高速铁路电力供电系统的研究
高速铁路供电系统的设计与改进
高速铁路供电系统的设计与改进随着科技的进步和社会的发展，高速铁路作为一种较为高效快捷的交通工具，被广泛应用于世界各地。
而高速铁路供电系统作为高速铁路运行的重要组成部分，则对铁路的安全和运行功效产生重要影响。
本文将探讨高速铁路供电系统的设计与改进，以期提升铁路的运行效率和可靠性。
1. 供电系统的基本原理与发展高速铁路供电系统的基本原理是通过由牵引变电所提供的交流电，经过集电装置、接触网和接触轨与列车接触，实现对列车电能的传递。
供电系统的发展经历了初期的直流供电到后来的交流供电的转变。
交流供电相比于直流供电具有线路损耗低、电能经济性好等优势，因此成为了现代高速铁路的主要供电方式。
2. 供电系统设计的关键问题2.1 接触网的高度和形状设计接触网的高度和形状设计是供电系统设计的关键问题之一。
合理的接触网设计可以保证列车与接触网的正常接触，减少能量损耗并提高供电效率。
在高速铁路中，接触网的高度应该符合列车的动态和静态要求，同时能够适应列车高速运行产生的空气动力学效应。
2.2 牵引供电系统的电压选择牵引供电系统的电压选择是供电系统设计的另一个关键问题。
电压水平的选择直接关系到供电系统的输电容量、设备成本和能效。
高速铁路中，常采用的供电电压为25kV，但随着铁路的发展和技术的进步，更高电压的引入可以提高供电系统的输电能力，降低输电线路的损耗。
2.3 供电系统的自动化控制供电系统的自动化控制是提高供电系统可靠性和运行效率的重要手段。
通过引入现代化的监测与控制系统，可以实时监测供电设备的工作状态、电能传输效率和故障信息，并进行自动化调整和故障排除。
而且，自动化控制系统还可以优化供电系统的供电策略，提高能源利用效率。
3. 高速铁路供电系统的改进与创新随着科技和经验的积累，高速铁路供电系统也在不断改进与创新中。
下面将分别从技术改进和管理创新两个方面进行讨论。
3.1 技术改进技术改进方面主要包括：- 新型高效能集电装置的研发。
铁道供电研究报告
铁道供电研究报告1. 概述铁道供电是铁路系统中至关重要的一环，它提供了列车运行所需的电力。
铁路供电系统的稳定性和可靠性对于保障铁路运输的安全和顺畅至关重要。
本报告将对铁道供电系统的工作原理、技术要求以及未来发展方向进行研究和分析。
2. 铁道供电系统的工作原理铁道供电系统采用直流方式为列车提供电力。
其基本工作原理如下：•发电站：铁道供电系统的起始点是发电站，发电站利用煤炭、水力、核能等资源产生电能。
•变电所：发电站产生的电能经过输电线路输送到变电所，变电所将高压电能转换为铁路线路所需的直流电能。
•出入站所：变电所输出的直流电能经过出入站所，将电能供给给铁路线路。
•线路网：铁路线路由钢轨和接触网组成，接触网上方悬挂着供电线。
•集电装置：列车通过集电装置与接触网的供电线接触，将电能传输给列车。
•车载设备：列车接收到的电能经过车载设备转化为机械能，驱动列车运行。
3. 铁道供电系统的技术要求为确保铁道供电系统的可靠性和稳定性，以下是供电系统需要遵守的一些建设和运营要求：•电能质量：供电系统需要提供稳定的电压和频率，以保证列车正常运行和乘客舒适。
•安全性：供电系统需要采取相应的安全措施，防止发生触电、火灾等意外事故。
•兼容性：供电系统需要满足不同铁路设备和设施的电能需求，确保各设备可以正常运行。
•维护和检修：供电系统需要定期进行维护和检修，保持设备的良好状态和正常工作。
•故障监测和排除：供电系统需要具备故障监测和排除的能力，及时发现和解决供电故障。
•环境友好：供电系统需要尽量减少对环境的影响，采用清洁能源和低污染的设备。
4. 铁道供电系统的未来发展方向随着科技的不断进步和铁路运输的不断发展，铁道供电系统也需要不断改进和升级。
以下是铁道供电系统的未来发展方向：•新能源供电：未来的铁道供电系统将采用更多的新能源，如太阳能、风能、地热能等，以实现可持续发展。
•智能化管理：未来的铁道供电系统将借助人工智能、大数据等技术进行智能化管理，提高供电系统的运行效率和可靠性。
高速铁路牵引供电系统健康管理及故障预警体系研究
参考内容三
基本内容
随着高速铁路的快速发展，牵引供电系统的安全与稳定运行至关重要。然而， 传统的保护原理已无法满足现代高速铁路的运行需求。因此，本次演示旨在研究 新型保护原理在高速铁路牵引供电系统中的应用，以提高系统的可靠性和稳定性。
在高速铁路牵引供电系统中，常见的保护原理包括电流保护、电压保护、频 率保护等。然而，这些保护方法存在一定的局限性，如无法准确检测到系统的内 部故障，对系统的稳定性产生一定的影响。
故障监测是预警体系的基础。在牵引供电系统中，应安装相应的监测设备， 对关键部位进行实时监测，以便及时发现潜在故障。此外，要定期对监测设备进 行维护和检修，确保其正常运转。
故障诊断是预警体系的核心。当监测到异常情况时，系统应自动进行故障诊 断，确定故障类型和位置，为后续的维修处理提供依据。在此过程中，需开发高 效、准确的故障诊断算法，提高诊断的精准度。
综上所述，高速铁路牵引供电系统健康管理及故障预警体系研究对提高系统 的可靠性和稳定性具有重要意义。通过深入探讨健康管理和故障预警的相关措施 和方法，本次演示为相关领域的研究提供了一定的参考价值。在未来发展中，应 进一步新技术在牵引供电系统中的应用，不断优化健康管理和故障预警体系，以 满足日益增长的交通需求。
在同相AT牵引供电系统中，牵引变电所是至关重要的一部分。它主要由进线 隔离开关、主变压器、滤波电抗器、并联电容器、接地开关等设备组成。其中， 主变压器负责将电力系统的高电压转换为适合列车使用的低电压；滤波电抗器和 并联电容器则用于吸收电网中的谐波电流，降低对电力系统的影响；进线隔离开 关和接地开关则为系统的安全运行提供了保障。
高速铁路牵引供电系统健康管 理及故障预警体系研究
基本内容
随着高速铁路的快速发展，牵引供电系统的可靠性及稳定性变得尤为重要。 本次演示将探讨高速铁路牵引供电系统健康管理及故障预警体系的研究，旨在提 高系统的可靠性，降低故障风险，满足日益增长的交通需求。
高速铁路供电系统RAMS评估的研究
高速铁路供电系统RAMS评估的研究高速铁路供电系统RAMS评估的研究摘要：高速铁路供电系统是支撑高速铁路安全运行的重要组成部分。
RAMS（可靠性、可用性、维修性和安全性）评估作为一种全面评估和改进供电系统性能的工具，对保障高速铁路供电系统的可靠性和稳定性起着重要作用。
本研究旨在通过对高速铁路供电系统的RAMS评估，分析供电系统的潜在风险和故障，提出相应的改进措施，以提高铁路供电系统的可靠性和安全性。
1. 引言高速铁路供电系统作为现代铁路系统的重要组成部分，其可靠性和安全性对于高速列车运行至关重要。
供电系统的不稳定性和故障可能导致列车停运、延误，甚至事故发生。
因此，对高速铁路供电系统进行RAMS评估，有助于识别潜在的问题，并提出相应的改进措施。
2. RAMS评估概述2.1 RAMS评估的含义RAMS评估是指对系统的可靠性、可用性、维修性和安全性进行量化和定性评估的过程。
可靠性是指系统在规定条件下正常运行的能力；可用性是指系统在给定时间内可提供正常服务的能力；维修性是指系统修复和维护的方便程度；安全性是指系统在异常情况下保障人员和设备安全的能力。
2.2 RAMS评估的方法RAMS评估方法包括理论分析、实测数据分析和仿真模拟。
理论分析主要是通过数学模型和统计方法，预测系统的可靠性和安全性。
实测数据分析是基于实际运行数据的分析，了解系统的实际性能和存在的问题。
仿真模拟是通过模拟系统运行过程，评估系统的性能指标。
3. 高速铁路供电系统RAMS评估的内容与方法3.1 RAMS评估内容高速铁路供电系统RAMS评估的内容包括以下几个方面：可靠性评估、可用性评估、维修性评估和安全性评估。
其中，可靠性评估重点考虑供电设备的故障概率和故障恢复时间；可用性评估主要评估供电系统的可操作性和服务水平；维修性评估考虑系统的维修便捷程度和维修效率；安全性评估关注系统的故障诊断和故障处理能力。
3.2 RAMS评估方法高速铁路供电系统RAMS评估可以采用多种方法，主要包括可靠性分析、故障树分析、故障模式与效应分析（FMEA）、维修性评价和安全性评价。
高速铁路牵引供电系统的可靠性与故障诊断研究
高速铁路牵引供电系统的可靠性与故障诊断研究随着高铁的快速发展，牵引供电系统的可靠性和故障诊断成为确保高速铁路正常运行的关键因素之一。
本文将针对高速铁路牵引供电系统的可靠性与故障诊断进行研究，探讨其重要性、现有问题和未来发展方向。
一、高速铁路牵引供电系统的可靠性及其重要性高速铁路的运行速度较快，列车对供电系统的要求也相对较高。
牵引供电系统的可靠性直接影响列车运行的安全性和稳定性。
因此，确保牵引供电系统的可靠性是高速铁路运行的关键之一。
可靠的供电系统可以降低系统故障发生的概率，确保列车高速运行的安全性。
二、高速铁路牵引供电系统的现有问题1. 系统故障频发：当前，高速铁路牵引供电系统存在故障频发的问题，这给列车运行稳定性带来了负面影响。
故障可能导致列车停运、延误等问题，对乘客出行和铁路运输效率造成不利影响。
2. 故障诊断困难：目前，高速铁路牵引供电系统故障诊断方面存在一定困难。
故障往往发生在复杂的供电系统中，诊断起来非常复杂和耗时，需要专业的技术人员进行判断和处理。
三、高速铁路牵引供电系统可靠性与故障诊断的研究现状为了提高高速铁路牵引供电系统的可靠性和故障诊断准确性，许多研究机构和企业进行了相关的研究。
目前，主要有以下几个方面的研究：1. 引入智能化技术：通过引入智能化技术，如人工智能、大数据分析等，可以帮助系统自动分析、检测和诊断故障。
智能化技术可以通过对供电系统的实时数据进行分析，提前识别潜在故障，降低故障的发生概率。
2. 清洁能源的应用：传统的供电系统使用煤炭等化石能源，不仅对环境造成污染，而且容易出现故障。
采用清洁能源，如太阳能、风能等，不仅降低了对环境的影响，而且提高了供电系统的可靠性。
3. 系统监测与维护：通过建立完善的供电系统监测与维护机制，可以及时发现潜在的问题，并进行正确的维护。
定期检查以及预防性维护可以大大降低故障发生的概率，提高供电系统的可靠性。
四、高速铁路牵引供电系统可靠性与故障诊断的未来发展方向为了进一步提高高速铁路牵引供电系统的可靠性与故障诊断准确性，需要在以下几个方面进行深入研究：1. 加强系统监测与预防：建立有效的系统监测与预防机制，提前发现潜在问题，并采取有效措施进行预防，从而减少故障的发生。
高速铁路牵引供电系统运行方式的研究
高速铁路牵引供电系统运行方式的研究摘要：随着科学技术的发展，越来越多的供电方式不断出现，为我国社会以及经济发展提供了便利。
在供电系统中，用电安全问题一直是人们普遍关注的问题。
对接触网安装精度及接触网应急抢修、压缩故障停时提出了较高要求。
关键词：高速铁路牵引供电系统运行分析研究高速铁路牵引供电系统的运行特点，提高系统冗余设计的认识，探讨故障情况下采取安全可行的技术措施和科学配置牵引供电故障抢修资源，对高速铁路故障抢修工作具有非常重要和现实的指导意义。
一、高铁牵引供电系统的负荷特性1.1负荷波动频繁负荷大小与供电臂运行的列车数量、线路坡度及列车运行速度等有关。
高铁牵引变电所的负荷会随着两供电臂内列车的数量及其负荷状态随时出现波动。
1.2受电时间长高铁列车在高速运行的过程中，常常需要克服空气阻力行进，如果列车想要维持高速行驶，就必须持续从接触网获取电能，这使得列车本身的负载率相对较高，并且受电时间较长。
1.3牵引负荷大高铁列车具有速度快、高峰时段密度大等特点，而空气阻力会随着速度提高成倍增加，此时的列车牵引力需要克服空气阻力运行，这使得牵引负荷较大，高速列车单车电流可达600—1000A，而普速列车电流一般不大于300A。
1.4功率因数高采用交-直-交动车组，功率因数在0.95以上。
二、高速铁路牵引供电系统运行方式2.1 AT供电方式概述全并联AT供电方式就是在同一方向上的上、下行接触网由1台断路器供电，上、下行接触网在每个AT所都进行一次横向点连接，从而减少单位长度的阻抗和电压的损失，提高供电能力的一种供电方式。
全并联AT供电方式具有复杂的牵引网线路，更容易发生供电事故，因此，应采用独特的、单独的故障测距装置，在发生故障后及时查找和排除故障，保证整个供电系统能够更加安全、可靠、经济地运行。
2.2 高速铁路供电方式高速电气化铁路是一种以电能为动力的现代化交通运输工具，高速列车自身是不具备电源的，往往需要依靠外部能源为其提供电能。
《2024年高速铁路供电系统RAMS评估的研究》范文
《高速铁路供电系统RAMS评估的研究》篇一一、引言随着高速铁路的快速发展，其安全性和可靠性成为了公众关注的焦点。
高速铁路供电系统（以下简称“供电系统”）作为高速铁路的重要组成部分，其可靠性、可用性、可维护性和安全性（RAMS）评估显得尤为重要。
本文旨在探讨高速铁路供电系统RAMS评估的方法、流程及实际应用，以期为提高我国高速铁路供电系统的运行效率与安全性提供理论支持。
二、高速铁路供电系统概述高速铁路供电系统主要负责为列车提供稳定、可靠的电力供应，其构成包括牵引供电系统、电力调度系统和设备维护系统等。
该系统的稳定运行对于保障高速列车的安全、高效运行具有至关重要的作用。
三、RAMS评估方法及指标1. 可靠性（Reliability）：指供电系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。
评估方法包括故障率分析、寿命预测等。
2. 可用性（Availability）：指系统在需要时能够迅速提供服务的能力。
评估时需考虑系统的备件储备、维修响应时间等因素。
3. 可维护性（Maintainability）：指系统在出现故障时，能够快速恢复运行的能力。
评估时需关注系统的模块化程度、维修人员技能等。
4. 安全性（Safety）：指系统在运行过程中对人员和设备的安全保障能力。
评估时需考虑系统的防灾减灾措施、应急预案等。
四、高速铁路供电系统RAMS评估流程1. 收集资料：收集供电系统的设计资料、运行数据、维修记录等。
2. 建立模型：根据收集的资料，建立供电系统的RAMS评估模型。
3. 分析评估：运用专业的分析工具和方法，对供电系统的RAMS性能进行定量和定性分析。
4. 结果反馈：将评估结果反馈给相关管理部门和运维单位，提出改进措施和建议。
五、高速铁路供电系统RAMS评估的实践应用以某高速铁路供电系统为例，通过RAMS评估，发现该系统在可靠性、可用性和可维护性方面存在一定问题。
针对这些问题，提出了以下改进措施：1. 优化设备选型和配置，提高系统的整体可靠性。
《2024年高速铁路供电系统RAMS评估的研究》范文
《高速铁路供电系统RAMS评估的研究》篇一一、引言随着高速铁路的飞速发展，其安全、可靠、高效的供电系统成为保障列车正常运行的关键。
RAMS（可靠性、可用性、可维护性和安全性）评估是衡量供电系统性能的重要手段。
本文旨在深入探讨高速铁路供电系统的RAMS评估，分析其重要性，并探讨有效的评估方法。
二、高速铁路供电系统概述高速铁路供电系统主要由牵引供电系统、接触网系统、电力调度系统和辅助供电系统等组成。
其作用是为列车提供稳定、可靠的电能，保证列车的正常运行。
高速铁路供电系统的性能直接影响到列车的运行安全和效率。
三、RAMS评估的重要性RAMS评估是对供电系统性能的全面考量，包括系统的可靠性、可用性、可维护性和安全性。
通过对供电系统进行RAMS评估，可以及时发现潜在的风险和问题，提出相应的改进措施，从而提高供电系统的性能，保障列车的安全、可靠、高效运行。
四、高速铁路供电系统RAMS评估方法1. 可靠性评估：通过分析供电系统的结构、设备性能、环境因素等，评估系统的可靠性。
采用故障树分析、事件树分析等方法，找出潜在的故障模式和原因，提出相应的改进措施。
2. 可用性评估：评估供电系统在规定时间内、规定条件下，能够正常工作的概率。
通过分析系统的备份策略、维修策略等，提高系统的可用性。
3. 可维护性评估：评估供电系统的维护难易程度。
通过分析设备的结构、布局、维修人员的技术水平等因素，提出改进设备的可维护性建议。
4. 安全性评估：评估供电系统在运行过程中可能产生的安全风险。
采用危险源辨识、风险评估等方法，找出潜在的安全隐患，提出相应的安全防护措施。
五、高速铁路供电系统RAMS评估的实施步骤1. 确定评估目标：明确评估的目的、范围和要求。
2. 收集资料：收集供电系统的设计资料、运行数据、维修记录等。
3. 建立模型：根据收集的资料，建立供电系统的数学模型或物理模型。
4. 进行评估：采用适当的评估方法，对供电系统的可靠性、可用性、可维护性和安全性进行评估。
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西南民族大学学报·自然科学版第34卷第3期Journal of Southwest University for Nationalities ⋅Natural Science Edition Jun.2008______________________________________________________________________________________________收稿日期：2008-03-25作者简介: 廖宇(1965-), 男, 中国中铁二院工程集团有限责任公司高级工程师.文章编号: 1003-2843(2008)03-0560-05高速铁路电力供电系统的研究廖 宇（中国中铁二院工程集团有限责任公司,成都 610031）摘 要: 高速铁路电力供电系统采用多种新技术、新设备提高供电可靠性. 本文着重分析单芯全电缆设计过程中的技术难题和解决方法; 使用智能箱变、电力远动系统对提高供电可靠性的作用. 关键词: 铁路供电; 单芯电缆; 电容电流; 智能箱变 中图分类号: U223 文献标识码: A1 引 言铁路电力供电系统为除列车牵引供电以外的所有铁路设施供电. 铁路供配电系统是从地方变电站接引两路10kV （35kV ）电源, 通过铁路变配电所向铁路车站、区间负荷供电. 铁路变配电所的间距40～60km, 个别区段长达80～90km. 高速铁路区间每隔3km 左右有一处负荷点, 负荷类型为通信、信号、防灾设备等一级负荷及区间摄像机等二级负荷. 从变配电所馈出2条10kV 电力线路, 沿铁路敷设向其供电, 该电力线路被称为贯通线, 一条称一级负荷贯通线, 另一条称综合负荷贯通线. 贯通线两端的铁路变配电所通过贯通馈线高压开关柜内电压互感器与断路器联锁均能为其供电[1]. 为了保证长距离、轻负荷的区间贯通线供电质量, 铁路变配电所设有专用10/10kV 的调压器, 经过调压器向贯通线供电[2]. 高速铁路10kV 配电所主接线图见图1.图1 高速铁路10kV 配电所主接线图第3期合宁铁路是中铁二院中标的国内第一条250km/h高速铁路, 为了保证铁路供电可靠性, 采用单芯全电缆贯通线、智能箱变、电力远动系统、GIS高压开关柜等新技术、新设备. 特别是采用单芯全电缆贯通线, 在充电电流作用下, 出现贯通线末端电压抬升、接地系统变化、无功倒送、单芯电缆金属护层接地方式的选择等诸多技术难点, 下文以合宁铁路为例, 论述采取何种技术手段解决上述问题, 保证供电可靠性.2 单芯全电缆贯通线设计要点我国常速铁路贯通线以架空方式为主, 地形困难地区辅以电缆敷设. 架空线路抗击自然灾害能力较弱, 例如, 2007年底的冰冻灾害导致架空线路损毁, 沿海地区台风、内陆地区洪水等都可能引起架空贯通线供电中断, 导致铁路停运. 调研国外发达国家高速铁路供电系统, 德国等西欧国家采用单芯全电缆方式供电[3].德国铁路密集, 采用网状供电系统; 我国幅员辽阔, 采用沿铁路的线型供电系统. 合宁铁路供电系统图见图2. 以此为例, 论述我国高速铁路单芯全电缆贯通线设计要点.图2 合宁铁路电力供电系统简图2.1 抑制长电缆贯通线电压抬升由于单芯电缆工作电容远大于架空线路工作电容, 铁路贯通线负荷小, 每一区间供电点的变压器容量为2～30KkV A.其负载电流与充电电流相比不能忽略. 电缆充电电流在长电缆线路中将会产生末端电压升高［1］.合宁铁路一级负荷贯通线采用50mm2的单芯全电缆线路, 综合负荷贯通线采用70mm2的架空和三芯电缆结合的混合线路, 混合线路中电缆比例高达70％. 通过采用MATLAB/simulink仿真软件, 利用分布参数模型计算得知, 当贯通线空载线路不设置并联电抗器时, 贯通线末端电压抬升最大, 较首端升高10％; 贯通线带负载, 不设置固定电抗器, 末端电压亦升高, 较首端升高7％. 数据差异的原因为负载电流沿贯通线产生电压降; 负载呈感性, 抵消部分电缆容性充电电流.为了保证贯通线试运行空载和满负载的电压质量, 在贯通线首末端（两端）设置并联电抗器, 抑制长电缆线路电压抬升. 固定电抗器容量见表1. 此时, 贯通线空载末端电压较首端升高5％, 负载末端电压较首端升高2.5％.在铁路变配电所内贯通馈线后设置固定电抗器目的便于运营维护, 其效果较在区间电缆线路上分散设置电抗器略差, 但能满足规范要求. 并联电抗器的投切纳入电力远动系统, 实现远程监控, 以保证空载和满负载时电压质量和设备正常运行.表1 贯通线固定电抗器容量序号贯通线名称首端电抗器（kvar）末端电抗器（kvar）1 高里至黄庵一级负荷贯通线200 2002 高里至黄庵综合负荷贯通线150 1503 黄庵至合肥客站一级负荷贯通线200 2004 黄庵至合肥东站综合负荷贯通线150 150 2.2 中性点接地方式的确定2.2.1 我国电力系统的常用接地方式有四种: 中性点直接接地、中性点谐振接地; 中性点阻抗接地; 中性点西南民族大学学报·自然科学版 不接地. 其中, 中性点阻抗接地, 按接地电流大小又分为高阻接地和低阻接地.常速铁路电力设计中, 贯通线以架空线路为主, 电容电流较小, 采用中性点不接地系统. 根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T 620—1997）3.1.2条规定: 10kV 全电缆线路单相接地故障电容电流超过30A, 10kV 架空电缆混合线路单相接地故障电容电流超过20A 时, 接地系统应采用谐振接地系统或小电阻（低阻）接地系统.通过仿真计算, 合宁铁路有4条贯通线, 每条贯通线单相接地故障电容电流在45A ～90A 之间. 可见,合宁铁路贯通线的接地系统应采用谐振接地系统或小电阻接地系统. 谐振接地系统和小电阻接地系统的特点［2］见表2.表2 谐振接地系统与小电阻接地系统的特点序号 谐振接地系统特点 小电阻接地系统特点1 供电可靠性高 供电可靠性低2 故障点电位低 故障点电位高, 对人身设备安全运行不利3 对通信设备干扰小 对通信设备干扰大4 综合投资低综合投资较高5 适用于中型供配电网络适用多电源、超大城市供配电网络6采用自动调谐设备运行管理简单运行管理简单由于铁路电力贯通线系统容量不大但可靠性要求高. 故合宁铁路贯通线采用消弧线圈构成的谐振接地系统（见图1）. 铁路变配电所从地方电网接引的10（35）kV 外电源均为中心点不接地系统, 由于铁路贯通线通过10/10KV 调压器馈出, 调压器的原边和副边之间只有磁路连接, 没有电路连接, 调压器隔离原边的不接地系统和副边的谐振接地系统, 上述方案技术上可行.随着电力电子科技的发展, 自动跟踪补偿消弧线圈成套装置具备准确测算系统电容电流大小、正确识别系统单相接地状态、自动跟踪和补偿系统单相接地时的电容电流. 同时消弧线圈成套装置设有阻尼电阻, 能有效抑制电缆线路的谐振过电压.2.2.2 消弧线圈成套装置接于10kV 系统的中性点, 铁路变配电所有2种方法可以接引中性点. 方法1: 10/10kV 调压器采用Dyn 接线方式, 在调压器副边可以引出中心点. 方法2: 在贯通母线段通过接地变压器引出中性点. 根据消弧线圈容量计算公式:335.1nCU I W = （1）式中: W——消弧线圈的容量, kV A;I C ——接地电容电流, A; U n ——系统标称电压, kV .合宁铁路黄庵10kV 配电所2台消弧线圈容量为1200kvar 和800kvar; 高里35/10kV 变配电所2台消弧线圈容量为800kvar 和600kvar;根据规范《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T 620—1997）3.1.6的规定: 接于YN, d 接线的双绕组或YN, yn,d 接线的三绕组变压器中性点上的消弧线圈容量, 不应超过变压器三相总容量的50%, 并不得大于三绕组变压器的任一绕组的容量.合宁铁路最大贯通调压器容量为1000kV A,无法满足上述规定. 应采用方法2引出中性点. 接地变压器兼做所用变, 节省所用变和相应的高压开关柜（见图1）. 2.3 容性无功倒送的补偿铁路变配电所从地方变电站接引外电源, 规范要求高压侧功率因数补偿至0.9～1. 铁路用电设备为照明、电机和电子类, 均呈感性. 常速铁路设计中, 铁路变配电所设置高压电容器补偿功率因数.高速铁路一级负荷贯通线为全电缆线路, 全电缆线路由于充电电流影响, 出现容性无功倒送. 考虑合宁铁路黄庵配电所一级负荷贯通母线最多带两条贯通线（见图1, 2）, 此时向地方电网返送容性无功最大; 每条贯通第3期 线负载时较空载返送容性无功小;贯通线上的固定电抗器能补偿部分容性无功, 但固定电抗器容量不可调整, 无法满足功率因数的补偿精度要求; 同时考虑一组固定电抗器损坏时应保证铁路正常供电.基于上述分析, 在全电缆的一级负荷贯通线调压器原边母线上设置可调电抗器; 综合负荷贯通线调压器的原边母线上取消电容器补偿（见图1）. 经计算, 合宁铁路黄庵10kV 配电所使用0～600kvar 的可调电抗器, 高里35/10kV 变配电所使用0～250kvar 的可调电抗器. 2.4 单芯电缆金属层接地方式选择电缆线路薄弱点为电缆头, 合宁铁路为了减少电缆中间头, 采用单芯电缆取代三芯电缆, 50mm2的的单芯电缆盘长达3km. 单芯电缆的金属外铠层采用金属非磁铠装, 避免金属外铠层产生涡流.10kV 的三芯电缆带平衡负荷时, 三相电流向量和为零, 金属屏蔽层上的感应电势叠加为零, 三芯电缆金属层采用两端直接接地的方式. 10kV 单芯电缆芯线通过电流时, 在交变电场作用下, 金属屏蔽层必然感应一定的电动势. 单芯电缆金属屏蔽层感应电压的大小与电缆长度和线芯负荷电流成正比, 并与电缆排列的中心距离、金属屏蔽层的平均直径有关.根据《城市电力电缆线路设计技术规定》(DL/T5221-2005)10条规定: 单芯电缆金属护套和金属屏蔽层应采取以下四种之一的方式接地a ．电缆一端直接接地, 另一端通过护层保护器接地 b. 电缆线路中间一点接地, 两端通过护层保护器接地 c. 交叉互联接地d. 电缆两端直接接地方法a 、b 的性质相同; 方法c 施工复杂, 运营维护困难 ; 方法d 施工方便, 但有以下缺点: 在电磁感应电压的作用下, 单芯电缆屏蔽层中产生环流, 环流引起电缆护层发热; 高速铁路沿铁路线设置综合接地系统, 所有需接地的强弱电系统均与其相联, 电力机车的部分牵引工作电流通过综合接地系统流回到牵引变电所, 采用方法d 将使贯通线金属屏蔽层和金属护层通过接触网回流, 影响单芯电缆运行安全.根据上述分析, 合宁铁路采用方法a. 电缆敷设不采用中间接头连接电缆, 采用电缆接线箱、分接箱、“π”接智能箱变将电缆分段连接, 在箱内设置护层保护器（见图3）.护层保护器作用:a ．限制电缆线路金属护层中的工频感应电压;b ．迅速减小电缆线路金属护层中的工频过电压和冲击过电压. 在电缆线路正常工作时,高压电缆护层保护器呈现高电阻状态, 截断单芯电缆金属护层中的工频感应电流和牵引回流的回路; 当电缆线路出现接地故障或过电压时、护层保护器呈现低电阻导通状态, 使得故障电流经保护器迅速泻入大地.3 智能箱式变电站和电力远动系统3.1 智能箱式变电站铁路区间的通信、信号负荷是关系到高速铁路行车安全的一级负荷, 合宁铁路设计采用10/0.4kV 智能箱式变电站, 由一级负荷贯通线和综合负荷贯通线供电, 智能箱变主用电源主接线见图4, 备用电源主接线同此. 箱变高压侧采用“π”接的接线方式, 设置三组高压负荷开关和电流互感器、电压互感器.图3: 电缆分段和金属层单端直接接地图西南民族大学学报·自然科学版 高压负荷开关纳入远动的作用: 当贯通线出现故障时, 电力调度中心通过自动或远方手动切除故障区段, 即分断贯通线故障区段两侧智能箱变的高压负荷开关, 通过两侧铁路变配电所向贯通线供电. 这样保证贯通线出现一处线路故障时, 不影响一级负荷的供电.低压开关纳入远动的作用: 监视一级负荷用电点低压供电, 防止长距离供电影响电能质量, 及时发现和处理用电负荷引起低压回路跳闸.通过采用智能箱变, 所有高低压开关和电流互感器、电压互感器纳入电力远动, 每一开关的RTU 控制装置具备电流电压故障录波功能, 便于事故原因分析和查找, 缩短贯通线故障的查找时间. 为了方便智能箱变维修和远动调试, 利用远动通道设置与调度中心联系的IP 电话. 铁路沿线无人看守, 箱变设置门磁并将信息上传, 监视箱变非正常开门. 箱变内设烟感探测器并上传信息. 为保证通信处理机等弱电设备正常工作, 箱变设置温控自启动通风系统. 通过上述技术措施, 提高智能箱变及供电系统的可靠性和可维护性. 3.2 电力SCADA 系统合宁铁路将重要电力设施纳入电力远动. 电力远动对象为: 铁路变配电所、信号和通信智能箱变, 无铁路变配电所车站接引的地方10kV 电源, 贯通线固定电抗器. 合宁铁路166km, 共有33个供电点纳入电力远动.电力远动通道采用铁通提供的信息多业务平台, 即专用广域网. 通信光缆沿铁路敷设, 冗余配置, 每一需纳入电力远动的供电点提供一路2M 带宽的RJ45以太网接口, 设于上海铁路局调度中心的电力远动主站通过TCP/IP 与每一被控端联系. 实现各重要被控端的无人值班, 实时监控.4 结束语高速铁路在单芯电缆线路上设置固定电抗器抑制末端电压抬升, 贯通线采用谐振接地系统, 铁路变配电所使用可调电抗取代电容器补偿容性无功功率, 单芯电缆采用一端直接接地、另一端通过护层保护器接地, 上述技术措施实现中国高速铁路第一条单芯全电缆线路安全送电. 同时在合宁铁路采用智能箱变、多点大规模电力远动系统提高高速铁路供电可靠性.参考文献:[1] HEINHOLD L, STUBBE R. 电力电缆及电线[M]. 门汉文, 崔国璋, 王海 译. 北京: 中国电力出版社, 2001: 402. [2] 李润先.中压电网系统接地实用技术[M]. 北京: 中国电力出版社, 2002: 11-14.[3] 石耀勇, 兰婷. 高速铁路牵引供电系统模拟仿真模型研究[J]. 机电工程技术, 2007(5): 132-136.Research on the high-speed railway power supply systemLIAO Yu(China Railway Eryuan Engineering Group Co.Ltd, Chengdu 610031, P. R. C.)Abstract: To improve reliability,the high-speed railway power supply system uses a variety of new technologies and equipment.This paper will focus on analyzing the technical problems with their solutions in design of entire single-core cable power line along the railway and the contribution of intelligent box-type substation, power telecontrol system to improve the reliability of the power supply.Key word:Railways power supply; single-core; cable capacitive current; intelligent box-type substatione图4 智能箱变主用电源主接线图。