关于高速铁路电力系统的分析与研究

【摘要】 文中首先分析了高速铁路电力系统的重要性与电力系统可靠性，其次提出提高电力系统可靠性的措施 ，并对高速铁路电力供电系统新技术做出分析与研究。

【关键词】 高速铁路 电力系统 分析

一、高速铁路电力系统的重要性

对于高速铁路来说，电力系统的安全性涉及到整个铁路的运行平稳与否，在铁路运营繁荣发展的背后支持下，电力系统起到了很大的作用，目前，铁路运行速度非常快，工程规模的不断变化也对供电系统的安全性有了更高的需求，高速铁路电力系统成了决定铁路事业发展最直接的因素，一直以来，铁路都被认为是相对比较安全的运输方式，因此，铁路运输一旦出现安全事故，势必会给人们的身体与心理造成双重的打击，所以，加强电力系统的安全性，真正做到防患于，保证铁路运输的安全性势在必行。

二、电力系统可靠性分析

高速铁路电力系统的组成比较复杂，按照功能与作用主要可以分为牵引和电力两部分前者是为高速铁路行车提供电源系统，后者是承担牵引供电以外所有铁路负荷的供电任务，包括信号系统、生产、车站、供水系统以及生活等铁路用电负荷的高速铁路电力供电系统，其供电可靠性不仅直接影响铁路运输系统的正常安全运行，还关系到很多铁路职能部门的正常工作，铁路电力供电系统由于应用的特殊性，在系统构成和功能上都有一些有别于电力系统的特点，主要体现电压等级低、系统接线形式简单以及供电可靠性要求高这三方面：

第一，从电力系统的角度看，铁路负荷属于终端负荷，直接面对最终用户，所以，铁路供电系统中绝大多数为10kV和35kV变配电所，这取决于地方供电系统电源的情况和铁路就地负荷的要求；第二，铁路供电系统的接线就像铁路一样，是一个沿铁路敷设的单一辐射网，各变电所沿线基本均匀分布，并且互相连接，构成手拉手供电方式；连接线自闭线和贯通线两种，连接线除了实现相邻所之间的电气连接外，还为铁路供电最重要的负荷提供电源；第三，铁路供电系统虽然电压等级低，接线方式简单，但对供电可靠性的要求却很高，其负荷的供电中断时间不能超过150ms，否则，将会导致所有供电区间的自动闭塞信号灯变为红灯，影响铁路的正常运输。

三、提高电力系统可靠性的措施

铁路沿线分布着车站和通信基站，这些地面设施是保证铁路运输畅通和安全的基础设施，上述设施需要电力可靠供应，高速铁路对电力供电提出了更高的可靠性要求，全线供电安全、可靠性取决电力贯通线的运行水平，供电可靠性依赖于铁路供电设备配置水平，采用的可靠性措施主要有三方面：

第一，保证系统可靠备用，各配电所自国家电网接引两路电源；各配电所采用单母线分断接线型式；10kV配电网络采用双路环网电力电缆；变配电所、箱式变电站内配电变压器按双台配置；第二，提高设备可靠性，配电所选用SF6气体绝缘开关柜；箱式变电站选用SF6气体绝缘环网开关柜；变压器选用干式变压器；低压开关柜采用高可靠性、模数化、组合式柜型；第三，提高系统抵抗自然灾害能力，电线入地；设备进屋；备用发电机；从高压到低压全部采用远动。

四、高速铁路电力供电系统新技术的分析与研究

高速铁路全线设置了两回 10kV 电力贯通线，贯通线采用不锈钢铠装的单芯铜芯电缆沿路基、隧道、桥梁预留的电力电缆槽敷设， 由于高速铁路线路较长，如此长距离的电力贯通电缆线路是我国铁路建设史上从未有过的，必须进行技术创新；关于长距离10kV 电力贯通电缆线路电容电流的补偿，由于贯通线电缆线路对地存在电容，故在正常运行或单相接地时都有电容电流流过线路，又因为电缆线路相间及对地电容远大于架空线路，电缆线路的电容电流亦远大于架空线路的电容电流，可能造成相关危害，如：引起主变压器或调压器过载；单相接地时易造成电弧重燃，引起三倍以上的过电压，易损坏供电设备或发展成多相短路事故；贯通线电缆的分布电容产生的容性无功，会导致系统容性无功过剩，线路末端电压上升；因此，必须对线路电容电流进行补偿，补偿电缆电容电流较好的办法是设置专用的并联补偿电抗器，主要有如下两种方式：在配电所集中设置动态补偿电抗器 ；在区间贯通线上分散并联补偿电抗器；高铁中一般采用了方式二，在全线两回10kV 电力贯通电缆线路上每隔 10km左右分别分散设置了箱式电抗器，起到了补偿接地电容电流、补偿容性无功功率、降低线路容性电流、限制线路末端电压上升的综合作用，是一大技术创新。

五、总结

高速铁路电力系统是保障高速铁路安全、稳定、高效运营的重要部分，努力做好高速铁路电力系统的研究及分析，并不断发现并完善新技术和新设备，对确保高速铁路运营有着至关重要的作用。

参 考 文 献

[1]李佳宁，张明敏.高速铁路供电系统安全性评估研究[J].机电信息，2015（06）

[2]程学庆，李月.高速铁路供电系统的结构及集成分析[J].计算机光盘软件与应用，2015（02）