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高速铁路电力系统10kV贯通线路补偿方式的比较孙大航【摘要】针对目前高速铁路电力供电系统10 kV贯通线路采用全电缆供电,通过对京沪高速铁路、哈大高速铁路、京石武高速铁路采用的补偿方式的简要介绍,比较分析3种补偿装置的优缺点.分组投切电抗器成套装置补偿特性不平滑,补偿精度较低.相控电抗器型补偿装置补偿精度高,但设备庞大、复杂,自身产生谐波,建设投资和后期运营维护费用较大.磁阀式可控电抗器型补偿装置补偿精度高、可靠性高、基本无谐波污染、体积小,能较好地满足电力系统对功率因数的要求,减少高速铁路建设投资和后期运行成本.【期刊名称】《高速铁路技术》【年(卷),期】2013(004)005【总页数】4页(P55-58)【关键词】高速铁路;电力系统;10 kV贯通线路;补偿方式;磁阀式可控电抗器型补偿装置【作者】孙大航【作者单位】北京中铁建电气化设计研究院有限公司,北京100043【正文语种】中文【中图分类】U223.5+31 引言为保证供电可靠性，目前高速铁路电力系统基本采用全线修建2条10 kV交联非磁性铠装铜芯单芯电缆贯通线路［1］，由两端10 kV配电所经调压器为沿线通信基站、信号中继站等负荷供电。
该电缆线路产生的对地充电容性无功成为配电所功率因数低［2-3］、有载调压器过负荷的主要原因。
为提高功率因数和保护设备安全，10 kV贯通线路需要设置无功补偿装置［4］。
2 高速铁路电力贯通电缆线路补偿方式目前高速铁路主要补偿方式为:结合沿线信号中继站箱式变电站，设置并联电抗器作为基本补偿［5］，另在两端10 kV配电所集中设置动态无功补偿装置。
考虑到线路负荷率，基本设计思想为按线路总容性无功功率的80% ～85%，设置并联电抗器，提供基本感性无功补偿容量，再于两端10 kV配电所，设置数百kvar内的动态补偿装置(SVC)。
动态无功补偿型式主要有SVG、TCR、MCR、分组投切电抗器等。
目前高速铁路电力工程设计暂不采用SVG补偿装置方案［6］。
国内城市轨道交通10kV气体绝缘开关柜的新型应用10kV气体绝缘开关柜的新型应用目前，国内10kV开关拒大都采用空气绝缘形式(简称AIS)，虽然柜体大些，但由于其绝缘性能可靠、维护方便、造价较低等优点，它仍为主流，有的开关柜还采用复合绝缘，作为辅助的绝缘措施。
除了空气绝缘之外，还有气体绝缘的开关拒，简称GIS。
它是高压GIS产品在中压领域的拓展，这种开关柜是采用低气压的SF6气体、N2气体或混合气体作为开关设备的绝缘介质，用真空或SF6为灭弧介质，将母线、断路器、隔离开关等中压元件集中密闭在箱体中，综合运用现代绝缘技术、开断技术、制造技术、传感技术、数字技术生产的集智能控制、保护、监视、测量、通讯于一体的高新技术产品。
其优点是体积缩小，与外部环境条件(如湿度、海拔高度、灰尘、雾、污秽等)完全没有关系，缺点是技术复杂、精度高、电器元件本身的可靠性要求极高，价格较高。
对10kV气体绝缘开关柜在地铁项目中的应用前景分析如下。
1、GIS的特点(1)采用低压力气体作介质绝缘依靠低压力的SF6等气体作绝缘介质，可以充分发挥气体介质绝缘性能的优点。
SF6气体是一种大分子量的惰性气体，性能稳定、难于电离，绝热系数小，经过拉弧击穿后能够自行恢复原介质绝缘强度，气体无毒无腐蚀性，对人员和设备安全，SF6气体绝缘性能为空气的2～3倍，并且随着电压等级的升高，优势更加明显。
(2)采用真空断路器GIS所配开关以真空断路器为主，真空灭弧室具有开断能力强、电寿命长、可靠性高、灭弧室部分免维护等特点，真空断路器在开断过程中不会产生很高的压力，因而爆炸的危险性较小，开断短路电流时也不会有很大的噪声。
目前在普通空气绝缘开关柜中也大都采用真空断路器。
(3)可实现小型化由于采用了气体绝缘介质以及合理的绝缘结构，使高压元件尺寸得以缩小;在箱形容器内布置高压元件，排列方便、集装程度高，使设备得以小型化。
GIS比空气绝缘开关柜(简称AIS)占地面积减小了约1/3，体积减小了约1/2;35kV等级GIS的占地面积、体积减小得更加显著。
GIS系统在铁路中的应用摘要：地理信息系统是空间和空间各属性的集合。
涵盖地矿、天气、交通等多种领域，地理信息系统对于铁路的辅助决策有相当大的意义。
对铁路的建设、各种资源的运输，铁路各项运营资源调配的优化设计具有引领性的作用，对未来运输行业的发展具有深远的影响。
关键词：地理信息系统（GIS）；物流；空间属性；资源调配1 研究背景1.1GIS地理信息系统地理信息系统（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有时又称为“地学信息系统”。
它是一种特定的十分重要的空间信息系统。
它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
位置与地理信息既是LBS（定位服务）的核心，也是LBS的基础。
一个单纯的经纬度坐标只有置于特定的地理信息中，代表为某个地点、标志、方位后，才会被用户认识和理解。
用户在通过相关技术获取到位置信息之后，还需要了解所处的地理环境，查询和分析环境信息，从而为用户活动提供信息支持与服务。
地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，随着GIS的发展，也有称GIS为“地理信息科学”（Geographic Information Science），近年来，也有称GIS为"地理信息服务"（Geographic Information service）。
GIS是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理（简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析）。
GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。
信息化技术在高速铁路施工应用中的探索发布时间：2021-07-21T01:53:16.233Z 来源：《中国科技人才》2021年第10期作者：马莉洁[导读] 随着高速铁路在我国的迅猛发展，中国迅速跻身于国际高速铁路发展速度最快、系统技术最全面、集成能力最强、运营里程最长、在建规模最大的国家。
高速铁路具有投资规模大、技术标准高、质量要求严等显著特点，是国家的重大建设工程项目。
中国铁路呼和浩特局集团有限公司信息技术所 010051摘要：近年来，我国国民经济得到了迅速发展，人民的日常生活以及工作各方面节奏也在不断地改变，这使得原有基础设施不能满足社会发展需求，如不能及时发现这一问题就会对国民经济的发展以及人民生活水平的提升产生影响。
建设高速铁路可有效解决这一问题。
与其他方式相比，高速铁路有着安全、方便、快捷等诸多显著优势，国内也在不断加强高速铁路的建设工作，但是在实际建设过程中如何对其进行有效管理是当前高速铁路施工中存在的主要问题。
在实际施工中，可尝试将信息化技术应用于高速铁路实际施工管理中，进而有效提升管理质量，加快施工效率。
关键词：高速铁路；施工；信息化引言随着高速铁路在我国的迅猛发展，中国迅速跻身于国际高速铁路发展速度最快、系统技术最全面、集成能力最强、运营里程最长、在建规模最大的国家。
高速铁路具有投资规模大、技术标准高、质量要求严等显著特点，是国家的重大建设工程项目。
高速铁路建设在现有信息化的基础上，进一步完善、强化、提升高铁建设项目管理信息系统和信息技术，能够有效地规范项目管理流程，提高高铁建设管理水平1程信息化建设现状为全面推进高速铁路工程建设项目管理的信息系统建设，工程充分借鉴全路建设项目管理信息系统建设与应用的经验，建立了以网络技术、计算机技术与现代信息技术为支撑的信息平台，覆盖本工程项目管理参建各方的信息系统，实现了工程项目管理的信息化。
工程积极运用信息化的管理手段，实现信息的及时传递、作业现场的实时监控。
GIS气体高压开关柜在高铁中的应用发布时间：2021-11-22T07:01:55.443Z 来源：《防护工程》2021年21期作者：梁国英时玉坡姚健[导读] 截止2020年末，中国高速铁路营业里程达到3.8万公里，约占世界高铁里程2/3以上，“十三五”期间高铁营业里程增长近100%。
在牵引供电系统方面，高速、重载铁路从牵引网取流大小和牵引网稳定等方面对铁路供电系统提出了更高的要求。
GIS开关柜是我国高速铁路牵引变电所（包括分区所、ＡＴ所）的重要组成部分，由于其集成度高、少维护甚至免维护、可靠性高、便于布置和减少占地面积等优点，而在我国高速电气化铁路广泛应用。
它的结构比较复杂，组成方式也有很多种。
梁国英时玉坡姚健中国铁路济南局集团有限公司青岛供电段山东青岛 266000摘要：截止2020年末，中国高速铁路营业里程达到3.8万公里，约占世界高铁里程2/3以上，“十三五”期间高铁营业里程增长近100%。
在牵引供电系统方面，高速、重载铁路从牵引网取流大小和牵引网稳定等方面对铁路供电系统提出了更高的要求。
GIS开关柜是我国高速铁路牵引变电所（包括分区所、ＡＴ所）的重要组成部分，由于其集成度高、少维护甚至免维护、可靠性高、便于布置和减少占地面积等优点，而在我国高速电气化铁路广泛应用。
它的结构比较复杂，组成方式也有很多种。
其主要作用是为高速铁路运行提供充足稳定的电力。
关键字：GIS气体高压开关柜；高铁；应用0 引言GIS（Gas Insulated Switchgear）柜，又称气体绝缘全封闭组合电器，是将断路器、隔离开关、接地开关、避雷器、电流互感器、电压互感器、套管和母线等元件直接连到一起，并全部封闭在接地的金属外壳内的气体绝缘电气设备，壳体内充有一定压力的SF6 气体作为绝缘和灭弧介质。
SF6 气体具有比空气更强的绝缘性能，将该气体充装至电气设备内，减小了电气设备的体积，提高了绝缘性能。
例如鲁南高铁、京广高铁、京沪高铁、京津城际等高铁的牵引变电所均采用27.5kV GIS 柜，变电所的GIS 柜多由厦门ABB、西门子、施耐德公司生产，开关采用中压气体绝缘开关设备。
基于铁路10kV电力远动技术的工程应用分析郭琪发布时间：2023-05-06T14:01:46.343Z 来源：《工程建设标准化》2023年5期作者：郭琪[导读] 铁路交通运输的高速发展，铁路10kV电力系统的安全稳定运行对于保障铁路正常运行具有重要意义。
本文介绍了铁路10kV电力远动技术的原理，阐述了铁路10kV电力远动技术的特点，如高可靠性、实时性、可扩展性、灵活性以及安全性，探讨了铁路10kV电力远动技术在铁路电力系统中的应用，以期为铁路电力系统的优化和升级提供了理论依据，有助于实现铁路电力系统的智能化、绿色化和高效运行。
摘要：铁路交通运输的高速发展，铁路10kV电力系统的安全稳定运行对于保障铁路正常运行具有重要意义。
本文介绍了铁路10kV电力远动技术的原理，阐述了铁路10kV电力远动技术的特点，如高可靠性、实时性、可扩展性、灵活性以及安全性，探讨了铁路10kV电力远动技术在铁路电力系统中的应用，以期为铁路电力系统的优化和升级提供了理论依据，有助于实现铁路电力系统的智能化、绿色化和高效运行。
关键词：铁路10kV；电力远动；技术特点；电力系统引言铁路交通作为现代交通运输的重要组成部分，具有运输能力大、速度快、安全性高等优点，已成为国家经济社会发展的重要支柱。
随着铁路建设规模的不断扩大，铁路电力系统成为铁路运行安全的关键因素之一。
作为铁路电力系统的重要组成部分，10kV电力系统负责为铁路交通提供可靠、稳定的电力供应。
因此，研究铁路10kV电力远动技术的工程应用，分析其原理、特点以及在铁路电力系统中的具体应用，对于提高铁路10kV电力系统的运行效率和稳定性具有重要意义。
1 铁路10kV电力远动技术原理1.1 远动通信原理远动通信原理是铁路10kV电力远动技术的基础，主要涉及数据采集、传输和处理等过程。
在铁路10kV电力系统中，远动通信系统通过监测设备对各类电力设备进行实时数据采集，如电压、电流、功率等参数。
GIS组合电器的原理及应用1. 介绍GIS（Gas-insulated switchgear）组合电器是一种新型的高压电器设备，它使用绝缘气体而不是传统的空气进行绝缘。
由于母线和断路器等关键部件被密封在金属容器中，GIS组合电器具有较小的体积和占地面积，高的绝缘性能和可靠性。
本文将介绍GIS组合电器的工作原理和应用。
2. 工作原理GIS组合电器采用了绝缘气体作为电流的导体和绝缘体，主要由母线、断路器、隔离开关、变压器和附件组成。
以下是GIS组合电器的工作原理：•绝缘气体：GIS组合电器使用的绝缘气体常见的有硫化气体SF6（硫化氟气）和N2（氮气）等，绝缘气体具有较好的绝缘性能和热稳定性，能够有效地隔离高压部件。
•金属容器：GIS组合电器中的关键部件被密封在金属容器中，金属容器起到保护和绝缘的作用，同时能够有效地抵抗外部环境的影响。
•母线及断路器：GIS组合电器中的母线主要负责传输电力，断路器则起到开关和保护电路的作用。
由于母线和断路器被密封在金属容器中，GIS组合电器具有较小的体积和占地面积。
•隔离开关：隔离开关可通过操作手柄将电器设备与电力系统分离，以便维修和检修。
•变压器：GIS组合电器中的变压器主要用于电压的变换和分配。
3. 应用领域GIS组合电器由于其优良的性能和特点，被广泛应用于以下领域：•电力系统：GIS组合电器在电力系统中常用于高压输电线路和变电站，用于实现电力的传输和分配。
•工业：GIS组合电器在工业领域中可用于供电系统、矿山等各种场所，确保电力系统的稳定运行。
•城市建设：GIS组合电器可以用于城市建设中的供电系统，提供可靠的电力供应。
•铁路交通：GIS组合电器可以用于高速铁路、城市轨道交通等电力系统，确保交通运输的安全性和可靠性。
•航空航天：GIS组合电器由于其小体积和轻质量，可以用于航空航天领域的航天器和卫星等设备。
4. 优点和挑战GIS组合电器相对于传统的开关设备和空气绝缘设备具有以下优点：•占地面积小：GIS组合电器采用紧凑的设计，相对于传统设备，占地面积更小。
一、概述铁路企业是我国国民经济的重要组成部分。
截止到1998年，职工人数317.9万人；全国铁路营业里程达57583.5公里；完成客运周转量的3691亿人公里；货运周转量的12262亿吨公里，是一个集运输、工业、建筑、物资、通讯、文化、教育、卫生等多种国民经济为一体，集中指挥与部、局、分局级管理相结合，基层单位遍布全国各地的特大型国有企业。
对整个铁路系统而言，设备管理具有很重要的意义，它是重要的基础管理信息资源，是技术改造、行车指挥、保障行车安全及事故抢险救援等领导决策的重要依据。
但是由于管理技术跟不上，使设备管理成为铁路系统技术管理的薄弱环节。
传统的设备管理方式共有两种：一是建立台帐进行数据管理，二是编制图集进行图形管理。
以这两种方式进行设备管理有很大的弊病：一方面，在图集显示的信息远不能满足实际工作的需要；另一方面，翻阅台帐得到的仅是单一的数据，缺少直观、详细的资料。
数据与图形成为各自独立的部分，二者的关系被割裂。
随着铁路经营机制的变革和我局技术更新速度的加快，各级管理人员的行车技术设备信息的需求不断增长。
这种以传统方式进行铁路行车设备管理难以适应新形势的需要。
《铁路行车技术设备地图信息管理系统》引进了先进的地理信息系统（GIS）技术，全面地对铁路行车设备进行计算机管理，彻底根除了传统管理方式的种种弊病，通过地图+信息的方式，全面、直观、准确地反映了设备的分布、现状及技术特征。
同时，系统还提供了多种查询、统计、定位功能，为计算铁路运输能力、铁路设备技术改造、抢险救援等工作提供了全新的技术手段。
二、标准引入㈠图例采用中华人民共和国国家标准（GB）铁路工程图形符号标准，定制电子矢量地图图例库，征求各分局意见后颁发执行。
㈡图幅⒈概况图以全国1：50万矢量交通地图为基础，编制局线路概况图，各专业设备概况图，以线路概况图为准，图幅内容如下：⑴局线路概况图⑵局桥隧概况图⑶局电务设备概况图⑷局机务设备概况图⑸局机务（水电）设备概况图⑹局机务（电气化）设备概况图⑺局车辆设备概况图⑻预留局其他行车专业设备概况图⒉综合图⑴线路综合图（以区间纵断面图为主、辅以其他内容）⑵电务综合图（自闭、联锁示意图）⑶电气化综合图（接触网高、馈电相别、供电范围、供电臂分布等）⑷综合图按线别，以分局管界分段，并用文字将该线主要技术标准，车站、车务段分布、线路、桥隧、电务、机务、车辆设备等加以描述⒊车站平面图以工务段技术设备图与电务段站场平面图两者相结合编制行车设备车站平面图。
10kV GIS柜在高速铁路中的应用
摘要本文介绍了高速电气化铁路变电所中新近应用的一种10kV气体绝缘开关柜(GIS)设备，主要从结构、特点、主要技术指标等方面进行了阐述，，并对空气绝缘开关设备与新型GIS进行了比较，对GIS在国内高铁上的应用情况进行了简单介绍，认为GIS适合于我国高铁使用。
关键词高铁；10kV；GIS
The Application of 10kV GIS in the High-speed Railway
LI Jing-quan1，ZHAO Ya-ping2，KONG Xing-hua3
1.Kunming rail transitCO.Ltd，Kunming 650021
2.Qingdao metro corporation，Qingdao 266071
3.Xiamen ABB switch Co., LTD ，Xiamen 361000
Abstract This paper presents the 10kV Gas Insulated Switchgear(GIS) in transformer substation which use in the high-speed railway.The main content include structure,specialty,parameter of GIS.There are some contrasts which GIS and AIS(Air Insulated Switchgear).The GIS is fit for the high-speed railway.
Keywords high-speed railway;10kV;GIS
0 引言
由于SF6气体卓越的绝缘能力，由SF6气体作为绝缘介质的电气设备越来越广泛。
随着材料、工艺、制造、机械、电子的技术发展，SF6气体由最初应用于高压设备，逐渐向中、低压电气设备发展。
近年来有不少国内外的制造商研制出了10kV SF6气体绝缘开关柜（GIS），ABB公司生产的ZX0开关柜（图1）就是其中的代表作品，与传统的空气绝缘设备相比，该设备具有可靠性、集成度更高、维修更少、寿命更长、体积更小，布置更简单、美观，安装施工更加方便，更加节省电缆和占地面积等优点，代表着开关设备的发展方向，本文就此作以介绍。
图1 ABB公司ZX0开关柜
1 高速铁路供电系统简介
除27.5kV电力牵引供电系统外，其余高速铁路电力系统统称为高铁供配电系统，该系统向所有铁路设施供电。
铁路的供配电系统是从公共电网的变电站接引两路10kV或35kV电源，通过铁路变配电所向铁路车站、区间负载供电。
高速铁路区间每隔3km左右有一处负荷点，负荷的类型为通信、信号、防灾设备等一级负荷及区间摄像机等二级负荷，由铁路变配电所馈出2条10kV电力主线路，沿铁路铺设向其提供电力，此电力线路被称为主贯通线，其中一条称一级负荷主贯通线，另外一条称综合负荷主贯通线。
主贯通线两端的铁路变配电所通过贯通馈线高压气体开关柜内电压互感器与断路器联锁均能为其供电。
为了保证长距离、轻负载的区间主贯通线供电质量，铁路变配电所设有专用的10/10kV的调压器，经过调压器向主贯通线供电。
随着高铁建设的提速，为确保供电的可靠性，高端的GIS开关设备已经运用到高铁10kV供电系统之中。
2 10kV GIS开关设备结构
ABB公司生产的10kV ZX0 GIS开关柜是采用低气压的SF6气体作为开关设备的绝缘介质，用真空为灭弧介质，将母线、断路器、隔离开关等中压元件集中密闭在箱体中，综合运用现代绝缘技术、开断技术、制造技术、传感技术、数字技术生产的集智能控制、保护、监视、测量、通讯于一体的高新技术产品（开关柜结构示意图见图2）。
其优点是体积缩小，与外部环境条件（如湿度、海拔高度、灰尘、雾、污秽等）完全没有关系，缺点是技术复杂、精度高、电器元件本身的可靠性要求极高。
10kV 气体绝缘开关柜由断路器/母线气室（主母线和断路器共用一个气室）、低压室及电缆室组成。
断路器/母线气室是在工厂内完成密封组装后总装于开关柜内，低压室、电缆室、断路器\母线室等通常用接地的金属隔板隔开。
正面板分上下两部分，控制及保护部分、开关部分，仪表及保护继电器、控制开关、按钮等均嵌装于低压室面板上，且各操作按钮应有门或罩遮盖，以防止意外触碰引起误动作。
断路器面板有操作机构弹簧人工储能手柄装置，手动合、跳闸按钮、操作记数器，以及断路器分、合位置的机械指示和指示灯显示。
开关柜设有铜接地母线，接地刀闸及避雷器接地线用专用接地线与柜内接地母线直接联接。
为保证运行中的安全，开关柜具有“五防”要求，其内部设有必要的联锁装置，防止在断路器合闸状态下误分、合隔离开关和在断路器合闸状态下误合接地开关等。
3 ZX0 GIS的特点
ABB公司生产的ZX0 GIS开关柜具有紧凑型、经济型、安全最大化、体积最小化等优点，基本特点表现在：SF6气体绝缘；金属外壳、气体密封、激光焊接，不锈钢壳体；每个气室是个独立密封的压力系统；可靠墙安装、电缆柜前连接；单母线系统、母线外锥电缆插接系统，额定电流达1 250A；模块化设计、
拼柜采用插接式母线连接器，不涉及气体系统；通过断路器操作实现接地。
图2 ZX0开关柜结构示意图
3.1 采用低压力气体作绝缘介质
SF6气体具有耐电强度高，灭弧能力强，通常无液化问题，化学稳定性好的优点。
研究表明：SF6气压P≤0.2MPa时，击穿电压符合巴申定律。
ZX0开关柜气室相对压力为0.03MPa，在正常气压下，主回路发生三相短路及接地等故障概率极低。
大量试验及运行经验表明，即使气室在零压时，不允许分闸操作外，设备也可以正常运行。
3.2 采用可靠的真空断路器
ZX0开关柜采用ABB久负盛名的VD4真空断路器。
设备的可靠性体现在元器件的和制造工艺上，该断路器选用德国ABB公司设计和制造的真空灭弧室，具有充足的灭弧能力和极高的操作寿命，它的灭弧原理及主要特征如下：断路器开断时，随着动静触头的分开，触头间的导电电流将发展为电弧电流。
发散型电弧的特征是电弧扩散覆盖到触头表面并平均分配热应力，收缩型电弧的特征是会在燃弧区域产生极高的温度和热应力，对触头表面造成严重伤害。
在开断真空灭弧室额定电流以内的负荷电流，真空灭弧室内的电弧总是发散型的，触头的烧蚀极小可以忽略不计，如果开断电流超出额定值，发散型电弧开始向收缩型电弧转变，随着电流的增加，电弧的轮廓将收缩得更为锐利明显，当电流增加到一定的数值，电弧将转变为阳极及阴极收缩型电弧（如图3所示）。
图3电弧类型
真空灭弧室采用螺形状触头结构，可在电弧弧柱运动的范围内产生一个横向的磁场，电磁场由电弧产生，切线方向的电流分量产生的磁场导致电弧围绕触头轴线快速旋转，这种方式不仅仅减少了触头上的热应力，大幅减少了触头的烧蚀，还提高了真空开断短路电流的能力(电弧电流磁场如图4所示)。
真空灭弧室采用铜铬合金为触头材料，应用先进的冶金技术，保证了VD4断路器的电气寿命，限制了截流值，几乎没有危险过电压的产生。
