高速铁路牵引供电系统馈线保护问题分析
摘要：社会经济的迅猛发展，促进了交通运输业的发展，使得高速铁路在人流、物流运输方面的功能和作用得到了较好的发挥。高速铁路牵引供电系统的供电能
力问题关系高速铁路运营的安全性和稳定性，如何做好馈线保护是现阶段必须考
虑的一个重要问题。基于此，本文主要对高速铁路牵引供电系统馈线保护问题进
行了简要的分析，希望可以为相关人员提供一定借鉴。
关键词：高速铁路；牵引供电系统；馈线保护；问题分析
1高速铁路牵引供电系统以及馈线保护概述
1.1牵引供电系统
牵引供电系统是高速铁路的动力心脏，需要为机车提供持续可靠的电力供应，为行车提供通信用电等，是整个高速铁路的核心组成部分。牵引供电系统从电力
系统或一次供电系统接受电能，通过变压、变相或换流（将工频交流变换为低频
交流或直流电压）后，向电力机车提供所需电流制式的电能，是完成牵引电能传输、配电等全部功能的一个完整系统。牵引供电系统的性能直接影响列车牵引功
率的利用以及牵引传动控制系统的性能。其供电方式可分为：直接供电方式（TR）、BT（吸流变压器）供电方式、AT（自耦变压器）供电方式、直供+回流（DN）供电方式（TRNF）和同轴电力电缆供电方式。
1.2馈线保护
牵引变电所馈线保护装置是供电线路的大脑,能反应供电线路的故障和不正常
运行状态,并能迅速地、有选择性的作用于断路器切除故障线路,从而保证无故障
线路的正常运行,最大限度的避免事故的发生。
2高速铁路牵引供电系统馈线保护问题
2.1牵引网导线短路故障
牵引网导线短路故障问题对于高速铁路牵引供电系统的供电能力有着较大的
影响，关系到系统运行的安全性和稳定性。从现阶段高速铁路牵引供电系统的运
行情况来看，主要包括Ｆ－Ｒ短路、Ｔ－Ｆ短路和Ｔ－Ｒ短路。短路故障问题的
产生，主要受绝缘子影响。绝缘子在牵引供电系统运行过程中，受到外部环境影
响较大，易导致电弧短路，从而影响设备运行的安全性和稳定性。
2.2牵引网断线接地故障
断线故障也是高速铁路牵引供电系统常见问题。断线故障主要包含正馈线断
线和接触网断线，其中正馈线断线的发生几率较高。正馈线断线包括了电源侧悬空、非电源侧悬空接地故障。牵引网断线接地故障可能造成供电系统无法进行正
常的供电，导致高速铁路牵引供电系统无法正常工作，给高速铁路运行带来不利
影响。由于牵引网断线故障发生几率较高，因此在维护过程中就需加强检修和维
护的次数，并做好时间方面的安排。
3高速铁路牵引供电系统馈线保护方法
3.1阻抗（距离）保护
在馈线保护中一般采用距离保护作为主保护。距离（阻抗）保护是反映故障
点至保护安装处的距离，并根据距离的远近确定动作时间的一种保护装置。距离
保护既反映被保护线路故障时电压的降低，又反应电流的升高，是反映线路阻抗
下降而动作的保护，采用方向阻抗继电器还可反应相角的变化，具有灵敏度高，
保护范围及选择性不受系统运行方式影响和动作迅速的特点。
3.2电流速断保护
当供电系统发生严重故障时为消除近点阻抗保护动作死区，设置该保护，对
重负荷线路可以选择低电压闭锁、二次谐波闭锁、谐波抑制特性。电流速断保护
的缺点是其保护范围受系统运行方式的影响，在某些情况下电流速断保护可能没
有保护范围。因此，一般需要对电流速断保护的灵敏性进行校验。电流速断保护
按躲过最大运行方式下供电臂线路末端金属性短路电流整定，动作电流整定值较大，同时要求快速动作，但保护范围较小，大约保护整条供电臂首端的25%左右。当馈线发生变电所近端短路故障时，电流速断保护动作，故障电流较大，故障电
压较低。
3.3过电流保护
过电流保护一般作为牵引馈线的后备保护，按躲过供电线路的最大负荷电流
整定。机车在线路上行驶时，负荷电流经常变化，即在任一电流值下运行的时间
都很短；而故障电流只要一产生，就一直持续到故障切除后方可实现过电流保护。
3.4 27.5kV馈线保护技术
馈线的智能化改造主要是通过增加合智一体装置和断路器在线监测IED实现的。（1）合并单元负责采集母线电压和馈线电流，在转换模数后经SV网点对点
传送至馈线保护测控装置和网络分析仪等智能终端。同时还具备断路器操作箱功能，包含分合闸回路、合后监视、重合闸、操作电源监视和控制回路断线监视等
操作。系统支持以GOOSE方式上传一次设备的状态信息，同时接受来自站控层和间隔层GOOSE下行控制命令，实现对一次设备的实时控制。此外，系统能够记录GOOSE下行控制命令，含收到命令的时刻、来源及出口动作时刻等信息，并能够
提供查看方式。断路器在线监测装置如图1所示，可用于监测分合闸线圈电流，
并将信息直接上传至站控层MMS网。（2）电子式互感器的应用。电子式互感器
与常规互感器的测量数据相互统一，能够满足智能变电所的保护、综合分析、智
能告警和辅助应用的需求，提升了互感器模拟量数据的精度和抗干扰性能。
图1断路器在线监测装置
3.5站域后备保护方案
根据失电保护动作逻辑判断，“电压、电流信号作为辅助判断条件”的作用是
判断牵引变电所一次设备和牵引网是否存在故障。该辅助判断的功能实际是一种
能识别全所故障的站域后备保护功能。在牵引变电所既有保护功能失效时可实现
牵引变电所一次设备和牵引网的保护功能，且具有以下特点：（1）1套保护装置
完成牵引变电所全部一次设备和牵引网的保护功能；（2）可准确识别各种故障
所在位置，具有良好的选择性；（3）设置27.5kV母线保护，在母线故障时可迅
速动作切除故障；（4）保护装置采集的模拟量和开关量在各种保护间共用，节
约硬件资源。
4案例分析
4.1概况
某城市高速铁路，牵引变电所212馈线回路因正馈线绝缘子遭雷击炸裂，正
馈线脱落后与PW线接触短路；发生故障的同时，变电所212馈线综自模块损坏，保护失效，造成越级跳闸，故标装置不能启动；雷电过电压同时造成正馈线上网
隔离开关操作机构电源跳闸，隔离开关不能远动操作，加大了故障判断处理难度（图2）。
4.2原因分析
本次故障的直接原因是正馈线绝缘子遭雷击炸裂，正馈线脱落后与PW线接
触短路。发生故障的同时，212馈线保护CPU板烧损，保护失效，造成越级跳闸；
正馈线上网隔离开关操作电源跳闸，造成无法远动分开正馈线。AT故标装置因212馈线保护CPU板失效未能给出故障报告，导致调度员误判为所内故障。212
馈线保护未动作的原因：馈线保护装置的开关量输入回路及其光电隔离元件都在CPU板上，室外隔离开关（院内的WO2）机构箱的开关量信号回路瞬时过电压，
击穿了CPU板上的输入回路对应的光电隔离元件（OP63），烧损了CPU板上的
逻辑运算芯片（lattice），造成212馈线保护不能启动。211馈线保护未动作的原因：短路点距212馈线上网点较近（1.55km），212未跳闸时流过211馈线的短
路电流过小，造成211馈线保护不能启动。网上隔离开关W02F远动操作拒动的
原因：开关附近遭受雷击时，地电位上升造成隔离开关机构箱内的电涌保护器导通，工频电源通过电涌保护器形成工频续流，从而造成空气开关2ZK跳闸，使操
作机构失电而不能执行远动操作。AT故标装置无故障报告的原因：故标装置测距功能是由馈线保护装置保护出口继电器接点进行触发，在211、212馈线保护装
置拒动的情况下故标装置不会形成故测报告。
4.3改进方案
图2故障示意图
4.3.1保护装置。CPU板烧损的改进方案对于保护装置CPU板烧损问题，可以
采取以下几种改进方案：（1）将开关量输入回路的普通接线端子更换为光电隔
离端子。（2）将开关量输入回路的普通接线端子更换为端子型电涌保护器。（3）增加测控装置，将隔离开关控制与馈线保护分开。通过对比分析，采用光电隔离
端子的方案能达到对馈线保护装置进行过电压防护的目的，且比较易于现场实施，推荐采用该方案。抗将落在四边形外侧，不会引起阻抗保护动作，而222DL最大
负荷时刻的阻抗角为31.2，故阻抗Ⅰ段、Ⅱ段未动作是合理的。
4.3.2防范措施。通过上述分析，说明馈线222DL缺少高阻接地保护，若馈线
发生高阻接地故障，不能及时切除故障线路，对馈线设备的危害极大。因此，馈
线保护需增设对高阻接地故障较灵敏的电流增量保护。比较短路与负荷2种状态
可知，无论是牵引运行工况还是再生制动工况，负荷电流中均含有大量高次谐波（3次谐波为主），另外当AT或机车变压器投入时产生的励磁涌流含有很高的二次谐波分量，而短路故障时，故障电流基本是基波，故利用高次谐波抑制、二次
谐波闭锁功能，通过判断基波电流增量而动作的I保护，可以不受机车再生负
荷的影响，并作为距离保护的后备保护对高阻接地故障能起到较好的保护作用。
对馈线保护装置增设电流增量保护后，再未发生保护越级动作的情况。
结束语
高速铁路牵引供电系统馈线保护问题关系到系统运行的稳定性和可靠性，对
于高速铁路运输业的发展有着巨大的影响，在实际工作过程中必须对相关问题予
以重视。高速铁路牵引供电系统馈线保护工作，要针对现有问题做好分析，加强
技术更新，提升系统运行的安全性和可靠性，以满足高速铁路牵引供电系统馈线
保护的需求。
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牵引供电系统保护 第一节牵引供电系统保护特点 牵引供电系统的供电对象主要是电力机车。而电力机车是移动的、大功率的单相负荷，因此它有别于电力系统的位置固定三相基本对称的负载。 为了适应电力机车沿线路移动，牵引网的结构比电力系统馈电线路要复杂得多。同时，其工作条件也较恶劣，因为电力机车的受电弓与接触线一直处于快速滑动接触状态。机车通过其接触点取流。当接触不良时将会产生火花或电弧，使接触线过热，以致烧伤。另外，由于受电弓对接触线有迅速移动的向上压力，使接触线经常处于振动状态，因此引起接触网机械故障的机率增大。上述损伤及故障都可能导致牵引网短路。 牵引负荷不仅是移动的，而且其大小随时都在变化，某一电流值的持续时间往往可以秒来计算。馈线电流值的变化范围极宽，一般在零和最大负荷电流值之间变动。牵引负荷的大小主要与线路上的列车数量、机车功率。牵引重量、运行速度以及线路情况等有关。 根据以上特点，设计牵引网保护时应考虑以下具体问题： 1、牵引网保护无论在正常或强制供电状态时，均能保证足够的灵敏度和有选择的切除故障。 2、牵引网远点短路时短路电流较小，但近点短路时短路电流又相当大，为了减小危害，仍要求牵引馈线保护速动。
3、牵引馈线为长距离、重负荷线路，以距离保护作为主保护。 4、由于牵引供电系统出现励磁涌流的机会较多，为了避免其对保护的影响，一般对电流保护和距离保护均应采用二次谐波闭锁的方法。 5、牵引网的负荷阻抗角大，可达到30—40°，电力系统的负荷阻抗角通常为25°，应采用偏移平行四边形特性的阻抗保护。 第二节牵引供电系统保护 一、主变压器保护 1、根据电力设计规程的规定，牵引变压器应设置如下保护 1）主要保护，主要保护由瓦斯保护和差动保护构成，瓦斯保护用于反映变压器油箱内部的短路故障，差动保护既能反映变压器油箱内的短路故障，也能反应油箱外引出线、套管上发生地短路故障。主保护跳闸一般启动主变备投。 主变压器重瓦斯保护动作使断路器跳闸后，一般不能将变压器投入运行，只有确认是瓦斯保护误动或经过高压试验、变压器油化验均无异常后方可进行空载试投，若空载试投成功后可以正式投入运行。在主变压器投入运行前，要查明保护跳闸原因，并将故障部位处理好。 一般情况下，下列故障可能引起变压器重瓦斯保护动作 （1）变压器内部线圈发生匝间或层间严重短路 （2）变压器油面下降太快。
电气化铁路牵引变电所主接线设计及继电保护分析 作者：陶倩刘磊武金甲 来源：《消费电子》2022年第02期 《中长期高速铁路网规划》中指出，至2025年，中国铁路网发展规模将高达17.5万公里，当中高铁将实现3.8万公里。到2030年，中国的远景铁路网发展规模将实现20万公里，当中高铁将实现4.5万公里。铁道行业广阔的市场前景，特别是高速铁路的高速发展会带来电气化铁路供电系统行业旺盛的市场需求。 我国目前的客运专线用的单相工频（50Hz）交流电，除个别大运量货运线路之外，牵引供电系统都采用AT供电.AT供电通常配置的继电保护为馈线距离保护、过电流保护、电流速断保护等保护。在自動化技术迅猛发展下，牵引供电系统及继电保护系统已有综合自动化发展的趋势。 铁路是我国交通运输中的重要组成部分，国家铁路和城市轨道交通是关系到我国国计民生的重大基础设施。电力牵引在铁路、城轨和工矿运输中广泛应用，提高了运量和经济效益，电气化铁路为我国铁路缓解了运输压力，与我国能源结构状况相适应，对我们出行及社会发展有着重要的作用，是当今铁路机车牵引的主要动力来源。 牵引变电所的安全可靠工作是维护电气化高速铁路正常安全可靠运转的重要前提，其继电保护工作就是维持牵引变电站正常工作和故障切除的最主要维护手段之一。主要功能包括：通过对用户的动作定值设定迅速切断故障装置和线路，减少了故障范围和故障时间所造成的经济损失。利用自动重合闸、后备供电电源自投等设备，保证供电的安全可靠、减少了供电故障停电时间。以及通过故障标记，迅速对故障地点加以定位，从而加速了故障抢修的速度。采用了微机综合自动化控制系统，从而完成对牵引变电所设备的远程调度。牵引变电所继电保护是保证牵引变电所可靠工作的关键，如果加设了继电保护系统装置，就可以使牵引变电所按正常状态工作。所以，牵引变电所主接线设计以及继电保护系统的可靠配置、安全操作，对于电气化铁路的运营具有关键的意义。 （一）电气主接线的设计功能 高铁牵引供电系统主要任务是为高铁电力机车的操作和控制不间断地供应高效且稳定电力。相对于普速列车，由于高速铁路牵引载荷量大、列车车速快且发车运行密度较高，所以对牵引供电系统稳定性、可靠度等都提出了更高的要求。
铁路牵引供电系统中存在的问题及解决对策分析 摘要：牵引供电系统是提供电力机车动力的系统，其特点为：线长、负荷变化大、地形复杂、维护要求高、故障影响范围大、处理时间紧、损失大，现有的故障处理方式难以满足铁路快速发展的安全要求。因此在牵引供电线路上安装应用远动系统具有非常重要的意义。本文深入分析了现有铁路牵引供电系统中存在的主要问题，并提出了针对性的技术性解决对策。 关键词：铁路；牵引供电；问题；对策 引言 铁路牵引供电系统远动系统是由控制站（调度端）与被控站的远动装置及连接于两者之间的信道设备组成的调度牵引供电设备的远距离监控系统，它可以实现线路的实时遥测、遥信、遥控、遥调。当前的牵引供电系统存在很多问题，使得供电的效率和质量降低，同时对于电气化铁道运行的可靠性和安全性有一定威胁。所以加强对于铁道牵引供电系统的研究显得非常重要。 一、铁道牵引供电系统存在的问题 （一）无功功率问题 第一，有效增加有功损耗。无功功率提升了整个牵引供电系统中的有功损耗，并增高了系统供电线路及供电设备中的发热热量，从而使系统出现能量损耗。 第二，增加无功容量。无功功率增加了系统中的整体供电电流，长时间运行增加了电力系统发电机、电气设备、变压器及导线中的容量，影响了系统正常运行。 第三，降低有功容量。无功功率使得系统变送电整个设备上的无功容量增加了，且在一定程度上使系统输出的有功容量降低了。所以说，采用有效的措施对牵引供电系统中无功功率问题进行解决以使系统可靠性得到提升。 （二）谐波电流 电力系统所形成的谐波与其它整流负荷形成的谐波相同，对于电力系统及用户有极大的危害。特别是负荷功率大、波动性强，其危害主要表现为： （1）谐波增加了公共电网中各元件的谐波耗，导致用电、输电、发电设备的效率降低，过量三次谐波还会引发火灾。 （2）谐波会影响各种电气设备的正常运行，不但会附加耗损，还会引发机械振动、噪声、过电压，造成变压器局部过热。另外，谐波对于电容器、电缆、路由器、逆变电源等设备的使用寿命也有影响。
高速铁路牵引供电系统继电保护研究 摘要：高速铁路的牵引供电系统的主要功能就是向电力机车提供连续可靠的电能。但是，由于系统结构、供电方式、用电负荷的不同，牵引供电系统继电保护原理与电力系统有很大差别，因此，需要加强高速铁路牵引供电系统继电保护的研究。基于此，文章就高速铁路牵引供电系统继电保护进行分析。 关键词：高速铁路；牵引供电系统；继电保护 1.高速铁路牵引供电系统概述 从组成上来看，高速铁路车辆牵引供电系统由牵引网、电力机车组和牵引变电所构成。利用牵引变电所完成电能转化后，系统能够利用独立电源进线将电能传送给牵引网，从而为车辆供电。而由于牵引负荷为单相负荷，所以需要利用特别变压器将负荷均匀分配到系统三相中。在高铁上，则通常采用V/x接线等牵引变压器。在供电方式上，系统主要采用全并联AT供电方式，设置有多个供电回路，所以在故障发生时会产生多个回路给短路点供电，对继电保护有特殊要求。此外，高铁车辆采用交-直-交电力机车，电路谐波成分等有一定差异，因此也将影响继电器保护功能的发挥。 2.继电保护研究 2.1线路保护研究 2.1.1电力系统线路保护 由于全线速动的需要，电力系统220kV以上电压等级的线路普遍采用以光纤为通信通道的线路电流差动保护作为主保护。光纤电流差动保护简称光差保护，其保护原理建立在基尔霍夫电流定律的基础之上，具有良好的选择性，能快速地切除保护区内的故障，长期以来对其的研究一直不断。 电力线路能够应用电流差动保护的一个重要前提是电力负荷在被保护线路的区域以外，与牵引网有很大不同。作为牵引网的负荷，电力机车或动车组会在牵引网区段内沿线移动。如果牵引网采用差动保护，在负荷工况下差动电流将是所有负荷电流之和，差动保护的动作电流必须躲过最大负荷电流。在此情况下，差动保护的动作电流与过电流保护的动作电流相同，两者的灵敏度也相同。 2.1.2牵引网保护 高速铁路牵引网沿用了普速铁路采用的保护原理，主要有距离保护、过电流保护、电流增量保护等。 第一，距离保护。普速电气化铁路采用距离保护作为牵引网的主保护，并利用负荷电流中的综合谐波含量自动动态调节四边形动作特性的边界，从而防止保护在负荷电流下误动作。第二，过电流保护。根据牵引网供电方式的不同和继电保护选择性的需要，过电流保护可配置1～3段，并可采取综合谐波抑制和励磁涌流闭锁措施。第三，电流增量保护。电流增量保护根据电流在短时间内的变化幅度来区分是负荷电流和故障电流：在正常情况时，电力机车沿线顺向行使，牵引网电流的增量不会超过1辆车电流的最大值；在牵引网故障时，短路电流急剧增大，电流的增量比负荷电流大得多。第四，接触网发热保护。高速重载列车的单车牵引电流较大，在300～350km/h时可达到600～1000A，接触网在比较长时间内都是大电流时，容易发热，然后牵引网的扩张力会降低，稳定性也会变差，从而就会对高速重载铁路正常工作运行时产生影响，所以为了保护接触网，必须设置热过负荷保护。该原理是以机车负荷和环境温度为基础，根据接触网热模型实时计算接触网温度，当计算的温度比设定的温度高时，跳闹回路就会工作，使
目录 摘要 (2) 前言 (3) 第1章绪论 (4) 第2章铁路牵引供电系统及继电保护概述 (5) 2.1 铁路牵引供电系统组成 (5) 2.1.1 牵引变电所、开闭所 (6) 2.1.2 牵引网、分区所、AT所 (7) 2.2 继电保护装置 (8) 2.2.1 继电保护分类 (9) 2.2.2 对继电保护的基本要求 (10) 第3章牵引变压器继电保护配置及分析 (11) 3.1 牵引变压器的运行方式 (11) 3.1.1 空载合闸 (11) 3.1.2 短路故障 (11) 3.1.3 不正常运行状态 (12) 3.2 牵引变压器的保护 (12) 3.2.1 主保护 (12) 3.2.2 后备保护 (13) 3.2.3 辅助性保护 (13) 3.3 牵引变压器差动保护 (14) 3.3.1 单相变压器 (14) 3.3.2 Y/d11接线变压器 (15) 3.3.3 V/v接线变压器 (15) 3.3.4 阻抗匹配平衡变压器 (16) 3.3.5 Scott接线变压器 (17) 3.3.6 V/x接线变压器 (18) 3.3.7 自耦变压器 (18) 3.4 牵引变压器差动保护原理框图 (19) 第4章AT供电方式继电保护配置及分析 (21) 4.1 铁路牵引供电方式 (21) 4.2 AT供电方式继电保护配置及分析 (21) 4.2.1 A T供电方式的原理接线 (21) 4.2.2 A T供电方式的特点 (22) 4.2.3 A T供电方式牵引网保护配置 (22) 4.2.4 全并联AT供电牵引网保护配置 (24) 总结和体会 (27) 谢辞 (28) 参考文献 (29)
铁道牵引供电系统存在的问题及其应对措施 一、问题概述 铁道牵引供电系统是铁路运输中的重要组成部分，其作用是为列车提供电力，保障行车安全和运行效率。然而，在长期的使用过程中，该系统存在着一些问题，主要包括：供电质量不稳定、设备老化、能耗高等方面。这些问题直接影响了铁路运输的安全和效率，因此需要采取相应的措施进行解决。 二、问题分析 1. 供电质量不稳定 在实际应用中，由于各种原因（如线路阻抗不匹配、设备故障等），牵引供电系统会出现电压波动或者频率偏移等现象，导致列车的牵引力不稳定甚至无法正常工作。同时，这些波动和偏移还会对其他设备产生影响，例如信号灯、计算机等。 2. 设备老化 铁道牵引供电系统中的大部分设备都具有较长的使用寿命，在长时间使用过程中容易出现老化和损坏。例如，变压器绝缘老化、断路器接触不良等问题都会对系统的正常工作产生影响。 3. 能耗高
铁道牵引供电系统需要消耗大量的电力，而且在列车启动和停止时，其能耗会更加高昂。这不仅增加了铁路运输的成本，还对环境造成了不良影响。 三、解决措施 1. 优化供电质量 为了解决供电质量不稳定的问题，可以采取以下措施： （1）建立完善的监测系统，对牵引供电系统进行实时监测和分析，及时发现并排除故障。 （2）采用先进的调节装置和控制技术，保证供电稳定性和可靠性。（3）加强设备维护和检修工作，确保设备处于良好状态。 2. 更新设备 为了解决设备老化问题，可以采取以下措施： （1）制定设备更新计划，并逐步替换老化或损坏的设备。 （2）采用先进的技术和材料，提高设备的可靠性和使用寿命。（3）加强设备维护和检修工作，延长设备寿命。 3. 提高能效 为了解决能耗高的问题，可以采取以下措施： （1）优化列车行车计划，减少列车启动和停止的次数，降低能耗。（2）采用节能型设备和技术，降低系统的能耗。 （3）加强能源管理，提高能源利用效率。
试析高速铁路牵引供电系统馈线保护 摘要：本文主要对高速铁路牵引供电系统馈线保护相关问题进行探讨，从牵引供电系统供电方式作为出发点，并充分配合高速铁路牵引供电系统的整体供电能力进行分析后，希望能够为高速铁路牵引供电系统馈线保护提供一定的借鉴和参考。 关键词：高速铁路；牵引供电系统；馈线保护 引言 随着社会经济的快速发展以及城市化建设的不断深入，我国交通运输行业迎来了快速发展时期，在物流、人流运输中高速铁路发挥着不可替代的作用。在高速铁路运营过程中铁路牵引供电系统的供电能力对高速铁路运行的安全性和稳定性会产生极大影响，因此在当前的高速铁路运行过程中必须要对馈线保护的相关问题给予充分考虑。 1 高速铁路牵引供电系统简述 1. 1. 供电系统概况 高速铁路牵引供电系统通常情况下主要包括了变电所、电力机车以及牵引网等三个主要的组成部分[1]。三相交流电是牵引供电系统的主要供电模式，三相交流电通过变电所进行转换后输出单相交流电，最后将单相交流电输入到牵引网中就可以实现为铁路车辆直接供电。下图1为其基本的原理图。
图1 高速铁路牵引供电系统基本原理图 1. 1. 变压器接线 高速铁路在运营过程中整体的运行负荷体现出了单向性以及快速变化的特征，因此要求变压器必须具备良好性能，在选择变压器过程中需要保持其具有较大容量、负荷较强、消耗相对较小。对于变压器来说其主要有单向、三相、三相－两 相等几种接线方式[2]。变压器的单相接线相对比较简单，而且具有较高的容量利 用率，因此成本投入也相对较小，但是在这种机械模式下会对整个供电系统产生 巨大影响，甚至在一些情况下会给接触网和变电所带来安全隐患。采取三项这些 方式不全能够满足不平衡牵引供电需求，而且也可以直接向变电所供电，但是在 这些方式下容量利用率相对较低。三相－两相这些模式下能够100%实现容量的有 效利用，但是整体接线方式非常复杂，设备投入成本较高，而且在实际应用过程 中非常容易出现电位漂移等一些状况[3]。 2 高速铁路牵引供电系统馈线故障 2.1 导线短路 F－R短路、T－F短路、T－R短路是牵引网导线短路故障中最为常见的几种 形式,短路故障通常情况下是因为外界环境因素对绝缘子产生影响所造成。牵引 网运行过程中由于受到灰尘污染而导致绝缘子绝缘性能不断下降，最终引发短路
阐述铁道牵引变电所馈线保护措施 一、牵引变电所概述 1、牵引变电所类型 随着我国科技水平的不断提高，我国的铁道牵引变电所类型逐渐增多，到现在为止，我国主要有单相牵引、三相牵引、三相一两相牵引三种类型的牵引变电所。每种牵引变电所都有不同的特点，就像铁道所用的电能都是由牵引变电所将三相转为单相的电能。 2、牵引供电方式 牵引变电所的牵引供电方式主要分为单线区和复线区两大部分，每一个部分都有不同的供电方式。（1）单线区牵引供电方式：单线区主要有单边与双边两种供电方式。单线区单边供电非常的简单，如图1所示，单边供电方式的特点主要是具有较强的独立性，不受到外界的干扰，正因如此，单边供电方式被广泛地应用在单线区；单线区的双边供电方式如图2所示，双边供电虽然没有单边那样的独立性，但是双边供电方式的供电质量非常高，损失的电能非常低，设备之间的负荷也是非常均匀的，唯一不好的就是继电保护比单边供电方式要复杂得多。 （2）复线区的供电方式主要有单边分开供电方式、双边扭结供电方式和单边并联供电方式。复线区的单边分开供电方式如图3所示，主要的特点是有较强的独立性，简单实用，不用设置专用的分区亭，专门适用于那些电量运算小、馈电臂较短的场合；单边并联供电方式如图4所示，其供电质量相对来说比较高，供电负荷也相对均匀，唯一不同的是需要设立专门的供电分区亭。单边并联的优势特别明显，被广泛地应用在复线区；复线区的双边扭结供电方式如图5所示，特点就如同单线区的双边供电方式一样，具有较强的供电质量与均匀的供电负荷，缺点也一样，都是继电保护方式比较复杂。 二、牵引负荷 牵引供电负荷的特点：（1）牵引供电所的牵引负荷并不是固定不动的，它会随着电能转变而移动，并且负荷的大小也会随之改变，一般计算的電流值都是按照S来计算的。（2）牵引变电所的牵引负荷在变化时会产生一种频率，这种变化频率比一般的电力负荷变化频率大很多，而且变化的幅度也比一般电荷大。（3）牵引变电所的牵引供电臂供电距离与单位阻抗跟一般的输电线路相比，距
牵引变电所的馈线保护 华东交通大学电气与电子工程学院刘家李 随着时代的发展,利用微机构成的变电站自动化系统在电力系统得到了广泛 的应用,并取得了良好的效果,使得电力系统继电保护的可靠性和快速性都得到很大提高.由于牵引供电系统的负荷特性和电力系统的负荷特性不同,牵引网继电保护技术和操作水平相对落后,电力系统的变电站自动化技术在牵引供电系统中还 没有得到广泛应用.而牵引变电所变电站自动化的馈线保护主要去分析牵引供电 系统的构成,牵引变电所向电力机车的供电方式,以及电气化铁路的负荷特征.牵 引负荷具有冲击性、移动性、电流变化范围广、励磁涌流大、高次谐波含量高等不同于一般负荷的特征,因此其馈线保护的原理相对于一般变电所来说有所不同.通过分析其负荷特征,根据自适应原理,提出了利用高次谐波对距离保护、电流增量保护等主、后备保护进行抑制,自动改变其动作边界,并利用二次谐波进行保护闭锁,对防止由励磁涌流、再生负荷等因素引起的保护误动作有很好的功能.其中距离保护主要采用四边形保护特性. 自 2005 年5月馈线保护整定值调整以来,牵引变电所运行基本稳定,这避免了大负荷电流引起的变电所馈线断路器跳闸,保证了牵引变电所的可靠供电. 1 故障分析 由于阻抗 II 段是按正常供电进行整定（见式 1）,阻抗III 段是按越区供电进行整定（见式 2）,所以一般阻抗III 段的线路阻抗大于阻抗II 段的线路阻抗,当相邻变电所供电臂越时,相差就越大。由式（1）和式（2）的整定计算方法,结合四边形特性可以明显地看出阻抗III 段Z 值大于正常供电时阻抗II 段的Z 值.由于阻抗II 段与阻抗III 段选取了相同的最大负荷电流,这样它们的R值相同. Z II=K k （2×Z1）×n L/n y （1） Z III=K k （Z1+2×Z2）×n L/n y。（2） 式中.Z II 为1#变电所阻抗II 段线路阻抗整定值;Z III 为1#变电所阻抗III 段线路阻抗整定值;Z1 为1#变电所至分区亭的线路阻抗;Z2 为2#变电所至分区亭的线路阻抗;K k 为可靠系数;n L 为馈线电流互感器变比;n y 为馈线母线电压变比.而负荷电流阻抗角一般为30°～45°.这样造成正常负荷电流落到了阻抗III 段的动作区,造成阻抗III 段保护误动.这也是为什么阻抗II 段与阻抗III 段R 值和动作时间相同,但大多阻抗II 段不跳闸的原因.当列车提速后车流密度增大,再加上客车内用电从网上取流以及货车取流的增加等,构成了大负荷电流跳闸的条件,引起变电所馈线断路器跳闸. 2 参数的选取准则 （1）通过对多次跳闸分析,发现原来选取的最大负荷电流不能满足要求,所以造成了保护的误动.故标指示的短路电流可作为线路最大负荷电流的选取依据,故标显示OVER 测量越限,是因为线路没有发生短路,只是负荷阻抗而不是短路电抗,所以不能显示公里数. （2）最大负荷电流的选取不能引起主变压器的二次低压起动过电流保护动作，因此选取该电流后要校验低压起动过流的低电压以满足要求.
铁路牵引供电跳闸原因分析及应对措施 摘要：改革后，我国的交通行业随着社会发展不断进步，在社会经济水平不 断提升下，对公路要求不断提高。铁路原平分公司管内为双线电气化铁路。由于 地处山区，运行条件复杂造成牵引跳闸原因多样，跳闸处理时间较长，影响正常 行车组织，在出现跳闸时通过跳闸报告的相关数据初步推断跳闸类型，加快故障 处理效率，合理制定抢修方案显得尤为重要。通过总结分析管内跳闸原因，并制 定相关应对措施，为相关工作提供参考。 关键词：牵引供电；跳闸；分析；应对措施 引言 牵引供电接触网是高速铁路的重要组成部分，由于接触网大多数时间暴露在 自然中，不但容易出现老化、受损等情况，还可能受到雷击等自然灾害。高速铁 路牵引供电接触网受到雷击时，侵入波过电压会通过接触网进入牵引变电所中， 可能会对变电所中的相关设备造成损伤。因此，在这种情况下，必须要对高速铁 路牵引供电接触网的防雷优化设计给予高度重视，采取可行、有效的雷电防护措施，从而预防雷电可能造成的事故，维持高速铁路的正常、稳定运行。 1概述 牵引供电跳闸是牵引供电设备运行状态不良的直接体现。设备隐患、故障或 外界原因造成的跳闸，直接威胁着牵引供电设备的安全运行。为了减少故障延时，不打乱整个运输次序，所以快速、准确地找到牵引供电跳闸真实原因，做好日常 出动准备工作，对消除设备隐患，压缩故障延时，指导事故抢修具有重要意义。 2根据故障报告分析跳闸原因 2.1短路故障跳闸
短路故障分为接触网接地故障（T-R故障）、正馈线接地故障（F-R故障）、接触线与正馈线短路（T-F故障）：接触网接地故障有多种原因，如异物接地、 机车附件击穿、金属性接地、树木接地、弓网故障等；正馈线接地故障存在于高 阻抗接地比如树木倾限、轻飘浮物接地、断线接地、绝缘距离不足等；接触线与 正馈线短路存在于异物同时搭接。 2.2雷击危害产生的根本原因 雷击对高速铁路产生危害的根本原因可以分为以下三方面：第一，牵引供电 接触网安装结构。牵引供电接触网的保护线、正馈线的高度存在一定的差异，正 馈线的位置较高，两种线的保护装置未严格按照要求设置，导致对雷击的预防能 力较低，正馈线与接触网之间未做好有效的隔离措施，导致雷击的风险较大。或 线路的宽度、密度设置未达到要求，为闪络的出现埋下了风险。此外，保护线的 高度过低、未安装避雷线等，均有可能造成雷击危害；第二，建设工程环境。目 前我国高速铁路的运行区域内每年会发生大量的雷击事件，而雷击的发生率与高 速铁路所在区域的雷电天气密切相关。由于高速铁路周围的环境较为复杂，一般 在高架桥梁或空旷处，一旦出现雷电天气，接触网极易受到雷击；第三，位置。 接触网最易受到雷击的位置主要为承力索、正馈线、保护线。其中承力索和正馈 线会安装不同形式的绝缘子，而保护线则采用非绝缘安装的方式。当承力索、正 馈线受到雷击时，绝缘子的承受力会呈现出逐渐下降的趋势，因此多数雷击都会 引发闪络现象。在正常情况下，若正馈线的位置高于承力索，正馈线就会形成保 护角，在雷电天气时极易被击中。若正馈线被击中时，绝缘子被击穿，会增加钢 柱上的电位，导致承力索与钢柱之间的电位差超过正常水平，引发承力索绝缘子 闪络。 3铁路牵引供电跳闸应对措施 3.1建立联控机制 出现跳闸时供电工队与分公司、变电所、电务工队、车站做好及时沟通，了 解跳闸信息，通过故障测距装置锁定故障距离，并分析故障类型，及时派出人员 对故障点前后2km范围进行巡视；同时与车站做好沟通，了解行车情况以及跳闸
高速铁路牵引供电系统馈线保护问题分析 摘要：社会经济的迅猛发展，促进了交通运输业的发展，使得高速铁路在人流、物流运输方面的功能和作用得到了较好的发挥。高速铁路牵引供电系统的供电能 力问题关系高速铁路运营的安全性和稳定性，如何做好馈线保护是现阶段必须考 虑的一个重要问题。基于此，本文主要对高速铁路牵引供电系统馈线保护问题进 行了简要的分析，希望可以为相关人员提供一定借鉴。 关键词：高速铁路；牵引供电系统；馈线保护；问题分析 1高速铁路牵引供电系统以及馈线保护概述 1.1牵引供电系统 牵引供电系统是高速铁路的动力心脏，需要为机车提供持续可靠的电力供应，为行车提供通信用电等，是整个高速铁路的核心组成部分。牵引供电系统从电力 系统或一次供电系统接受电能，通过变压、变相或换流（将工频交流变换为低频 交流或直流电压）后，向电力机车提供所需电流制式的电能，是完成牵引电能传输、配电等全部功能的一个完整系统。牵引供电系统的性能直接影响列车牵引功 率的利用以及牵引传动控制系统的性能。其供电方式可分为：直接供电方式（TR）、BT（吸流变压器）供电方式、AT（自耦变压器）供电方式、直供+回流（DN）供电方式（TRNF）和同轴电力电缆供电方式。 1.2馈线保护 牵引变电所馈线保护装置是供电线路的大脑,能反应供电线路的故障和不正常 运行状态,并能迅速地、有选择性的作用于断路器切除故障线路,从而保证无故障 线路的正常运行,最大限度的避免事故的发生。 2高速铁路牵引供电系统馈线保护问题 2.1牵引网导线短路故障 牵引网导线短路故障问题对于高速铁路牵引供电系统的供电能力有着较大的 影响，关系到系统运行的安全性和稳定性。从现阶段高速铁路牵引供电系统的运 行情况来看，主要包括Ｆ－Ｒ短路、Ｔ－Ｆ短路和Ｔ－Ｒ短路。短路故障问题的 产生，主要受绝缘子影响。绝缘子在牵引供电系统运行过程中，受到外部环境影 响较大，易导致电弧短路，从而影响设备运行的安全性和稳定性。 2.2牵引网断线接地故障 断线故障也是高速铁路牵引供电系统常见问题。断线故障主要包含正馈线断 线和接触网断线，其中正馈线断线的发生几率较高。正馈线断线包括了电源侧悬空、非电源侧悬空接地故障。牵引网断线接地故障可能造成供电系统无法进行正 常的供电，导致高速铁路牵引供电系统无法正常工作，给高速铁路运行带来不利 影响。由于牵引网断线故障发生几率较高，因此在维护过程中就需加强检修和维 护的次数，并做好时间方面的安排。 3高速铁路牵引供电系统馈线保护方法 3.1阻抗（距离）保护 在馈线保护中一般采用距离保护作为主保护。距离（阻抗）保护是反映故障 点至保护安装处的距离，并根据距离的远近确定动作时间的一种保护装置。距离 保护既反映被保护线路故障时电压的降低，又反应电流的升高，是反映线路阻抗 下降而动作的保护，采用方向阻抗继电器还可反应相角的变化，具有灵敏度高， 保护范围及选择性不受系统运行方式影响和动作迅速的特点。 3.2电流速断保护
铁道牵引供电系统存在的问题及其应对措施 铁道牵引供电系统是铁路运输中非常重要的一部分，它负责为机车和列车提供所需的电力。然而，目前存在着一些问题，需要采取措施来解决。在本文中，我将深入探讨铁道牵引供电系统存在的问题，并提出相应的应对措施。 一、铁道牵引供电系统存在的问题 1.1 老化设备 铁道牵引供电系统通常由集电装置、接触网、变电站等组成，这些设备随着使用年限的增加会出现老化现象。老化设备可能导致电力传输效率下降、故障频发等问题，从而影响铁路运输的正常进行。 1.2 供电稳定性 铁道运输对供电的稳定性要求较高，但在某些情况下，由于电网负荷过大或供电系统设计不合理，供电稳定性可能受到影响。这会导致列车运行不稳定、乘客体验差等问题。 1.3 能源消耗 铁道牵引供电系统需要大量的能源支持，如燃煤、燃油等。然而，传统能源消耗不仅对环境造成了不可忽视的影响，而且对铁路运输成本
也带来了压力。 二、铁道牵引供电系统的应对措施 2.1 技术升级和设备更换 面对老化设备的问题，铁道牵引供电系统可以通过技术升级和设备更 换来提高设备性能和可靠性。采用先进的集电装置可以减少对接触网 的损耗，提高能源利用效率。 2.2 引入新能源 为了解决能源消耗的问题，铁道牵引供电系统可以引入新能源，如太 阳能、风能等。这不仅能够降低对传统能源的依赖，还可以减少对环 境的影响。 2.3 强化维护和管理 为了提高供电稳定性，铁道牵引供电系统需要进行定期的维护和管理。加强对接触网的巡视和检修，及时发现并处理潜在问题，以保障供电 的稳定性。 2.4 提高设备智能化水平 通过提高设备智能化水平，铁道牵引供电系统可以更好地监测和管理 供电过程。利用物联网技术，对供电设备进行远程监控和控制，及时 检测异常情况并采取相应措施，提高系统的可靠性。
浅析地铁牵引供电系统直流馈线保护 摘要：地铁直流牵引供电是地铁供电系统的一个重要组成部分。为防止直流 牵引供电系统发生故障对地铁运营造成影响，需配置稳定可靠的直流保护装置。 直流保护装置是在地铁线路发生故障时及时准确地检测出故障并切断故障，缩短 抢修时间，减少对运营影响，降低经济损失。本文以地铁牵引供电系统为例，介 绍直流馈线保护原理，并结合典型案例进行分析。 关键词：地铁；牵引供电系统；直流馈线保护 1.引言 城市轨道交通供电系统中，直流系统保护是保证其安全可靠供电的重要一环，而从直流主接线形式的构成角度，直流馈线保护是构成直流系统保护的重要组成 部分。 2.直流系统保护 从直流主接线形式的构成角度考虑，直流系统保护可分为直流进线保护、直 流馈线保护和框架泄露保护。本文主要对各类直流馈线保护技术进行分析。 3.直流馈线保护 直流保护馈线柜保护主要包括开关本体大电流脱扣保护和保护装置的电流速 断保护、定时限过流保护、电流上升率及电流增量保护等。 3.1大电流脱扣 断路器本体自带的一种保护，利用短路电流产生较大的电磁力推动分闸机构 来实现断路器跳闸。当通过断路器的电流超过整定值时，脱扣器立即动作，使断 路器跳闸。一般来说，该保护的整定值要通过计算和短路试验得出，整定值要比 最大负荷下列车正产启动的电流大，也要比最小短路电流大。
3.2电流速断保护 也叫瞬时电流保护，作为馈线近端短路保护，一般保护定值按馈线峰值电流考虑，与大电流脱扣保护相配合，并作为其后备保护。 3.3定时限过流保护 一般按馈线最大负荷考虑，以达到切除远端短路故障的目的，其动作延时时间较长，单位为秒，以避开列车启动的时间。当检测当前电流最大值大于整定值并超过整定时间启动跳闸。主要作用于线路上发生长时间的非正常故障，如高阻接地故障等。 3.4电流上升率及电流增量保护 di/dt和△I联合起来的保护，不断监测馈线电流及电流变化率，主要用于切除大电流脱扣保护不能切除的故障电流较小的近、中、远端短路故障。短路电流大小和时间不断的变化关系同故障点位置有关，距变电所越近，短路电流变化率越大，在相对较长的短路回路中，短路电流变化率会相对较小。 4.直流馈线保护装置 目前，我国地铁项目中的直流馈线保护装置大多引进国外的技术和设备，国产率较低。在地铁直流供电系统保护方面，国外的保护装置比较成熟可靠，如DPU96、DCP106、SEPCOS等。经过多年的实践运行证实,这些保护装置能够满足地铁直流馈线保护的各种要求。 5.典型案例解析 本文以应用于DCP106保护装置的直流开关发生的一起典型案例进行解析，研究对象为相邻2个牵引混合变电所A和B，变电所A和变电所B之间的供电区间某日因线路上存在接地短路并产生短时大电流，触发所内馈线柜直流保护，造成断路器跳闸。
直流牵引供电系统馈线保护原理与配置分析 摘要：本文以伊朗德黑兰地铁采用的赛雪龙直流开关柜为例，通过介绍几种主 要保护功能原理，保护功能如何整定，区分故障情况和正常运行情况,为地铁馈线 保护的配置提供了理论基础。 关键词：牵引供电系统，直流馈线保护，配合整定 牵引供电系统可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见的、同时也是最 危险的故障就是发生短路。当被保护线路上发生短路故障时，其主要特征就是电 流增加和电压降低。利用这两个特征，可以构成电流电压保护。本文重点介绍馈 线保护的几种主要形式。 一、大电流脱扣保护 大电流脱扣保护属于断路器的本体保护，不具有延时性。通过断路器内设置 的脱扣机构实现保护。当通过断路器的电流超过整定值时，脱扣器马上动作，使 断路器跳闸实现保护。其固有动作时间仅几毫秒，所以大电流脱扣保护非常灵敏。该保护用以快速切除金属性近端短路故障，往往先于电流上升率及电流增量保护 动作。而对于短路点在远端的情况下，由于短路电流相对较小，大电流脱扣不能 有效保护。 大电流脱扣保护的整定值要通过计算和短路试验设定，整定值的配置原则是：比最大负荷时列车正常启动的电流大，并且比最大短路电流小。 二、定时限过流保护 当直流线路发生长时间的非正常的电流增大时，可以设置定时限过流保护， 通过在保护控制单元预先设定电流最大值和时间值来实现保护功能，保护原理与 大电流脱扣保护类似，不同之处电流最大值的设定应小于大电流脱扣保护装置动 作值，且过电流延时T的单位是秒，远远大于脱扣保护动作延时。对于最大电流 值的设定，要求小于被保护线路末端短路电流，且大于列车的启动电流。通过过 电流定值和过电流延时时间定值的整定，躲过列车正常启动、加速过程引起电流 变化而产生的误动作。 三、DDL 保护 DDL 保护是一种反应电流变化趋势的保护，它逐渐成为直流牵引网末端短路 的主保护。 采用DDL?保护功能，在牵引直流供电系统中作为主保护，赛雪龙直流柜控制保护单元SEPCOS通过分析电流上升率di/dt、电流增加持续的时间t?及电流增量 ΔI，检测中远距离短路故障，其故障电流低于断路器的大电流脱扣整定值。该保 护需要整定的参数为以下6个，即保护装置起始门限E、保护装置复位门限F、 最大电流增量ΔImax、最大电流增量延时TΔImax、DDL检测时间T，最小电流增 量ΔImin SEPCOS通过不断测量电流变化率，并将测量值di/dt 与设定值E和F比较。 (1)电流上升率di/dt > E，则开始测量电流增量并计时； (2)(2)电流增量ΔI >?设定值D I，延时TΔImax，发出跳闸信号； (3)电流增加时间t > T设定值，且ΔI?>?设定值ΔImin，发出跳闸信号。 (4)在检测过程中，di/dt< F，则ΔI?和?t?复零。 保护装置起始门限E的设定，短路情况下的初始斜率E（KA/S或A/ms）可由 t=0计算得出，为保证装置的可靠启动，t=0的di/dt应大于E。另外考虑到短路 故障发生时，可能已存在一牵引电流，也就是t=0时，I =牵引电流>0，这样初始
铁道牵引供电系统问题及应对措施 铁道牵引供电系统问题及应对措施 引言： 铁道牵引供电系统是现代铁路运输中不可或缺的关键设施，它为列车 提供动力，确保铁路运输的安全和高效。然而，由于各种原因，这一 系统可能面临一些问题。本文将深入探讨铁道牵引供电系统的问题， 并提出相应的应对措施。 一、供电系统能力不足 在铁路运输的高峰期，供电系统可能无法满足列车的能量需求。这可 能导致列车的速度下降，运力受限或者甚至停驶。为了解决这一问题，可以采取以下措施： 1.1 增加供电设备：增加供电站数量和分布，增加变电所容量，以提高供电系统的能力。 1.2 引入新技术：如采用高效能量转换设备，利用节能降耗的电力传输技术，以提高供电系统的能量转换效率。 1.3 增加能源来源：引入可再生能源，如太阳能、风能等，以增加供电
系统的能源供给。 二、设备老化和故障 铁道牵引供电系统中的设备使用寿命有限，容易受到外界因素的影响，如气候变化和环境污染等，从而导致设备的老化和故障。为了解决这 一问题，可以采取以下措施： 2.1 定期检修维护：加强对供电设备的定期检修维护，及时发现并处理设备的老化和故障问题。 2.2 引入智能监测技术：利用物联网和大数据技术，对供电设备进行实时监测，提前预警并处理问题。 2.3 更新设备：定期更新供电设备，采用更加先进和可靠的设备，以提高供电系统的可靠性和稳定性。 三、线路电阻增加 由于线路老化、腐蚀和损坏等因素，铁道牵引供电系统中的线路电阻 可能会增加，进而降低供电系统的效率。为了解决这一问题，可以采 取以下措施： 3.1 换线增容：对老化和损坏的线路进行更换和增容，以降低线路电阻。
高速铁路牵引供电系统馈线保护研究张增华 摘要：在高速铁路中，高速铁路供电系统是非常重要的组成部分。本文介绍了 高速铁路牵引供电系统的组成，分析了高速铁路牵引供电系统馈线中存在的问题，并对高速铁路牵引供电系统馈线提出保护措施。在满足高速铁路牵引供电系统馈 线保护的基础上，最大限度地提高了供电系统的稳定性。 关键词：高速铁路；牵引供电系统；馈线保护 引言 在铁路的电力牵引供电工程之中，必须建立健全相应的质量控制管理体系， 提高铁路电力牵引工程的质量管理工作成效，为我国铁路货物运输作出应有的贡献。要想确保高速铁路的运行安全，必须保证高速铁路供电系统的稳定性，而做 好高速铁路牵引供电系统馈线保护工作则成为现阶段最重要的工作内容。 1高速铁路牵引供电系统的组成 高速铁路牵引供电线路是确保高速铁路安全稳定运行的重要组成部分。牵引 供电系统主要由牵引变电所、接触网、电力系统以及牵引网等组成。在实际运行 过程中的工作原理是将电力系统中的110KV三相交流电进行转换，使其成为 27.5KV或55KV的单相电以后，向接触网传输，满足高速铁路对电能的实际需求。牵引供电系统最关键的作用就是为电力机车送电，属于双导线供电系统。直流供电、AT供电、吸流变压器供电、直供加回流线供电、同轴电缆供电是目前高速铁路牵引供电系统中最主要的集中供电方式，这些供电方式各有优劣，在使用过程 中可以根据实际需求进行选择。直流供电方式的整体电路结构较为简单，需要投 入的设备较少，这是直流供电方式的显著优势。但这种供电方式易产生较强的磁场，会对附近的传输信号带来一定的干扰。AT供电的最大优势在于方式较为灵活，有利于高速大功率电力机车的运行，缺点是维修成本、运行成本相对较高。吸流 变压器供电方式的优势在于防干扰作用良好，缺点为极易增加接触网的工作量， 加大事故发生的几率。直供加回流线供电不仅干扰较小，投资较少，在运行维护 上也较为方便。同轴电缆供电具有较远的供电距离，且不会对周围的通信线路造 成干扰，缺点为造价成本较高，且投资成本较大。 2高速铁路牵引供电系统馈线保护措施 2.1构建铁路牵引系统防雷电设施 目前，我国建设的重载铁路牵引系统还没有制定比较完善的防雷对策。应该 增加对铁路牵引系统的防护措施，国家和政府也应该及时设计和制定各种质量防 护措施，开发方法应按照正常工作电压操作系统的有关对策进行。具体的保护措 施主要包括改善列车保护线路，使用专用避雷针、防雷装置等采取有效的雷电防 护措施。 2.2距离保护 距离保护方式是牵引网最主要的一种保护方式，其能够清楚地反映出线路在 出现故障时的电流、电压变化。利用方向阻抗继电保护器，还可以查看反应相角 的状态变化，是一种十分灵敏的保护方式。在距离保护过程中，要根据短路点的 实际设置情况对阻抗情况进行合理设置，同时还可以将线路中的短路现象反映出来。通常情况下，距离保护的范围会随着牵引网最小阻抗的变化而发生变化。四 边形阻抗特性继电器是目前最常见的一种阻抗继电器。 2.3加强横向联系，扩大查找范围 与工务工队之间的联系。重点要掌握近期对牵引供电设备有影响的工务施工，
高速铁路牵引供电系统相关问题的分析与研究-毕业设计
`` 毕业设计
高速列车与牵引供电系统直接相关,是进行牵引供电系统研究的最重要的基础。为此，文首先对牵引供电系统组成进行了详细介绍，然后结合牵引供电系统供电方式及牵引供电回路的特点，对牵引供电系统供电分析论证,针对无功功率、谐波电流、负序电流，分析了牵引供电系统存在问题提出了解决办法。然后提出了理想牵引供电系统，根据运行方式与同相供电系统，研究并分析牵引变电所的(最小)补偿容量，并提出研究后的自耦变压器(AT)供电模式，从而进行新型AT供电模式的研究。 关键词：牵引供电系统、牵引变电所、供电系统、供电回路
第1章绪论 (1) 1.1 本文研究的目的和意义 (1) 1.2 国内外研究现状 (1) 1.2.1 概况 (1) 1.2.2 日本 (3) 1.2.3 法国 (5) 1.2.4 德国 (6) 1.3 本文主要工作 (6) 第2章高速铁路牵引供电系统系统介绍 (7) 2.1 牵引供电部分 (8) 2.2 牵引网供电方式 (9) 2.2.1 直接供电方式 (9) 2.2.2 吸流变压器—回流线装置BT (10) 2.2.3 自耦变压器供电方式(AT) (11) 2.2.4 带回流线的直接供电方式(DN) (12) 2.3 牵引供电回路 (13) 第3章高速铁路牵引供电系统相关问题 (14) 3.1 铁道牵引供电系统的组成 (14) 3.2 铁道牵引供电系统存在的问题 (15) 3.2.1 无功功率 (15) 3.2.2 谐波电流 (15) 3.2.3 负序电流 (16) 3.2.4 解决方法 (16) 第4章高速铁路牵引供电发展的若干关键技术问题 (17) 4.1 理想牵引供电系统 (17) 4.1.1 系统构成 (18) 4.1.2 运行过程 (19) 4.2 现行方式与同相供电系统 (19) 4.2.1 同相供电系统 (20)
浅谈铁路牵引变电所馈线保护 作者：亓雷刘爱宾曹恒波 来源：《科技视界》2015年第29期 供电系统中的变压器、输电线路、母线以及用电设备，一旦发生故障，迅速而有选择性的切除故障设备，是保证供电系统及其设备安全运行最有效的方法之一。切除故障的时间通常要小到几十毫秒到几百毫秒，实践证明，只有装设在供电系统上的继电保护装置，才有可能完成这个任务。继电保护装置，就是指能反映供电系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。下面就继电保护应用于馈线保护进行简单介绍。 1 馈线保护面对的几个问题 交流电气化铁路牵引供电系统是一个单相系统。其负荷特性不同于一般的电力系统负荷，主要表现在： 1）牵引负荷不仅是移动的，而且其大小随时都在变化； 2）牵引供电臂供电距离长，单位阻抗比一般输电线路单位阻抗大； 3）牵引负荷的变化频率及幅度远远大于一般的电力负荷； 4）当在接触网电压下空载投入机车牵引变压器，或馈线突然断电、机车失压后由自动重合闸动作将馈线断路器重新投入，或电力机车在运行过程中失电而又复得（如机车惰性通过电分相），或含有AT、BT的牵引网空载投入等情况下会产生励磁电流； 5）为了适应机车沿线路移动牵引网的结构比电力系统输电线路要复杂得多。 2 馈线保护的分类 2.1 距离保护 由于交流牵引负荷与交流牵引网短路参数与电力系统有很大的不同，仅反映电流值变化的电流保护灵敏系数较低，一般不能作为牵引馈线的主保护。距离保护既反映被保护线路故障时电压的降低，又反应电流的升高，即距离保护反映的是故障点至保护安装处的距离（阻抗值），采用方向阻抗继电器时还可反应相角的变化，同时不受系统运行方式的影响，其灵敏系数较高。因此在馈线保护中一般采用距离保护作为主保护。 2.2 电流速断保护