高速铁路同相供电(精选)
高速铁路V型接线牵引变压器混合补偿式同相供电方案
高速铁路V型接线牵引变压器混合补偿式同相供电方案夏焰坤;周福林;陈民武【摘要】In order to solve the negative phase sequence problem of V connection transformer in the high-speed electrical railway of China,a hybrid compensative co-phase traction power supply scheme is proposed based on passive and active compensation.First,its construction and theory are analyzed,and the compensation current of active equipment is given.Second,the feature of the hybrid compensation scheme and methods of current detection are discussed.In the end,the related MATLAB simulation results and measured data verify the effectiveness of the compensation scheme proposed in this paper.%为解决我国高速电气化铁路采用的V型接线牵引变压器供电方式存在的负序问题,提出了一种无源和有源混合补偿式同相供电方案.首先,文中分析了V型接线牵引变压器有源补偿结构、原理和混合式补偿结构,给出了混合补偿时有源装置的补偿电流表达式.其次,分析了混合式补偿方案的特点和电流检测方法.最后,采用MATLAB仿真软件和变电所实测数据,对混合补偿效果进行了分析,结果表明了采用混合补偿式同相供电方案的有效性.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2017(029)004【总页数】6页(P89-94)【关键词】牵引变压器;混合式补偿;负序;同相供电;铁路【作者】夏焰坤;周福林;陈民武【作者单位】西华大学电气与电子信息学院,成都610039;西南交通大学电气工程学院,成都610031;西南交通大学电气工程学院,成都610031【正文语种】中文【中图分类】TM713我国电气化铁路采用单相交流供电方式，该方式是一种不对称供电方式，存在负序问题，而负序会对发电机、继电保护装置等带来一系列危害。
高铁同相供电系统方案探微
高铁同相供电系统方案探微【摘要】随着科学技术的不断发展，高铁近年来发展的相当迅速，为我国的交通也做出了巨大的贡献。
作为高铁中的重要组成部分，同相供电系统方案的合理性对于高铁的正常运行非常关键。
我们必须要根据高铁的实际情况采取科学合理的同相供电方案。
然而目前高铁铜线供电系统方案的选择上还存在着一些问题，我们必须采取科学合理的方案进行解决。
根据本人的一些相关经验，谈谈对高铁同相供电系统的一些看法，与大家共同进行交流，希望对大家有所帮助。
【关键词】高铁；同相供电系统；方案探微；问题1前言高铁的同相供电系统具有很大的特殊性，这就使得高铁同相供电系统方案的选择有了很大的难度。
在进行选择时，必须要对相关的问题进行充分的考虑。
比如，负序、无功还有谐波都是我们需要进行考虑的内容。
只有充分考虑这些问题才能使得高速铁路更好的发展，否则会对高速铁路的正常运行和发展造成很大的阻碍。
因此，我们必须要根据高速铁路的具体情况，从而为告诉铁路选择科学合理的供电系统方案，从而使得高速铁路不断的进步。
2交流电电气化铁路供电系统的基本内容目前我国告诉铁路的供电系统主要分为两个部分构成，一部分是电气化铁道供电系统，整个供电系统的核心是变电站或者发电厂和高压输电线构成的。
这样一来就决定了整个电气化铁道供电系统的核心就是输电和供电；整个供电系统的另一部分主要是有牵引变电所和牵引网组成的，这一部分起着非常重要的作用，对于整个供电系统而言也是不可或缺的一部分。
牵引变电所的主要作用可以使得一次供电系统输送的电能进行转换，这样就使得电能能够很好的被机车利用。
牵引网的供电必须要根据牵引网的特点来进行，只有这样才能更好的为整个牵引网进行供电，从而使得机车能够得到充足的电能供应。
3高速铁路供电系统的现状和存在的问题近年来高速铁路随着科学技术的不断进步发展也取得了很大的进步，但是由于告诉铁路的相关供电技术还不够完善加上高速铁路的特点，这使得高速铁路同相供电系统中存在着许多问题。
同相供电系统
G
E
E
下层控制器
10MVA同相供电 装置（1#）
上层协调 控制器
10MVA同相供电 装置（2#）
牵引供电的“小康”模式：同相供电结 构
❖ 这种模式的主要特点：
❖ 1、采用同相供电装置的变换功能，将原有牵引变电所的 两相合并为一相，解决了变电所出口的分相问题，至少将 全线的分相的个数减小一半，可大大提高运行的速度。
❖ 缺点： 随着高速铁路自身的发展，电力系统对铁路供电的 电能质量要求的不断提高，这种结构固有的缺陷逐 渐显现——负序问题和过分相问题。
牵引供电的“小康”模式：同相供电结 构
A B C
电力系统（解决电能质量问题）
平衡牵引变压器 (YNvd、Scott等)
同相供电系统（解决电分相问题）
平衡牵引变压器 (YNvd、Scott等)
❖ 4、同相供电装置可兼做无功谐波补偿，不需要加其他设 备就可以实现无功、谐波、负序的完美治理；
❖ 5、同相供电装置具有提高系统暂态稳定、电压稳定的作 用，实现牵引网电压的稳定，增加供电臂的供电距离，从 而减少变电所数量。
牵引供电的“和谐”模式：独立供电结 构
同相供电系统的结构示意图
同相供电系统的功率流向示意图
同相供电系统的各模块功能及技术问题
YNvd的主要优点： ❖ 一次侧中性点可直接接地，当高速铁路接入220kV电压等级时是必须的，
适合于AT供电方式； ❖ 具有较好的平衡性能； ❖ 二次侧输出回路无电气联系； ❖ 具有三角绕组，可为励磁电流三次谐波提供回路； ❖ 所用电可以从三角绕组取电，无需额外变压器； 在既有线上实施示范工程可选择Scott接线牵引变压器
现有铁路供电系统面临的主要问题： 电能质量问题
同相供电技术在电气化铁路中的应用
摘要：以负序为主的电能质量问题影响着电气化铁路的发展，采用电分相的方式来消除负序的影响，会造成机车失电而降速运行，不仅会出现机车在爬坡段因速度不够而停车的可能，而且会产生分相装置误动作造成带电过分相的危险。
提出同相供电技术能够从根本上解决以负序为主的电能质量问题和电分相问题，成为电气化铁路研究的热点。
关键词：负序；电分相装置；电能质量；同相供电技术0 引言我国电气化铁路逐渐走上了高速发展的道路，无论是列车制造技术、载重能力，还是行驶速度，均已走在世界前列。
我国铁路电气化里程超过8万km，稳居世界首位，在技术水平和建设质量上也达到世界领先水平。
在电气化铁路朝高速、重载方向发展的趋势下，作为其核心技术的电气化牵引供电系统，成为影响电气化铁路未来发展的重要因素。
目前，国内铁路牵引供电系统除少数试点外，均采用单相工频交流供电的模式，其结构如图1所示。
牵引变电所将网侧110 kV三相电压经过牵引变压器转换为两相，分别对两侧供电区段供电。
随着电气化铁路朝高速、重载方向发展，上述供电制式存在的问题越来越突出，主要表现在以下两个方面：（1）负序问题。
牵引负荷通常具有单相大功率、非线性、随机性和波动性等特点，致使电气化铁路存在以负序为主的电能质量问题。
在单相工频交流制式下，常采用轮换相序的方法来缓减负序问题，但是效果甚微。
这就导致大量的负序电流注入电力系统，引起三相电压严重不平衡，给电力系统一次设备和二次设备的正常运行带来很大的影响。
除此之外，无功和谐波也是造成电能质量问题的主要因素。
（2）电分相问题如图1所示，由于牵引变压器分出的两相电压相位不同，因此必须在变电所出口处设置绝缘电分相；同时，分区所两侧的电压相位也往往不同，又需要设置分区所绝缘电分相。
因此，机车过电分相时需要收起受电弓，断开与接触网的联系。
而这种类似于带电分闸的操作，对接触网与受电弓而言均存在不小的安全隐患。
更重要的是，过分相期间机车因失去电力牵引而速度下降，是制约高速电气化铁路发展的主要因素之一。
新型同相牵引供电系统方案
新型同相牵引供电系统方案摘要：现阶段，国内外采用的供电模式通常为三相一两相分相。
而电气铁道接触网一般采用单相交流制，若只是进行单相取电，则将使电力系统不对称，进而三相电压也会不平衡，所以，将电分相设置在牵引供电系统了。
电分相装置限制了机车的承载能力和运行速度，使高速重载铁路无法健康发展。
为了使电力系统三相负荷具有对称性，提高机车的承载能力和运行速度，国内外都在研究牵引供电模式。
为此，本文主要探究了新型同相牵引供电系统的方案。
关键词：新型；同相牵引；供电系统随着中国高速、重载铁路的不断发展，传统牵引供电系统的供电的质量和效率均较低，对铁路运行的经济性、可靠性和安全性造成了严重影响。
所以，必须建立适合中国高速、重载铁路发展的新型牵引供电系统。
而随之出现的同相牵引供电系统将是未来高速、重载铁路的发展方向。
基于此，下文提出了一种较好的新型同相牵引供电系统方案。
1 简述同相供电系统结构对于同相供电系统，线路上变电所供电的接触网具有相同的电压相位，线路上没有电分相环节。
而新型同相供电系统基于传统的牵引供电系统，引进了YN，vd平衡变压器以及IPFC，采用单相供电方式代替了传统的两相牵引供电方式。
通过YN，vd平衡变压器，将系统中的三相对称电压平衡改为了两相对称电压。
通过IPFC，将变电所2个供电臂合并为一条馈线，从而各个变电所输出电压的相位一样，并取消了电分相。
为了避免电力系统形成变电所环路，采用分段绝缘器取代了分区所的分相绝缘器。
电分段距离不长、两侧电压相位相同，所以，避免了机车通过时的牵引损失和对电网的负面影响，全线贯通供电实现了，也满足了高速、重载的牵引供电要求。
2 YN，vd平衡变压器2.1 新型YN，vd平衡变压器中的接线形式对于YN，vd变压器，它属于新型的平衡变压器，具有三相三绕组的特征。
在变压器一次侧，采用端子A，B，C来链接三相电网，牵引端口为变压器二次侧的α与β相，星形连接为变压器一次侧绕组，能够结合运行需要，选用不接地或中性点接地运行。
铁路同相供电的双边供电方案设计
铁路同相供电的双边供电方案设计摘要：电分相环节对高速重载列车有极大的制约作用，一定程度上阻碍了铁路行业的发展。
为了解决上述问题，可以采用同相供电系统，即在铁路的全线路采用相同相位的单相供电，如果能在同一线路或局界内贯通，则能最大限度地取消电分相，从而有利于重载和高速牵引。
同相供电系统由常规牵引变压器和同相供电装置组成，同相供电装置应用现代电力电子技术和微处理器控制技术来进行补偿，消除系统的三相不平衡，实现牵引系统的单边或者双边贯通式供电。
关键词：同相供电；双边供电；电分相；同相供电装置；三相不平衡引言我国电气化铁路现采用的供电方式为单边供电方式[1]，在牵引变电所出口处（采用单相变压器除外）和相邻牵引变电所之间都要设置电分相环节。
电分相的存在限制了机车连续平滑取流，严重影响牵引供电系统整体性能，会造成速度下降甚至出现停坡，给铁路安全运行带来重大影响，列车在通过电分相时容易发生事故，影响了列车供电以及行车安全，因此电分相是是牵引网供电时最薄弱的环节，也是制约电气化机车牵引网的供电瓶颈。
明显旧的电气化铁路牵引网供电技术已渐渐跟不上高铁的飞速发展，所以对新型的供电技术的探究是极其必要的、也是迫在眉睫的[2-3]。
双边供电取消了分区所电分相，同相供电取消了变电所出口处电分相，将两者结合起来可以实现全线无分相运行，完全符合高铁飞速发展的诉求。
并且电力系统和电气化铁路的不断发展，也为实现双边供电提供了有利的条件。
1 双边供电技术双边供电系统是指在每一段铁路分区中，可同时能由两边的变电所通过接触网向负荷供电，类似于电力系统中的双电源两端网络，也就是说负荷（即列车）在行驶时，可以从两侧接触网中同时得到电能，可靠性更高，但同时需要在分区所中设置保护装置，其继电保护配置更复杂[4]。
从电气结构上来说，双边供电系统相对于单边供电系统的区别仅仅是将分区所中的接触网断路器闭合，再加上一些参数的改动，在改造上工程量不大。
双边供电系统的分区所断路器闭合即两端的接触网连通，这意味着，从电力系统方向来看牵引网就变成了许多个环网，类似于电力系统电磁环网[5]。
电气化铁路同相供电技术探究
电气化铁路同相供电技术探究摘要：改革开放政策的不断深入促进我国经济迅速发展，社会生产水平逐年提升，城市化建设进程逐步推进，铁路建设工程作为技术建设的重要组成部分受到国家政府以及民众的高度重视，在这种情况下，为铁路施工运行带来保障的铁路电气化供电技术也同样受到高度关注。
目前我国电气化铁路基本采用单相供电系统，研究发现牵引供电系统存在无功、谐波等不良问题，并且资本投入高，使用寿命短，因此急需技术人员进行供电方式优化。
本篇文章对电气化铁路同相供电技术进行了深入探究，希望为后期电气化铁路发展提供参考。
关键词：电气化铁路；同相供电技术；引言简单来讲同相供电技术是通过线路上相邻变电供电区段接触网电压相位相同，线路上无电分向环节的牵引供电，不含过分相装置，既能解决传统供电模式存在的无功以及谐波问题，又能解决高速列车自动过分相，使现代化电气化铁路建设现了优化创新，也为牵引供电系统的优化提供技术参考。
1同相供电系统结构探析探究电气化铁路同相供电，首先要明确此供电系统的内部构造，系统结构等。
具体来讲:同相供电系统是指同一相电源系统中的任何跨度都使用单相电源，原来的相位不再随之改变，牵引站和分区可以在联系网络中选用分段绝缘器以此替代分相装置。
以110kv的三项电力系统来看，经过牵你边边后，可改变为单相27.5kv，此时再将电压供给车辆，这就实现了一次同相供电。
整个供电过程中输出的电压相位是相同的，需要注意的是，为了解决电力转化中所出现的谐波或者无功问题需要安装平衡变换装置以平衡相位。
上文所举110kv转换为27.5kv的系统，转换时，变电所出线端分别接触接触网、正馈线等，所有的输出电压相位是一样的，这也是受到内部平衡装置的影响。
从多次探究中发现，各种供电系统的供电区别体现最明显的就是牵引变电结构，实际应用时AT供电方式优势更大。
2同相供电装置的安装电气化铁路施工安装同相供电装置需要重视下列三方面内容:首先，同相供电装置包括多个变压、变流器，为确保安装工作能保质保量，定时完成，正式安装前应该先考虑不同供电区域的时间，安装情况和设备结构，给出科学可行的安装方案后与承包商相协调，选定具体选用的变压器、变流器、高压开关柜等重点设备的类型，确保设备合格后入场安装。
变电所同相供电介绍
电气化铁路同相供电介绍1．眉山牵引变电所同相供电系统概述为解决长期困扰电气化铁路的电分相和电能质量两大难题，西南交通大学电气工程学院潜心研究三十余年，系统提出了同相供电系统成套理论。
2007年10月，科技部在国家科技支撑计划重点项目“电力电子关键器件及重大装备研制”中立项支持“电气化铁路同相供电装置”课题。
电气化铁路同相供电装置于2010年10月在成昆线眉山牵引变电所成功投入试运行。
经过半年的试运行结果表明：装置性能稳定、运行可靠、可综合解决电分相和电能质量问题，并能满足实际运营的要求。
同相供电装置的研究成功得到了铁道部和电气化领域相关人士的大力支持。
2011年4月，铁道部副部长卢春房部长听取了关于同相供电装置的汇报，高度评价了该研究成果，并指示尽快选择至少一条线路试点实现同相供电，加快产业化实施进程。
2．眉山牵引变电所运行效果1）电能质量指标a.负序指标同相供电装置能够完成有功传递功能，降低牵引变压器系统侧三相电压不平衡。
同相供电装置投入前系统负序电压95%概率大值为0.61%，投入后降低为0.33%，抑制负序效果明显，达到国标要求。
b.功率因数指标同相供电装置能够完成无功补偿。
补偿前，平均功率因数0.79，同相补偿后反送不计计量方式下平均功率因数可达0.96，高于0.9的国家标准。
c.电流畸变率指标同相供电装置典型工况下谐波电压总畸变率为0.9%，谐波电流总畸变率为3.1%，优于5％的设计指标。
2）提高供电能力指标基于眉山牵引变电所实测牵引负荷分析，眉山牵引变电所实施同相供电后，供电能力增加了36%，相对于同相供电未投入时，其过负荷跳闸次数显著减小。
3）运行可靠性指标同相供电装置投入运行6个月以来，还未出现因装置本身故障而被动退出运行的情况，显示了装置良好的可靠性。
4）兼容性指标同相供电装置运行的启动、退出等操作方式简单，与系统其他设备的兼容性良好，如电容器组投切、列车调度与运行方式等操作不影响同相供电装置运行。