房工程同步配套建设的市政及地铁工程有：南北广场及地下相关工程，地铁4号线、6号线车站及相邻区间工程。建成后的天津西站将成为集铁路、地铁、市政于一体的大型综合性交通枢纽。
2 建筑概况 西站站房总建筑面积22.9万平方米，包括： a. 中央站房：含地下出站厅，面积35589平方米；高架候车厅，面积56014平 方米；地面集散厅，面积17242平方米；总面积108845平方米； b. 站房辅楼：东南、西南、东北、西北四角辅楼，面积44879平方米；
c. 无站台柱雨棚，面积75515平方米； d.高架车道；
地下层平面图
轨道层平面图
京沪高速铁路建设项目跟踪审计结果 （二〇一〇年二月十二日公告） 根据《中华人民共和国审计法》的规定，2009年5月至7月，审计署对京沪高速铁路（以下简称京沪高铁）建设项目进行了阶段性跟踪审计。现将审计结果公告如下： 一、基本情况和取得的成效 京沪高铁是目前世界上在建的里程最长的高速铁路，是我国“四纵四横”客运专线南北向主骨架，途经北京、天津、河北、山东、安徽、江苏和上海等4省3市，正线全长1318公里，设计时速为350公里，概算总投资2176.30亿元。中国铁路建设投资公司（代表铁道部）等11家单位出资成立京沪高速铁路股份有限公司（以下简称京沪公司），作为京沪高铁项目的建设单位。沿线4省3市地方政府负责本省（市）境内征地拆迁工作，征地拆迁费用作价入股京沪公司。 京沪高铁建设项目于2008年4月正式开工，计划工期60个月。截至2008年底，已完成69％的路基土石方、35％的桥梁、34％的隧道、75％的涵洞工程，累计完成投资584.5亿元。截至2009年6月底，完成永久用地征地60 312亩，占用地总量的99.16％；完成拆迁677万平方米，占设计总量的97.94％。 审计结果表明，铁道部、沿线各省（市）地方政府、京沪公司和各参建单位按照“精心组织、精心设计、精心施工、精心管理”的要求，狠抓制度建设、工程质量、科技创新等工作，较好地完成了京沪高铁阶段性建设任务。 一是征地拆迁和异地安置工作总体进展比较顺利。京沪高铁工程启动以来，北京、天津、河北、安徽等沿线4省3市地方政府高度重视征地拆迁工作，以维护群众合法权益为出发点，制定了相关政策，明确了补偿标准，完善了资金管理和使用办法，成立了专门的组织协调机构，做了大量勘测、评估、补偿、拆迁和安置工作，积极推进征地拆迁进程，保证了工程建设按计划实施。 二是项目管理制度比较健全，执行较好，工程质量和工期总体可控。京沪公司作为项目法人主体，建立了标准化管理目标责任体系，梳理和规范了合同管理、招投标管理等13个管理流程，制定完善了计划财务、工程管理等5大类55项建设管理办法，建立了京沪公司、指挥部和参建单位三级安全质量控制网络，采取建立问题库、质量责任档案和试验先行、样板引路等多项措施，以确保工程质量；建设过程中，持续优化设计、优化施工组织和资源配置，采用多项先进工艺和现代化施工设备，加快了工程建设进度。审计未发现影响运输安全的重大工程质量问题。 三是加大技术创新和成果转化力度。京沪公司借鉴京津城际铁路等客运专线技术成果，大力开展自主研发和自主创新，在高速铁路深水大跨桥梁建造技术、深厚松软土地基沉降控制技术、无砟轨道制造和铺设技术等重大技术课题上加大攻关力度，取得了重要的阶段性成果，并成功应用于工程实践，不仅提高了施工效率，而且实现了我国高速铁路技术的新突破。 二、存在的主要问题和整改情况 （一）个别分项目投资控制不严。 1．审计抽查发现，截至2008年底，京沪高铁1、2、4标段及上海虹桥站部分工程超进度验工计价，累计6.17亿元；1、4标段及上海虹桥站、天津西站存在未按规定调减工程计价、超范围调增自购材料价格等问题，多计工程款共1.37亿元。 2．京沪公司将铁道部经济规划研究院负责的通用参考图动态跟踪和技术服务工作中的部分内容，重复委托给中铁工程设计咨询集团有限公司，增加工程成本2200万元。
高速铁路牵引供电系统的供电可靠性评估方法 发表时间：2018-08-21T14:20:24.843Z 来源：《电力设备》2018年第13期作者：殷子浩 [导读] 摘要：我国高速客运专线铁路的大规模兴建使高速铁路的供电可靠性倍受关注。 （中国铁路青藏集团有限公司西宁供电段青海省西宁市 810006） 摘要：我国高速客运专线铁路的大规模兴建使高速铁路的供电可靠性倍受关注。目前国际上将传统的可靠性评估扩展为对系统可靠、可用性、可维护性和安全性的全面评估。本文分析了高速铁路牵引供电系统的供电可靠性评估方法。 关键词：高速铁路；牵引供电系统；供电可靠性；评估方法； 随着我国铁路高速客运专线大力建设和既有线的提速，对铁路牵引供电系统可靠性的要求越来越高，使得安全可靠问题愈显突出。如何提高牵引供电系统的可靠性是摆在电气化铁路设计、施工、运营管理和设备制造等部门面前重要课题。 一、高速铁路供电系统网络结构 高速铁路牵引变电站电压等级由110kV上升到220kV，目前每个高铁牵引变电站由2个220 kV变电站采用主、备用方式供电接入大电网。以外部电力系统对高铁牵引供电系统进行可靠性评估，将大电网N3按网络层次分为多级，其中N1网络由直接为牵引变电站供电的220kV变电站及线路组成，N2 网络由与N1网络中变电站互联的220kV及以上的变电站和发电厂以及线路组成。在实际运行中，为确保高铁的安全稳定运行，高铁牵引变电站最高负荷可能仅有为其供电的 220kV变电站 (即 N1网络中的变电站) 容量的 1 /3不到，而 N1网络中的每个变电站又互联多个 N2网络中的变电站，高铁负荷占N1和N2网络中变电容量的比重就更小了。显然，在高铁负荷占全网负荷百分数和牵 引变电站数量占全网变电站数量百分数都非常低的情况下，盲目地在大电网环境下对高速铁路牵引供电系统静态安全可靠性分析评估，不仅效率低、复杂度高，而且意义也不大。以牵引变电站和N1，N2网络组成的 N4网络为外部电力系统对高速铁路牵引供电系统进行可靠性评估，N4网络以外的大电网节点运用蒙特卡洛抽样法，将其可靠性参数等效到 N2网络中来，这样既保证了可靠性评估的正确性，又简化了网络结构。在N4以外的大电网结构不发生改变的情况下，即使N4 内的网络发生改变，节点等效还是一直有效的，只需要对 N4内的网络进行蒙特卡洛抽样评估就可以了，从而降低了对高铁牵引供电系统可靠性评估的工作量，提高了工程可用性。 二、可靠性评估算法实现 1.用蒙特卡洛法评估高速铁路牵引供电系统的过程可分为 3 个步骤: 系统状态抽样; 状态估计; 可靠性指标统计。首先对系统的各个元件 状态 X 抽样。设系统状态的事件概率为P(X)，状态函数为F(X)，可靠性指标均值为:，式中Ω为状态空间。由于电力系统的系统元件的强迫停运率一般较小，进行随机抽样时很容易出现截尾现象，导致较大误差，如果要保证计算精度必须加大计算量。本文应用分散抽样技术克服截尾现象，提高抽样精度和效率，方法见文献1。 2.可靠性指标。外部电力系统对高铁牵引供电系统可靠性指标的定义及其解析表达式如下: （1）失负荷概率表示外部电力系统元件容量不足导致某牵引变电站失负荷的可能性，即：，式中F (x) 是电力系统状态x的二值函数，若 x是系统的正常状态，F (x) 为 0; 若x是系统的故障状态，F (x) 为 1。 （2）高速铁路供电系统故障概率风险指标。铁路丧失通过能力概率表示在考虑外部电力系统供电可靠性和越区供电的前提下，相邻的 2 个或 2 个以上牵引变电站同时停电造成整条高铁丧失通过能力的可能性。 三、基本途径 1.建立可靠性管理的标准和准则。牵引供电系统可靠性管理标准和准则是开展可靠性管理的基础。电气化铁路先进国家极其重视牵引供电系统可靠性理论和方法体系的研究，对牵引供电系统可靠性提出了明确的指标要求。我国要组织相关人员建立牵引供电系统的可靠性指标体系、运行统计方法和可靠性评价规程等，明确对牵引变电所和接触网在可靠性方面的要求，逐步完善电气化铁路供电系统可靠性理论与方法体系。 2.加强设备的采购管理工作。一个系统的可靠性水平是由组成该系统的元件的可靠性水平和系统的结构决定的。所以，要把好牵引供电系统设备的可靠性关。设备可靠性水平低，要确保系统可靠运行，将意味着使用阶段要投入更多的维护费用或设备的提前更换。在新建和改建铁路线时，要一开始就把设备的可靠性考虑在内。要对经过可靠性试验的设备予以优先考虑，对预采购设备的可靠性提出明确的可靠性指标要求。电气化铁路建设单位应在设备采购合同中明确设备可靠性问题，要求制造方对影响设备可靠性的诸多要素进行管理，把审查可靠性试验执行的情况作为接收产品的依据，以保证设备质量。 3.建立完整的可靠性信息管理体系。我国电气化铁路牵引供电系统运营部门对设备的运行情况、检修情况都有较详细的记录，但没有专门针对系统可靠性管理的记录，要从原来的设备运行和检修记录中收集有关可靠性的信息相当困难。我国应尽建立电气化铁路设备可靠性信息的采集、统计、存储和分析体系，制定设备和系统的统计和评价规程。随着铁路信息化的发展，许多电气化铁路供电系统运营部门建立了自己的信息管理系统或设备管理系统，可靠性管理完全可以作为这些管理系统的一个模块被加入，并不会影响铁路原来的管理体系。统计和分析的基础上，形成完整的电气化铁路牵供电系统设备可靠性信息数据库，为规划、设计、制造、生产和科研等部门提供可靠性信息的查询和检索服务。 四、高速铁路牵引供电系统调度策略 高速铁路负荷较全网负荷而言，有着数值小、瞬时性大的特点。高铁牵引供电系统网络结构复杂、变电站供电模式多样，仅依据主观经验和习惯不可能全面、科学地分析高速铁路牵引供电系统网络的安全可靠性。本文依据算例分析结果，结合电网安全策略，提出供调度员参考的高速铁路牵引供电系统调度策略:1) 高铁牵引供电系统网络对牵引变电站故障灵敏度高低不一，故依据灵敏度数值高低将调度策略分为2 种情况。当线路灵敏度为负值时，优先服从全网经济、安全运行调度的策略; 当线路灵敏度为正值时，优先服从高铁牵引供电系统运行安 全调度策略，即线路按故障灵敏度高低排序，优先调度灵敏度较高线路，规避高铁牵引供电系统故障。2) 高铁牵引供电系统网络对牵引变电站故障灵敏度非常高，是高铁牵引供电网安全运行的关键环节，调度优先服从高铁牵引供电系统运行安全调度策略，调度使用灵敏度较高的线路作为牵引变电站主供线路，确保高铁牵引供电系统安全可靠运行。3) 从电网安全角度考虑，高铁牵引供电系统网络中每个220kV 变电站单独供电一个牵引变电站，不重复为2 个及以上牵引变电站同时供电。4) 参考可靠性故障灵敏度指标时，优先参考数值较大