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27.5（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。
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。
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27.5 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、
第五节高速铁路牵引供电系统介绍
由于电力机车功率大，拉的多，跑的快，世界各国的高速铁路几乎都采用电力机车牵引。电力机车与蒸汽机车和内燃机车不同，它本身不带能源，必须由外部供应电能。为了给电力机车供应电能，需要在铁路沿线架设一套牵引供电系统。高速铁路的牵引供电系统，与常速铁路的牵引供电系统不同，它的供电能力和供电可靠性必须满足高速列车运行的要求。
自1964年10月1日，日本建成世界上第一条高速铁路以来，经过几十年的实践和发展，各国高速铁路的牵引供电系统都有了很大的改进，达到了很高的水平，而且都各具特色。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。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。下面就其采用的主要技术标准做一简单的介绍。
1．牵引供电部分
（1）牵引供电方式：高速铁路要求接触网受流质过高，分段和分相点数量少。目前各国大多采用自耦变压器（AT）供电方式和带回线的直接（RT）供电方式。自耦变压器（AT）供电方式是每隔10km左右在接触网与正馈线之间并联接入一台自耦变压器，其中性点与钢轨相连。自耦变压器将牵引网的供电电压提高一倍，而供给电力机车的电压仍为25 kV，如图所示。带回线的直接（RT）供电方式是在接触网支柱上架设一条与钢轨并联的回流线，如图所示，利用接触网与回流线之间的互感作用，使钢轨中的电流尽可能地由回流线流回牵引变电所，因而能部分抵消接触网对邻近通信线路的干扰。
自耦变压器（AT）供电方式
带回线的直接（RT）供电方式
日本、法国采用AT供电方式；德国、意大利和西班牙采用RT供电方式。AT 供电方式的优点是：供电质量高,变电所数量少,便于牵引变电所选址和电力部门的配合,牵引变电所间距大、分相点少。因此，便于高速列车运行，防干扰效果也好。我国京沪高速铁路牵引供电优先采用2×25kV（AT）供电方式。
（2）电源电压等级：高速铁路负荷电流大，对电力系统的不平衡影响也大。为了减少对电力系统的影响，高速铁路一般都采用较高的电源电压。日本采用154kV、220kV和275kV三种电压等级，法国采用225kV电压等级，德国采用110kV 电压等级，意大利采用130kV电压等级，西班牙采用132kV和220kV两种电压等级。
（3）接触网电压：接触网的电压对电力机车功率发挥及机车运行速度有很大影响，而且直接关系到牵引供电设备技术参数的选定和供电系统的工程投资，各国都非常重视这一技术标准。日本接触网的标准电压为25kV，最高电压为30kV，最低电压为22.5kV。法国分别为25kV、27.5kV和18kV。德国分别为15kV、17kV和12kV。西班牙分别为25kV、27.5kV和19kV。意大利采用直流供电，分别为3kV、3.6kV和2kV。我国京沪高速铁路接触网的标称电压为25kV，长期最高电压拟定为27.5kV，短时（5min）最高电压为29kV，设计最低工作电压为20kV。
（4）牵引变压器接线形式：牵引变压器是牵引供电系统中最重要的设备。它对牵引供电系统和工程投资起决定性的影响，不同类型的牵引变压器对电力系统产生不同的不平衡影响。日本采用斯科特接线和变形伍德桥接线三相变压器。
法国、德国、意大利和西班牙采用单相变位器。单相变压器的优点是变压器容量大、利用率高、经济效果好，最适合在高速铁路上应用。我国京沪高速铁路应优先采用单相变压器。
（5）牵引变电所继电保护和自动控制装置：日本、法国、德国及西班牙高速铁路的牵引变电所均按无人值班设计，采用运动装置在电力调度中心监控。牵引变电所的继电保护和自动控制系统仍采用传统的控制保护盘方式，微机控制保护和全部自动化等技术都还没有采用。但在保护系统的配置、继电器的特性、控制回路的联动等方面比较先进，系统的安全性和可靠性也比较高。
（6）电力调度和运动系统：日本列车运行指挥中心集列车、车辆、信号、牵引供电、防灾报警、旅客服务等多种业务调度为一体，构成一个综合调度处理系统。电力调度及运动是其中的一个子系统。法国高速铁路的综合调度系统由行车调度和电力调度组成。德国和西班牙高速铁路的牵引供电调度及运动系统则是一个设在调度中心的独立系统。由调度所对高速线上所有开关设备和接触网柱上开关进行遥控。为了便于列车调度指挥，电力调度和运动系统集中设在行车调度室内。
为2×27.5kV或27.5kV；接触网额定电压为25kV，长期最高电压为27.5kV，短时（5min）最高电压为29kV，设计最低工作电压为20kV。
9．接触网采用上、下行同相单边供电，供电臂末端设分区所，在正常情况下实现上、下行接触网并联供电，在事故情况下实现越区供电，允许全部列车在减速条件下通过。当采用AT供电方式时，AT所处的上、下行接触网也实行并联。
10．供电设备的容量一般按近期客运量的高峰小时牵引负荷进行选择；接触网上行或下行单独供电时，应满足最低工作电压要求。
11．负序和谐波对电力系统的影响应符合有关标准的规定。
二、牵引网供电方式
京沪高速铁路是由不同速度等级的动车组混跑的客运专线（在近、远期逐步加大350km/h及以上动车组数量和运行范围），最高速度为350～380km/h的高速动车组采用大功率流线型交-直-交动车组。
AT供电方式具有适应高电能传输的能力，同时可以降低对接触悬挂载流量的要求和减轻牵引网电流密度，并有利于大运量客运专线接触网的轻型化和系统匹配设计。牵引网供电方式采用AT供电方式后在供电能力、减少电分相、改善电磁环境和降低外部电源投资等方面的优势均比较明显，对于京沪高速铁路长距离、高速度、高密度和重负荷的情形尤其适宜；因此高速正线的牵引供电系统应采用2×25kV AT供电方式，枢纽地区高中速联络线、动车组走行线和动车段（所）等采用1×25kV带回流线的直接供电方式。
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
电力牵引传动与控制第一章电力牵引传动与控制系统概述 一、系统组成与功用 1.①内燃机车电力传动与控制系统组成 ②电力机车电力传动与控制系统组成 2.机车理想牵引特性曲线 图1.2 牛马特性 理想特性要求：机车在运行时能经常利用其动力装置的额定功率.即：F·V=3.6η·N=const.
3.电传动装置的功用？ 图1.3 柴油机功率特性和扭矩特性 ①充分利用和发挥机车动力装置的功率； ②扩大机车牵引力F与速度V的调节范围； ③提高机车过载能力，解决列车起动问题； ④改善机车牵引控制性能。 Why要电传动：柴油机通过机械直接传动不能适应机车起动、过载、恒功等要求 二、系统分类 1.直-直电力传动系统 内燃或电力机车采用直流牵引发电机或直流电网直接向数台直流牵引电动机供电的传动方式。 特点： ①调速性能优良，系统简洁。 ②直流牵引电机造价较高，但可靠性、维护性相对较差。 ③受直流电机换向条件和机车限界、轴重等限制，主发电机单机功率受到限制。一般在2200KW以下。 ④车型：早期DF,DF2,DF3,ND1,ND2等
2.交-直电力传动系统 内燃或电力机车采用交流牵引发电机或单相交流网及变压器，通过整流器向数台直流牵引电动机供电的传动方式。 特点： ①采用三相交流同步发电机，结构简单，可靠性高，重量轻，造价较低。 ②适用于大功率机车。 ③车型：DF4，DF5，DF7，DF11，ND4，ND5，SS3-SS9等。 3.交-直-交电力传动系统 内燃或电力机车采用交流牵引发电机或单相交流电网及变压器，经整流器将交流电变换成直流，再通过逆变器将直流电变换成频率和幅值按列车运行控制要求变化的交流电，向数台交流牵引电动机供电的传动方式。 特点： ①采用交流牵引电机，彻底克服了直-直系统的不足，重量轻，造价低，可靠性及维修性好 ②良好的粘着性能 ③适用于大功率 ④控制系统复杂 ⑤车型：DF4DAC,NJ1; DJ,DJ2,DJJ1,DJ4; HX、CRH系列等 三、发展历史与现状 1.大功率（内然）机车电力传动与液力传动两种主要传动方式的演变与发展 主要趋势：电力传动 2.电力传动形式的发展：直-直→交-直→交-直-交 发展趋势：大功率、电力牵引、交流传动
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
中国高速铁路牵引供电系统现状及关键性技术研究 发表时间：2017-11-28T09:11:16.780Z 来源：《电力设备》2017年第21期作者：王红艳 [导读] 摘要：随着科学技术的迅猛发展，铁路在国民经济发展过程中所发挥的作用也日趋增加，极大的推动了经济的发展和进步（呼和浩特铁路局机辆验收室 010050） 摘要：随着科学技术的迅猛发展，铁路在国民经济发展过程中所发挥的作用也日趋增加，极大的推动了经济的发展和进步，但是，公共电网所带来的负序电流、谐波以及无功电流等问题也逐渐的凸显出来，本文针对上述问题，对我国高速铁路牵引供电系统运作现状进行了相应的分析，而后针对其中的关键性技术措施提出了自己的见解和思考。 关键词：中国高速铁路；牵引供电系统；现状；关键性技术；探究 最近几年来，我国高速铁路建设和发展取得了较大的进步，直到2014年9月份，我国高速铁路全部里程已经达到一万余千米，占据了世界高速铁路里程的一半，中国高速铁路的发展体现出井喷式的发展趋势，这也彰显了我国高速铁路建设的技术优势，比如，从高速铁路的牵引供电系统层面进行分析，我国已经具有了属于自己的标准技术体系。我国高速电气化铁路以及客运专线供电管理标准的条件下，对供电设备的可靠性和安全性也提出了新要求，如果仅从现阶段我国电气化铁路电气设备的运作情况来看，要想使高速铁路的运作可以符合供电管理的需求，就应当对高速铁路运作中的牵引供电系统的现状进行分析，而后对其中的关键性因素予以研究和探讨。 一、对于高速铁路牵引供电系统的应用现状分析 高速铁路涵盖着机车、动车以及客运专线等，这些技术都是极为先进、性能优越的大功率交-直-交牵引传动系统。如果仅从电力系统的电能质量指标层面分析，其功率因数会发生相应的改变，甚至可接近1，谐波电流的含量处于大幅度下降的趋势，可等效为既有交-直牵引铁路提供了高效有源电力滤波器(APF)，但是，如果和既有铁路相比较，牵引功率处于大幅度增加的趋势，此时的负序问题也会因此而凸显出来，如若此时可以将牵引供电系统和电力系统两者之间予以联系，采取必要的解决措施，就能够将困扰电力系统的负序问题等妥善处理，这也是最佳的处理办法，中国高速铁路牵引供电系统可以促使电力和铁路两者可以实现高效和谐发展[1]。 高速铁路大功率牵引将会涉及到诸多与之相适应的牵引供电系统，自耦变压器的供电方式大多都是大容量的供电手段，虽说现阶段的通信已经大多实现光缆化，通信干扰问题也并无大碍，此时的AT供电方式在通信干扰防护层面也已接近于BT供电方式，与此同时，也可对BT供电方式之中串联接入引发的断口问题予以规避，更加适用于列车的高速行驶。 AT供电方式有55kV和2*27.5kV模式的区分，笔者基于我国现阶段高速铁路迅猛发展趋势下，对我国的AT供电模式进行了相应的分析，同时也探讨了与之相关的绝缘等级和开关的择选工作等等问题[2]。 二、对于中国高速铁路牵引供电系统关键性技术的研究 （一）对于全并联AT供电系统的分析 全并联AT供电系统被普遍的应用到高速铁路之中，全并联AT网则是复线AT网的实际基础上，下线路在AT位置经由连线所完成的并联连接方式，上下行共用一个自耦变压器，也就是在原来的AT供电方法之中，将全部的AT所在的上下行接触网以及中正馈线等与钢轨实现并联连接，同时也应当在变电所出口的位置，使上下行共同使用同一个馈线供电。 图1所显示的是全并联AT供电系统的电流分布特征，沿着导线的AT可以把经由钢轨的电流平均分为四个主要部分，作用于接触网和上下行的正馈线。 接触网和正馈线的电气体现出了一定的对称性，所以，下行线路和上行线路的电流分布也极其相似，全并联AT供电系统的电流分布可以在一定程度对通信线路中的电磁干扰、电力以及电压损失问题予以削弱，它的供电性能相较于单线AT供电系统以及复线AT供电系统来讲，极大的提高了牵引网实际的传输线路长度，也相应的减少了线路之中的牵引变电所的实际数量，所以，全并联AT供电系统的应用得到了有关人士的重视，将其大范围的应用到我国的高速铁路建设之中[3]。 （二）对于高速铁路牵引变电所中的关键设备分析 高速铁路牵引变电所之中含有诸多的关键设备，其中最为重要的当属牵引变压器设备，现阶段我国高铁所使用的主变压器接线型有中点抽出式Scott接线和单项V/x接线等种类，笔者基于这两类变压接线的工作原理进行了相应的分析和探究，详见下述。 其一，对于单项V/x接线牵引变压器的应用方式分析。单项V/x接线牵引变压器含有两个单相三绕组的变压器种类，均为左右AT牵引网供电，二次侧绕组中性电抽出并接地，致使两个绕组所经过的电压均为±27.5kV，而后会与F母线或是T母线实现连接，最终形成AT供电方式，这样可以将牵引变电所出口位置的AT予以省略[4]。 单项V/x接线牵引变压器的应用体现了诸多的优势，比如，具有容量大，应用简洁以及的接地方式简单等特性，所以，此种牵引变电所在我国高速铁路的建设中的应用范围最广。 其二，对于中点抽出式Scott接线牵引变压器的应用方式分析。中点抽出式Scott接线牵引变压器的二次侧和单项V/x接线牵引变压器的应用方式体现出了一定的相似性，同时都可以从二次侧中性点抽出而后实现接地，与之相连接的F母线和T母线为其提供±27.5kV的电压。值得一提的是，220kV中点抽出式Scott接线牵引变压器是在国际上首次使用的杭甬客专上虞北牵引变电所。 中点抽出式Scott接线牵引变压器可谓是应用极为普遍的平衡变压器种类，可以对牵引供电系统给外部电网所体现出的功率不平衡问题予以一定程度的降低，将此问题妥善的解决[5]。 （三）对于高速铁路供电安全监测系统的应用方式分析 随着我国高速铁路的迅猛发展，牵引供电系统供电设备的运作过程中，不仅要确保运作效率，还是提高运行安全性和可靠性，此时，就需要借助高速铁路安全监测系统的作用，对高速铁路牵引供电系统进行全覆盖、全方位的检测，它的主要功能有弓网运行参数的检测、高速接触网悬挂参数的检测等等，确保高速铁路的设备运行安全。如呼和浩特铁路局目前投入运行的6C综合信息处理平台，实现了供电设备巡视、动态检测等检测监测数据共享及实时查阅，为设备质量问题的整治、复核、销号工作提供了新的技术手段。 结束语 综上所述，当前的社会发展背景下，人们对于交通运输快捷、便利的需求在日渐增加，这一发展形势，无疑给我国的高速铁路建设带来了新契机，高速铁路牵引供电关键技术的研究，涵盖着弓网、外部电源以及车网联系机理，利用现代科技平台，大力应用并及时改进牵引供电关键技术，建立有效的管理制度与机制，实现设备管理工作的规范化、标准化、程序化，必将大大提高铁路设备运行安全的质量与
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
牵引供电系统简介 （丁为民） 一、系统功能 牵引供电系统的主要功能是：将地方电力系统的电源（交流电气化铁路： AC110 kV或AC220kV ，城市轨道交通：中心变电所AC220kV 或AC110kV →AC35 kV 环网）引入牵引供电系统的牵引变电所，通过牵引变压器变压为适合电力机车运行的电压制式（交流电气化铁路：AC25kV 或AC2×25kV ，城市轨道交通：DC750V 、DC1500V 或DC3000V ），向电力机车提供连续电能。 电力牵引负荷为一级负荷，引入牵引变电所的外部电源应为两回独力可靠的电源，并互为热备用，能够实现自动切换。 交流电气化铁路及城市轨道交通牵引供电系统简图分别如图1.1和图1.2所示。 图1.1 交流电气化铁路牵引供电系统
图1.2 城市轨道交通牵引供电系统 二、牵引网供电方式 1. 交流电气化铁路 交流电气化铁路牵引网供电方式大体上可分为三种：直接供电方式（包括带回流线的直接供电方式）、BT 供电方式和AT 供电方式。 （1）直接供电方式 直接供电方式又可分为不带回流线直接供电方式(图2.1 和带回流线的直接供电方式(图2.2 两种。 图2.1 不带回流线的直接供电方式
图2.2 带回流线的直接供电方式 不带回流线的直接供电方式在我国早期的电气化铁路中采用，机车电流完全通过钢轨和大地流回牵引变电所，牵引网本身不具备防干扰功能。在接地方面，每根支柱需单独接地（设接地极或通过火花间隙），或者通过架空地线实现集中接地（架空地线不与信号扼流圈中性点连接）。 带回流线的直接供电方式，机车电流一部分通过钢轨和大地流回牵引变电所（约70%），其余通过回流线流回牵引变电所（约30%）。由于流经接触网的电流和流经回流线的电流虽然大小不等，单方向相反，且安装高度比较接近，两者对铁路沿线通讯设施的电磁干扰影响趋于抵消，因此牵引网本身具备防干扰功能。在接地方面，接触网支柱通过回流线实现集中接地，回流线每隔一个闭塞分区通过吸上线（铝芯或铜芯电缆，常用VLV-70和2xVLV-150）与信号扼流圈中性点连接（吸上线间距3～4km ）。 （2） BT 供电方式 BT （Boost Transformer）供电方式又称吸流变压器供电方式，也是在我国早期电气化铁路中有采用，其主要目的是为了提高牵引网防干扰能力，但随着通讯线路电缆化和光缆化，防干扰矛盾越来越不突出，其生命力也已大大降低，该种供电
11 电力牵引供电 11.1 一般规定 11.1.1 牵引供电系统能力应与本线的线路能力、路网中的定位相匹配。 11.1.2 牵引供电系统应保证可靠性、独立性和完整性。在确保高速铁路安全可靠供电和运营方便的前提下，有条件时可对相邻线和枢纽供电。 11.1.3 牵引供电系统正常运行或故障时，应保证人员及设备安全。 11.2 牵引供电 11.2.1 牵引负荷为一级负荷；牵引变电所应采用两回独立进线，并互为热备用；供电电源应采用220kV或以上电压等级，电力系统供电质量应符合国家相关规定。 11.2.2 接触网的标称电压为25kV，长期最高电压为27.5kV，短时（5min）最高电压为29kV，设计最低电压为20kV。 11.2.3 正线牵引网宜采用2×25kV供电方式；枢纽地区跨线列车联络线、动车组走行线和动车段（所、场）等可采用1×25kV供电方式。 11.2.4 牵引变电所分布应按本线最高设计速度的动车组以行车组织确定的列车编组和追踪运行间隔进行设计。 11.2.5 动车段（所）应采用两回电源供电，其中至少应有一回为独立电源。 11.2.6 牵引变压器结线型式优先采用单相结线，困难时可采用其他结线型式。 11.2.7 牵引变压器、自耦变压器应采用固定备用方式；正常运行时，牵引变压器一台（组）运行，另一台（组）备用。 11.2.8 牵引变压器安装容量按交付运营后第五年运量确定，并
按远期运量预留条件；牵引变压器、自耦变压器过负荷能力应符合高峰小时牵引负荷的需要。 11.2.9 牵引变压器短路阻抗选择应在符合电压要求前提下，兼顾降低短路电流。 11.2.10 牵引网采用同相单边供电。自耦变压器所、分区所处应具备上、下行并联供电条件。 11.2.11 在正常供电布局的前提下校核牵引变电所的越区供电能力。越区供电能力至少应保证该区间有一对动车组按设计速度运行。 11.2.12 接触电压长期持续值不应高于60V，瞬时（0.1s）值不应高于842V。 11.2.13 牵引变电所一次侧平均功率因数应按不低于0.9设计，牵引供电应减少负序及谐波对电力系统的影响。 11.2.14 27.5kV单芯电力电缆线路正常感应电势最大值应满足下列要求： 1 未采取能有效防止人员任意接触金属护层的安全措施时，不得大于60V。 2 除上述情况外，不得大于300V。 11.3 牵引变电 11.3.1牵引变电所电源侧主接线应结合外部电源条件确定，宜采用线路变压器组接线或分支接线；馈线侧接线宜采用上下行断路器互为备用的接线型式，并符合上、下行分别供电和并联供电的运行方式要求。 11.3.2分区所主接线应按同一供电臂的上、下行并联供电及非正常供电运行的越区供电设计。上、下行并联供电应采用断路器接线方式，越区供电应采用隔离开关接线方式。 11.3.3自耦变压器所主接线应按上、下行并联供电设计，并应采用断路器接线方式。 11.3.4 牵引变压器应采用无载调压方式，无载调压开关应纳入
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。
1总则 1.0.1为指导高速铁路电力牵引供电工程施工，统一主要技术要求， 加强施工管理，保证工程质量，制定本技术指南。 1.0.2本指南适用于新建时速250~300km高速铁路电力牵引供电工程 施工。时速250km以下客运专线、城际铁路电力牵引供电工程施工应参照执行。 1.0.3高速铁路电力牵引供电工程施工应执行国家法律法规及相关技 术标准，严格按照批准的设计文件施工，使其符合系统功能及性能要求，保证设计使用年限内正常运行。 1.0.4高速铁路电力牵引供电工程施工应从管理制度、人员配备、现 场管理和过程控制等标准化管理，实现质量、安全、工期、投资效益、环境保护、技术创新等建设目标。 1.0.5高速铁路电力牵引供电工程施工应积极推行机械化、工厂化、 专业化、信息化。 1.0.6高速铁路电力牵引供电工程施工应提高文明施工水平。 1.0.7高速铁路电力牵引供电工程邻近运营接触网线路施工、牵引变 压器运输和安装等，应结合现场实际情况，通过风险监测等程序，做好风险管理工作，并制定专项施工方案和应急预案。1.0.8高速铁路电力牵引供电工程设计文物保护时，应根据相关管理 法规和设计保护措施进行施工。 1.0.9高速铁路电力牵引供电工程施工应根据国家节约资源、节约能 源、减少排放等有关法规和技术标准，结合工程特点、施工环
境编制并实施工程施工节能减排技术方案。 1.0.10高速铁路电力牵引供电工程施工的各类人员应经过专门培训， 合格后方可上岗。 1.0.11高速铁路电力牵引供电工程中采用的设备、器材。应符合与高 速铁路设计行车速度相适应的国家标准、行业标准或有关技术 规定，并有合格证件。 1.0.12高速铁路电力牵引供电工程施工时，应同步做好资料的收集和 整理，做到系统、完整、真实、准确，并应按有关规定做好归 档管理工作。 1.0.13高速铁路电力牵引供电工程施工在营业线施工及有可能影响营 业线运行安全的施工时，应严格执行有关安全管理办法的规定。 1.0.14高速铁路电力牵引供电工程施工除应符合本指南外，尚应符合 国家现行有关标准的规定。 2术语 2.0.1 接触悬挂 接触网中的悬挂部分，主要由承力索、接触线、吊弦、补偿装置、悬挂零件及中心锚结等组成。 2.0.2无交叉线岔 在道岔处两支接触悬挂不相互交叉，以锚段关节方式来满足弓网关系的线岔。 2.0.3 带辅助悬挂的无交叉线岔 在道岔处增设第三支接触悬挂，并与两支接触悬挂分别形成锚
高速铁路牵引供电系统设计 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27.5（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。
总则 1.0.1 为指导高速铁路电力牵引供电工程施工，统一主要技术要求，加强 施工管理，保证工程质量，制定本技术指南。 1.0.2本指南适用于新建时速250~300km高速铁路电力牵引供电工程 施工。时速250km 以下客运专线、城际铁路电力牵引供电工程施工应参照执行。 1.0.3 高速铁路电力牵引供电工程施工应执行国家法律法规及相关技术标 准，严格按照批准的设计文件施工，使其符合系统功能及性能要求，保证设计使用年限内正常运行。 1.0.4 高速铁路电力牵引供电工程施工应从管理制度、人员配备、现场管 理和过程控制等标准化管理，实现质量、安全、工期、投资效益、环境保护、技术创新等建设目标。 1.0.5 高速铁路电力牵引供电工程施工应积极推行机械化、工厂化、专业 化、信息化。 1.0.6 高速铁路电力牵引供电工程施工应提高文明施工水平。 1.0.7 高速铁路电力牵引供电工程邻近运营接触网线路施工、牵引变压器 运输和安装等，应结合现场实际情况，通过风险监测等程序，做好风险管理工作，并制定专项施工方案和应急预案。 1.0.8 高速铁路电力牵引供电工程设计文物保护时，应根据相关管理法规 和设计保护措施进行施工。 1.0.9 高速铁路电力牵引供电工程施工应根据国家节约资源、节约能源、 减少排放等有关法规和技术标准，结合工程特点、施工环境编制并实
施工程施工节能减排技术方案。 1.0.10 高速铁路电力牵引供电工程施工的各类人员应经过专门培训，合 格后方可上岗。 1.0.11 高速铁路电力牵引供电工程中采用的设备、器材。应符合与高速 铁路设计行车速度相适应的国家标准、行业标准或有关技术规定，并有合格证件。 1.0.12 高速铁路电力牵引供电工程施工时，应同步做好资料的收集和整 理，做到系统、完整、真实、准确，并应按有关规定做好归档管理工作。 1.0.13 高速铁路电力牵引供电工程施工在营业线施工及有可能影响营业 线运行安全的施工时，应严格执行有关安全管理办法的规定。 1.0.14 高速铁路电力牵引供电工程施工除应符合本指南外，尚应符合国 家现行有关标准的规定。 5 术语 2.0.1 接触悬挂接触网中的悬挂部分，主要由承力索、接触线、吊弦、补偿装置、悬挂零件及中心锚结等组成。 2.0.2 无交叉线岔 在道岔处两支接触悬挂不相互交叉，以锚段关节方式来满足弓网关系的线岔。 2.0.3 带辅助悬挂的无交叉线岔 在道岔处增设第三支接触悬挂，并与两支接触悬挂分别形成锚段关节，来满足弓网关系的线岔。
牵引供电系统 说起电气化铁路，大家可能首先想到的就是线路两旁一根根的线杆和列车头顶密如蛛网的电线吧。没错电气化铁路与普通铁路最明显的不同在于，它除了地上一条线（轨道）、还有天上一张网（接触网），是一种立体化的线路。 电力机车所需的电能来自发电厂由输电线路、变电装置、牵引用电网络、回流电路等组成的供用电系统供应。世界各国采用的供电制式各不相同，我国的电气化铁路选择了25千伏单相工频（50赫兹）交流供电制式。这种供电制式与工业生产所使用电流频率简称工频相同能使牵引动力获得最佳效果。从天上到下，一套复杂完整的大系统为电气化列车的运行提供了保证。 1电气化铁路的心脏——牵引变电所 牵引变电所是牵引供电系统的心脏，它的主要任务是将国家电力系统送来的三相高压电变换成适合电力机车使用的单相交流电。牵引变电所从国家电网引入220千伏或110千伏三相交流电将三相电转换为适合电气列车使用的单相交流27.5千伏电源并送上接触网。除此而外，它还起着供电保护、测量、控制电气设备提高供电质量，降低电力牵引负荷对公共电网影响的作用。为确保牵引供电万无一失，牵引供电系统都采用“双备份”模式，两套设备通过切换装置可以互为备用并随时处于“战备”状态，以备不时之需。 通常将变电所设备分为一次设备和二次设备，一次设备是指接触高电压的电气设备，如牵引变压器、高压断路器、高压隔离开关、高压（电压和电流）互感器、输电线路、母线、避雷器等，它们主要完成电能变换、输送、分配等功能。二次设备则主要是控制、监视、保护设备。随着科技的发展，二次设备更加的集成化和智能化，形成了牵引变电所自动化系统为牵引变电所的远动控制提供了可能。 2电气化铁路的动脉——接触网 当我们乘坐在电气化铁路的旅客列车上出行时，会看到路基两旁有一根根电杆竖立着顶端安装有单臂结构装置伸向线路侧上方且悬挂有电线，并将其固定在距轨道面一定高度的地方，在股道多的车站或编组站，悬挂结构及各种线网多如蛛网。这就是电气化铁路牵引供电系统的主要供电设备——接触网。 接触网是在露天设置，不但受到各种气象条件的影响，而且还受到电力机车行走时带来的动作用力，加上接触网又无法设置备用的条件，所以接触网的工作环境条件非常恶劣。为了保证电气化铁路可靠安全运营，接触网的结构必须经久
第一节高速铁路牵引供电系统 电气化铁路得组成 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,故电气化铁路就是由电力机车与牵引供电系统组成得。 牵引供电系统主要由牵引变电所与接触网两部分组成,所以人们又称电力机车、牵引变电所与接触网为电气化铁道得三大元件。 一、电力机车 （一）工作原理 电力机车靠其顶部升起得受电弓与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(包括车体与转向架)、电气部分与空气管路系统构成。 车体就是电力机车得骨架,就是由钢板与压型梁组焊成得复杂得空间结构,电力机车大部分机械及电气设备都安装在车体内,它也就是机车乘务员得工作场所。 转向架就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得机械装置。它得上部支持着车体,它得下部轮对与铁路轨道接触。 电气部分包括机车主电路、辅助电路与控制电路形成得全部电气设备,在机车上占得比重最大,除安装在转向架中得牵引电机之外,其余均安装在车顶、车内、车下与司机室内。 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、制动机与管路等组成 （三）分类 干线电力牵引中,按照供电电流制分为:直流制电力机车与交流制电力机车与多流制电力机车。交流机车又分为单相低频电力机车(25Hz或16 2/3Hz)与单相工频(50Hz)电力机车。单相工频电力机车,又可分为交--直传动电力机车与交—直—交传动电力机车。 二、牵引变电所 牵引变电所得主要任务就是将电力系统输送来得110kV三相交流电变换为27、5(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
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 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27.5（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
第32卷第4期铁 道 学 报V ol.32 N o.4 2010年8月JOU R NA L OF T H E CH IN A RA ILW A Y SO CI ET Y Aug ust2010文章编号:1001-8360(2010)04-0119-06 我国高速铁路牵引供电发展的若干关键技术问题 李 群 湛 (西南交通大学电气工程学院,四川成都 610031) 摘 要:在电力电子技术迅速发展与普及应用的背景下,本文借鉴德国模式,提出一种取电于公用 电网而又相对独立的牵引供电系统。它能彻底解决电能质量问题,并完全取消电分相。结合现实, 本文提出最小补偿容量的同相供电方案,建议研究三相接入电力系统的平衡接线变压器,一方面便 于今后同相(无分相)改造,另一方面亦能与单相变电所实现同相供电。本文在对国内外现行A T 供电模式的分析和借鉴的基础上,建议建立我国新的A T供电模式。 关键词:高速铁路;牵引供电系统;供电模式;同相供电 中图分类号:U223.5.1 文献标志码:A do i:10.3969/j.issn.1001-8360.2010.04.022 On Some Technical Key Problems in the Development of Traction Power Supply System for High-speed Railway in China LI Qun-zhan (Sch ool of Electrical Engin eering,S outhw es t Jiaoton g U nivers ity,Chengdu610031,Chin a) Abstract:Alo ng w ith r apid dev elo pm ent and w ide application of the pow er electronic technolog y,using the ex-perience of the German pow er supply m ode for reference,an ideal mo de of the tractio n pow er supply system is pro posed,w hich co nnects w ith the public pow er grid and is relatively independent.It can so lve the pro blems of pow er quality and elim inate the neutral sectioning device r adically.Taking into consideration pr actical cond-i tions,the cophased traction pow er supply scheme w ith the minim um com pensation capacity is pr esented and the three-phase balance transfor mer is suggested to be connected w ith the pow er sy stem so as to facilitate cophased tr ansform ation and cophased pow er supply thr oug h single-phase substatio ns.T he ex isting AT pow er supply modes at hom e and abroad are discussed and a new A T pow er supply mo de adaptable to the situations in China is put fo rw ard. Key words:high-speed r ailw ay;tractio n pow er supply sy stem;pow er supply mode;co phased traction pow er supply 高速铁路(含客运专线)动车组或机车均采用技术先进、性能优越的大功率交-直-交牵引传动系统。仅就影响电力系统的主要电能质量指标而言,功率因数极度改善,可接近1;谐波电流含量大幅下降,可等效为既有交-直牵引铁路安装了高效有源电力滤波器(APF)。但相比既有铁路而言,由于牵引功率的大幅增加,负序问题更为突出。如能在联系电力系统与牵引供电系统的牵引变电所内采取措施,把困扰电力系收稿日期:2009-02-19;修回日期:2010-05-12 基金项目:国家科技支撑计划(2007BAA12B05);铁道部科技研究开发计划(Z2006-047);铁道部科技研究开发计划 (2007J035) 作者简介:李群湛(1957 ),男,河北元氏人,教授,博士。 E-mail:lqz3431@https://www.doczj.com/doc/c915844479.html, 统的负序问题和铁路的电分相问题同时解决,那无疑是最佳选择,有利于铁路与电力的和谐、良好发展。 高速铁路的大功率牵引涉及与之相适应的牵引供电系统自身(内部)供电方式的选取。自耦变压器(AT)供电方式是大容量供电的有效供电方式。虽然通信实现光缆化后,通信干扰已无大碍,但AT供电方式在通信干扰防护上接近BT供电方式之同时,还避免了BT供电方式因BT串联接入而形成的 断口(火花间隙) ,更有利于列车的高速运行[1-2]。 AT供电方式有55kV与2 27.5kV模式之分。本文结合我国大力发展高速铁路之实际,探讨我国的AT供电模式,并论及与之相适配的绝缘等级及开关