1、铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.西南交通大学电气工程学院西南交通大学电气工程学院2012.05.11.成都九里堤成都九里堤高速牵引供电系统与相关专业高速牵引供电系统与相关专业的接口问题的接口问题主讲人主讲人董昭德铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.高高 速速 铁铁 路路 系系 统统检检 测测 维维 护护检检测测系系统统路路基基工工程程维维护护系系统统轨轨道道工工程程
2、桥桥梁梁工工程程隧隧道道工工程程站站场场工工程程牵牵引引供供电电系系统统电电力力供供电电系系统统车车载载子子系系统统地地面面子子系系统统联联锁锁子子系系统统信信号号系系统统通通信信系系统统总总成成车车体体转转向向架架牵牵引引系系统统制制动动系系统统列列车车网网络络系系统统运运输输计计划划运运行行管管理理车车辆辆管管理理供供电电调调度度客客运运管管理理综综合合维维修修票票务务系系统统旅旅客客服服务务系系统统市市场场营营销销策策划划客客运运组组织织管管理理安安全全监监控控系系统统疏疏散散救救援援系系统统消消防防控控制制系系统统工工 务务 工工 程程供供 电电 工工 程程通通 号号 工工 程程动动
3、车车 组组运运 营营 调调 度度客客 运运 服服 务务防防 灾灾 安安 全全高速接触网与相关专业的接口高速接触网与相关专业的接口高铁系统概述高铁系统概述铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.工务工程工务工程 涉及线路、路基、桥梁、隧道、轨道等专业，包括路基涉及线路、路基、桥梁、隧道、轨道等专业，包括路基与桥梁的过渡、路基与隧道的过渡，以及路基、桥梁等线下与桥梁的过渡、路基与隧道的过渡，以及路基、桥梁等线下基础与轨道结构的衔接等。基础与轨道结构的衔接等。 高速铁路要求线路的空间线型平滑
4、，即平纵断面变化尽高速铁路要求线路的空间线型平滑，即平纵断面变化尽可能平缓；路基、轨道、桥梁具有高稳定性、高精度和小残可能平缓；路基、轨道、桥梁具有高稳定性、高精度和小残余变形。余变形。 保障：建立严格的线路状态检测和保障轨道持久高平顺保障：建立严格的线路状态检测和保障轨道持久高平顺的科学管理系统。的科学管理系统。 高速接触网与相关专业的接口高速接触网与相关专业的接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.供电工程供电工程 包括牵引供电和电力供电两大系统。包括牵引供电和电力供电两大系统
5、。牵引供电系统由供电、变电、接触网及牵引供电系统由供电、变电、接触网及SCADASCADA子系统组成，子系统组成，为高速铁路列车运行提供稳定、高质量的牵引电流为高速铁路列车运行提供稳定、高质量的牵引电流电力供电系统一般由外部电源及线路、总降压变电所或配电力供电系统一般由外部电源及线路、总降压变电所或配电所、配电线路、终端变电所、低压配电系统等部分构成。负电所、配电线路、终端变电所、低压配电系统等部分构成。负责向高速铁路所有用电设备供电。责向高速铁路所有用电设备供电。高速接触网与相关专业的接口高速接触网与相关专业的接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SW
6、JTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.通号工程通号工程 由通信和信号两大系统组成。由通信和信号两大系统组成。通信系统以传输及接入、数据网、通信系统以传输及接入、数据网、GSM-RGSM-R专用移动通信等子系统专用移动通信等子系统为基础，包括调度、会议电视、救援指挥、视频、动力环境监控、电为基础，包括调度、会议电视、救援指挥、视频、动力环境监控、电源和同步时钟分配等子系统，实现列控信息、话音、数据、图像等的源和同步时钟分配等子系统，实现列控信息、话音、数据、图像等的传输。传输。信号系统是确保列车运行安全、正点、效率的关键技信号系统是确保列车运行安全、正点、效率的
7、关键技术设备，主要由调度集中、列车运行控制、车站联锁子系术设备，主要由调度集中、列车运行控制、车站联锁子系统组成。调度集中（统组成。调度集中（CTCCTC）系统的主要功能包括列车进路）系统的主要功能包括列车进路及调车进路的控制、列车运行状况集中监控、列车运行计及调车进路的控制、列车运行状况集中监控、列车运行计划调整、临时限速设置等。划调整、临时限速设置等。高速接触网与相关专业的接口高速接触网与相关专业的接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.动车组动车组高速接触网与相关专业的接口高
8、速接触网与相关专业的接口速度与列车牵引功率的关系速度与列车牵引功率的关系速度等级速度等级所需功率所需功率第三级（最高运行速度第三级（最高运行速度300km/h300km/h）13600 (kW)13600 (kW)第二级（最高运行速度第二级（最高运行速度250km/h250km/h）8800 (kW)8800 (kW)第一级（最高运行速度第一级（最高运行速度200km/h200km/h）6400 (kW)6400 (kW)普通（最高运行速度普通（最高运行速度120km/h120km/h以下）以下）1600 (kW)1600 (kW)max3600k Q w VA列车所需牵引功率 铁道部牵引供电
9、技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.运营调度运营调度 高速铁路运营调度系统是高速铁路运营管理现代化、自动高速铁路运营调度系统是高速铁路运营管理现代化、自动化、安全高效的标志，它根据旅客出行需求，动车组配备和动化、安全高效的标志，它根据旅客出行需求，动车组配备和动力特性、车站装备及作业、沿线线路和设备状态、相邻线路列力特性、车站装备及作业、沿线线路和设备状态、相邻线路列车运行的状态等，统筹编制列车运行计划、集中指挥列车运行车运行的状态等，统筹编制列车运行计划、集中指挥列车运行和协调铁路运输各部门的
10、工作。运营调度系统涵盖运输计划管和协调铁路运输各部门的工作。运营调度系统涵盖运输计划管理、列车运行管理、动车管理、综合维修管理、车站作业管理、理、列车运行管理、动车管理、综合维修管理、车站作业管理、供电调度、安全监控及系统运行维护等功能。供电调度、安全监控及系统运行维护等功能。铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.旅客服务旅客服务主要功能是处理与旅客服务相关的事件，主要包括发售车主要功能是处理与旅客服务相关的事件，主要包括发售车票、信息采集、信息服务、信息发布、日常投诉处理、紧急救票
11、、信息采集、信息服务、信息发布、日常投诉处理、紧急救助、旅客疏散、旅客赔付等工作；此外还有统计分析功能，为助、旅客疏散、旅客赔付等工作；此外还有统计分析功能，为管理层提供决策依据。旅客服务系统由订管理层提供决策依据。旅客服务系统由订/ /售票系统、自动检票售票系统、自动检票系统、旅客信息服务系统、决策支持系统等构成。系统、旅客信息服务系统、决策支持系统等构成。高速接触网与相关专业的接口高速接触网与相关专业的接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.防灾安全防灾安全 应充分考虑风、雨、
12、雪、雷电、地震、火灾和异物侵限等致灾因素的影响，构应充分考虑风、雨、雪、雷电、地震、火灾和异物侵限等致灾因素的影响，构建包括灾害预警系统、防灾以及救援系统在内的高速铁路防灾安全体系。建包括灾害预警系统、防灾以及救援系统在内的高速铁路防灾安全体系。 防灾安全监控系统自动采集、处理、分析铁路沿线风速、风向、雨量、雪深、地防灾安全监控系统自动采集、处理、分析铁路沿线风速、风向、雨量、雪深、地震、轨温、落物等监测信息，实现集中监控、预警等功能。震、轨温、落物等监测信息，实现集中监控、预警等功能。 火灾自动报警系统一般由火灾探测报警系统、消防联动控制系统、可燃气体探测火灾自动报警系统一般由火灾探测报警系
13、统、消防联动控制系统、可燃气体探测报警系统和电气监控系统构成，监视高速铁路火灾灾情并进行消防设备的联动控制，报警系统和电气监控系统构成，监视高速铁路火灾灾情并进行消防设备的联动控制，为高速铁路防火救灾工作提供自动化监测与联动控制。为高速铁路防火救灾工作提供自动化监测与联动控制。 设备监控系统是对高速铁路工程中环控通风、给排水、照明、可控导向、自动扶设备监控系统是对高速铁路工程中环控通风、给排水、照明、可控导向、自动扶梯及电梯等设备及系统进行集中监视、控制和管理的系统，也是发生灾害时的联动控梯及电梯等设备及系统进行集中监视、控制和管理的系统，也是发生灾害时的联动控制系统。制系统。铁道部牵引供电技
14、术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.检测维护检测维护 高速铁路运营维护的原则是高速铁路运营维护的原则是“精检慎修精检慎修” ，采用，采用固定检测和移动检测相结合的综合检测技术，在设置固定检测和移动检测相结合的综合检测技术，在设置固定检测装置的同时，通过高速综合检测列车等，对固定检测装置的同时，通过高速综合检测列车等，对轨道、接触网、通信信号等实施定期综合检测。根据轨道、接触网、通信信号等实施定期综合检测。根据检测结果，分析基础设施对高速列车运行性能的影响，检测结果，分析基础设施对高速列车运行性能的
15、影响，预测基础设施损伤规律，指导养护维修。预测基础设施损伤规律，指导养护维修。高速接触网与相关专业的接口高速接触网与相关专业的接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.1.1接口接口定义定义各各子系统之间、系统与外部环境之间子系统之间、系统与外部环境之间在包括系统设计、在包括系统设计、装备制造、施工、运行维护等在内装备制造、施工、运行维护等在内的工作界面上的的工作界面上的搭接关搭接关系系和为实现系统既定性能指标而在不同子系统的设施、设和为实现系统既定性能指标而在不同子系统的设施、设备
16、之间的参数、结构和功能备之间的参数、结构和功能配合关系配合关系。1 1接口概述接口概述高速牵引供电系统与相关专业的接口高速牵引供电系统与相关专业的接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.1.21.2接口接口的分类的分类内部内部接口接口外部接口外部接口内部主要接口：内部主要接口：通信与工务；通信与工务； 运调与工务；供电与工务；运调与工务；供电与工务； 工务与动车；工务与动车； 通信与运调；通信与供电；通信与动车；运调与供电；通信与运调；通信与供电；通信与动车；运调与供电； 运调与客
17、服；供电与动车；运调与客服；供电与动车； 客服与工务客服与工务1 1接口概述接口概述高速牵引供电系统与相关专业的接口高速牵引供电系统与相关专业的接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.1.21.2接口接口的分类的分类内部内部接口接口外部接口外部接口 外部主要接口外部主要接口 供电与电网；客服与银行；客服与网络；磁共享与防护供电与电网；客服与银行；客服与网络；磁共享与防护 1 1接口概述接口概述高速牵引供电系统与相关专业的接口高速牵引供电系统与相关专业的接口铁道部牵引供电技术人员强化
18、培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05. 自成体系、相互关联自成体系、相互关联 物理性接口和逻辑性接口并存物理性接口和逻辑性接口并存 整体性和系统性兼备。整体性和系统性兼备。为确保技术体系的完整性和各子系统之间紧密衔为确保技术体系的完整性和各子系统之间紧密衔接，必须依据系统工程理论、加强系统设计、强化系接，必须依据系统工程理论、加强系统设计、强化系统集成，统一协调监管。统集成，统一协调监管。1.31.3接口特点接口特点1 1接口概述接口概述高速牵引供电系统与相关专业的接口高速牵引供电系统与相关专业的接口铁道部牵
19、引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05. (2) 管理程序管理程序1.41.4接口的管理接口的管理 (1) 管理内容管理内容 识别接口识别接口 提出分界要求提出分界要求 控制接口程序控制接口程序 (3) 管理特点管理特点 从工程开始到工程寿命结从工程开始到工程寿命结束均处于活跃的运行状态，工束均处于活跃的运行状态，工程前期处于最活跃时期。程前期处于最活跃时期。 (4) 接口管理要求接口管理要求 边界清晰边界清晰 关系完整关系完整 任务明确任务明确 避免不当避免不当1 1接口概述接口概述高速牵引
20、供电系统与相关专业的接口高速牵引供电系统与相关专业的接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.1.5 1.5 高速铁路系统主要接口高速铁路系统主要接口高速牵引供电系统与相关专业的接口高速牵引供电系统与相关专业的接口供电方式、变压器容量供电方式、变压器容量牵引变电所分布密度牵引变电所分布密度列车最高运行速度、列车编组列车最高运行速度、列车编组、最小、最小追踪间隔追踪间隔, ,最大通过能力最大通过能力铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDO
21、NG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.牵引供电系统主要接口牵引供电系统主要接口1.6 1.6 牵引供电系统主要接口牵引供电系统主要接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.2.1 2.1 考虑要素考虑要素 牵引负荷的特点及其对电力系统的影响牵引负荷的特点及其对电力系统的影响 牵引供电系统与电力系统的相互要求牵引供电系统与电力系统的相互要求 降低影响的措施，方法和标准降低影响的措施，方法和标准2 2 牵引供电与电网的接口问题牵引供电与电网的接口问题高速牵引供电系
22、统与相关专业的接口高速牵引供电系统与相关专业的接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.2.2 2.2 牵引负荷的特点牵引负荷的特点非线性、不对称性、波动性。非线性、不对称性、波动性。 2 2 牵引供电与电网的接口问题牵引供电与电网的接口问题高速牵引供电系统与相关专业的接口高速牵引供电系统与相关专业的接口牵引网最低电压牵引网最低电压20212223242526180181181182183183184185185186187187188(min)(kV)AT方式( 青岗 S S 的右
23、臂 )直供方式( 苏州+ 28 S S 的 右 臂 )牵引网馈线电流（单方向）牵引网馈线电流（单方向）050010001500180 181 181 182 183 183 184 185 185 186 187 187 188(min)(A)AT方式( 青岗 S S 左臂上 行 馈线)直供方式( 新滁州+2 0 S S 右臂 上 行 馈 线 ) 单相负荷与三相电源之间电气结构的差异性决定了牵引供电系统拓扑结构的三相不对称性，无论是交直型机车还是交直交型机车，都将不可避免地产生负序电流。 电气化铁路负荷为两相或单相不对称的谐波负荷，产生的谐波电流经牵引变压器的变换后注人电力系统的谐波电流为三相
24、不平衡谐波。三相不平衡谐波电流经分解后，除基波正序电流是由系统向电气化铁路外，所有谐波电流以及基波负序电流均由电气化铁路产生后注人系统，使电网电压波形发生畸变并且造成电网三相电压不平衡。 铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.谐波特性谐波特性交直型：交直型：3次谐波丰富，最高达次谐波丰富，最高达18% 22%；交直交：交直交：3 次谐波次谐波占占2.5% 左右左右；17、19、29、31、33、35 次约为基波的次约为基波的0.20.3%；27 次谐波次谐波为为 0.4% 。一般电力
25、负荷：一般电力负荷：5、7、11、13、17、19； 衰减慢，衰减慢， 5次次 19%，17 次还达次还达3.5%铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.2.3 2.3 牵引负荷对电力系统的影响牵引负荷对电力系统的影响2 2 牵引供电与电网的接口问题牵引供电与电网的接口问题高速牵引供电系统与相关专业的接口高速牵引供电系统与相关专业的接口 交流传动高速列车的出现会使谐波问题大为缓解，但高次谐波和负序问题却会因牵引高次谐波和负序问题却会因牵引功率增大而变得更为突出。功率增大而变得更为突出。
26、 牵引负荷牵引负荷随着运输组织方案、供电臂内列车的数量和每一列车的运行状态随机波动，牵引变电所高峰小时负荷可能达到 160MVA ，具有明显的短时集中负荷特征具有明显的短时集中负荷特征，这也是造成电网电压波动的主要原因之一。 电气化铁路线路条件多变，行进过程中会由于线路坡度、弯道半径、气象条件等因素使得列车所遇到的阻力不断变化，机车将频繁地在启动、加速、惰行、制动等工况间转换，这将导致牵引负荷的大小在时间上表现出不均衡的特性牵引负荷的大小在时间上表现出不均衡的特性。 在节假日、铁路故障后恢复行车等特殊情况下，也会出现列车紧密追踪的情况。变化剧烈的大功率牵引负荷在电网薄弱时容易引起较大的电压偏差
27、，造成电压波动大功率牵引负荷在电网薄弱时容易引起较大的电压偏差，造成电压波动，对电网及牵引供电系统本身都会造成不良影响，也应引起足够的重视。 电气化铁路负荷注人电网的谐波电流和负序电流可能会影响电力系统的安全稳定运行，电气化铁路负荷注人电网的谐波电流和负序电流可能会影响电力系统的安全稳定运行，对电力系统发电、输电、配电、用电各环节的电力设备将产生影响。对电力系统发电、输电、配电、用电各环节的电力设备将产生影响。铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.2.4 2.4 电力系统对牵引负荷的
28、要求电力系统对牵引负荷的要求2 2 牵引供电与电网的接口问题牵引供电与电网的接口问题高速牵引供电系统与相关专业的接口高速牵引供电系统与相关专业的接口牵引负荷运行所产生的谐波、负序和电压波动都应满足国家标准的要求。根据 电力法 “谁污染谁治理”的原则，应采取相应的治理措施， 新建电气化铁路牵引变电所应采用三相接人方式，并根据电网条件和牵引负荷的情况进行评估比较，按照有效减少注人电网负序电流的原则，合理选择牵引变压器的型式，优先采用平衡牵引变压器。牵引站应采取轮流换相方式接人系统，以减小负序电流。 电气化铁路负荷作为重要用户，应配备自备应急电源以保证电力系统断电时的用电需求。铁道部牵引供电技术人员
29、强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.(1)(1)需要较高系统供电能力需要较高系统供电能力 以国产高速动车组以国产高速动车组CRH3为例，在为例，在350km/h 速度下，速度下，8辆编组时，动车总功率为辆编组时，动车总功率为8800kw。加之高速铁路的行车密度大，因此要求电力牵引供电系统应具备更大的供电能力，即必须对加之高速铁路的行车密度大，因此要求电力牵引供电系统应具备更大的供电能力，即必须对牵引变压器容量、牵引网的电流传输能力进行大幅度地提高与加强。牵引变压器容量、牵引网的电流传输能力进行大幅度地提
30、高与加强。(2) (2) 需要较强的越区供电能力需要较强的越区供电能力 由于高速铁路的重要性以及正点率、动车组本身特点的需求，电力牵引供电系统应具备由于高速铁路的重要性以及正点率、动车组本身特点的需求，电力牵引供电系统应具备应对各种异常条件下的供电能力。在出现某牵引变电所解列退出运行的情况下，需通过相邻应对各种异常条件下的供电能力。在出现某牵引变电所解列退出运行的情况下，需通过相邻牵引变电所进行越区供电。对于高速铁路而言，此项功能较之传统的电气化铁道供电系统显牵引变电所进行越区供电。对于高速铁路而言，此项功能较之传统的电气化铁道供电系统显得更为重要。得更为重要。2.5 2.5 牵引负荷对电力系
31、统的要求牵引负荷对电力系统的要求高速牵引供电系统与相关专业的接口高速牵引供电系统与相关专业的接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.(3) (3) 需要采用较高等需要采用较高等级的外电系统级的外电系统 由于高速铁路电力由于高速铁路电力牵引供电系统对外电系牵引供电系统对外电系统的可靠性、系统短路统的可靠性、系统短路容量要求高，目前高速容量要求高，目前高速铁路电力牵引供电系统铁路电力牵引供电系统的受电电压等级均采用的受电电压等级均采用220 kV220 kV。 各国工频单相交流各国工频
32、单相交流25KV25KV高速电气化铁路毫无例外的均采用高速电气化铁路毫无例外的均采用了了超高压供电超高压供电。 日本新干线日本新干线 , , 牵引变电所的受电电压采用牵引变电所的受电电压采用 275kV 275kV 他们认为采用超高压和采他们认为采用超高压和采用用 70kV 70kV 输电网相比输电网相比 , , 电源电压变动和不平衡承受能力都高电源电压变动和不平衡承受能力都高 , , 更能保证机车稳更能保证机车稳定的高速运行定的高速运行 , , 从经济角度看也更有利从经济角度看也更有利 。 法国大部分变电所的进线电压为法国大部分变电所的进线电压为 225kV225kV。 德国因牵引网电压采用
33、德国因牵引网电压采用15kv, 15kv, 因此变电所进线电压采用因此变电所进线电压采用 110kV 110kV 。铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05. 为什么为什么高速电气化铁路高速电气化铁路需需采用超高压供电采用超高压供电？(1) (1) 考虑考虑限制输电网送电能力的限制输电网送电能力的主要主要因素因素 导线发热导线发热 电压损耗电压损耗 功率和能量损功率和能量损失失 稳定稳定性性破坏。破坏。( (谐波和负序谐波和负序) )高速运行高速运行时时负荷大负荷大波动性大波动性大 (2
34、) 考虑额定电压等级相适应的输送功率 额定电压额定电压(kV)线路线路输送功率输送功率(KW)110架空线架空线1000050000220架空线架空线100000150000330架空线架空线2000001000000铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.(3) 考虑负序承受能力 110kV 级短路容量为 8002500MVA, 而 220kV 级短路容量一般在 20004000MVA, 当然随着系统发电容量的增大 , 其短路容量还会增大。所以采用 220kV 电压向电铁供电会有更大
35、的负序承受能力。 为什么为什么高速电气化铁路高速电气化铁路需需采用超高压供电采用超高压供电？高速牵引供电系统与相关专业的接口高速牵引供电系统与相关专业的接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.优点优点： 省去了电阻制动的车载电阻等设施省去了电阻制动的车载电阻等设施,可减少轴重可减少轴重,使车辆轻型化使车辆轻型化,降低轮轨磨耗降低轮轨磨耗; 可防止连续长大下坡限速制动引起轴瓦发热、损坏可防止连续长大下坡限速制动引起轴瓦发热、损坏，节省能源。节省能源。 缺点：缺点： 会会给变电所馈线保
36、护带来困难给变电所馈线保护带来困难; 引起采用平衡变压器的区段电源电压的不平衡问题扩大引起采用平衡变压器的区段电源电压的不平衡问题扩大化化。2.6 再生制动再生制动的问题的问题高速牵引供电系统与相关专业的接口高速牵引供电系统与相关专业的接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.对馈线保护的影响对馈线保护的影响 既有既有电气化铁道馈线保护为四边形距离继电器电气化铁道馈线保护为四边形距离继电器, 保护范围靠分别整定负保护范围靠分别整定负荷阻抗和馈线阻抗确定荷阻抗和馈线阻抗确定, 有较强的
37、躲负荷能力及灵活的系统保护配合功能。有较强的躲负荷能力及灵活的系统保护配合功能。但四边形保护在但四边形保护在 AT 区段区段负负馈线断线、接触网经大过渡电阻接地时馈线断线、接触网经大过渡电阻接地时, 故障阻故障阻抗有时会大于整定阻抗有时会大于整定阻抗抗保护拒动。保护拒动。 这类故障有一定概率这类故障有一定概率, 危害也较大危害也较大.1989 年大秦线曾发生两起年大秦线曾发生两起, 故障发生数故障发生数十分钟十分钟, 扩大至一定程度后保护才动作扩大至一定程度后保护才动作, 造成了很大危害造成了很大危害. 2.6 再生制动再生制动的问题的问题高速牵引供电系统与相关专业的接口高速牵引供电系统与相关
38、专业的接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.对馈线保护的影响对馈线保护的影响 电力机车和动车组电力机车和动车组混跑混跑问题问题, 动车组动车组功率因数功率因数在在0.9以上以上, 有牵引和再生制动两个工况有牵引和再生制动两个工况； 电力机车电力机车功率因数功率因数在在 0.8左右左右, 仅牵仅牵有有引工况。引工况。 不同工况不同工况,不同功率因数不同功率因数, 不同机车电流的各种组合不同机车电流的各种组合, 使馈线的功率因数在使馈线的功率因数在-0.9+1.0之间变动之间变动，负
39、荷阻负荷阻抗抗不再仅分布在第不再仅分布在第 I 相限相限, 而是在而是在 I 、I I相限内随机出现。相限内随机出现。负荷可能从右方负荷可能从右方 , 右上方、上方右上方、上方 , 甚至左侧进入保护范围引起保护误动。甚至左侧进入保护范围引起保护误动。2.6 再生制动再生制动的问题的问题铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.对馈线保护的影响对馈线保护的影响 动车组动车组1000 次以下高次谐波含量次以下高次谐波含量比电力机比电力机车小得多车小得多, 馈线的谐波电流含量将随运行馈线的谐波
40、电流含量将随运行工况的不同组合在很大范围内变动。在很多情况下工况的不同组合在很大范围内变动。在很多情况下, 负荷电流很大负荷电流很大, 而谐波含量很低。而谐波含量很低。但但继电器是靠继电器是靠2次谐波闭锁、次谐波闭锁、3次谐波制动来提高保护的动作特性的。这无疑使继电器的保次谐波制动来提高保护的动作特性的。这无疑使继电器的保护性能变坏护性能变坏, 保护范围与动作灵敏度兼顾变得更困难保护范围与动作灵敏度兼顾变得更困难, 甚至不可能。新的保护继电器及保甚至不可能。新的保护继电器及保护方式出现是势在必行的。护方式出现是势在必行的。2.6 再生制动再生制动的问题的问题铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座
41、铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.功率因素与谐波功率因素与谐波 动车组车电源侧功率因数接近于1 ，无需设无功补偿装置； 谐波频谱加宽，谐波含量相对降低，但单车功率大，谐波含量绝对值不可小视； 低高次谐波少(3 次谐波占2.5% 左右,电力机车在18%左右)；高高次谐波丰富 ,17、19、29、31、33、35 次约为基波的0.20.3%,27 次谐波为 0.4% 。 高次谐波增大的范围恰在音频频带内, 对有线通信带来不利影响该范围内的谐波容易引发牵引供电回路的谐振。2.6 再生制动再生制动的问题的问题铁道部牵引供电
42、技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.课间休息！高速接触网与相关专业的接口高速接触网与相关专业的接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.牵引供电(电气计算)轮轨关系(动车组/线路)电磁兼容供电(短路电路)通信信号(电缆走线,接线柜,信号,远动.)动车组限界(动态限界)动车组供电（弓网、自动过分相）线路道岔土建工程(隧道,高架桥,桥梁,声屏障)道路作业(路基,地面类型)通信信号(接地和电
43、气连接)3 3 接触网的主要接口接触网的主要接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.接触网与工务的接口接触网与工务的接口牵引牵引供电供电专业专业工务工务专业专业设计并确认设计并确认接触网预留基础、拉接触网预留基础、拉线锚环及设备安装螺栓等预埋件线锚环及设备安装螺栓等预埋件提供线路平面图、立面图及设计资料提供线路平面图、立面图及设计资料士建要求士建要求铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 2
44、0012.05.接触网与工务的接口接触网与工务的接口直接关系直接关系接触网所有几何参数均是以线路中心线和轨平面所组成的直角坐标系为接触网所有几何参数均是以线路中心线和轨平面所组成的直角坐标系为参照的！参照的！线路平面（直线，曲线，缓和曲线）影响接触网的张力、跨距、拉出值、线路平面（直线，曲线，缓和曲线）影响接触网的张力、跨距、拉出值、线岔和锚段关节布置；线岔和锚段关节布置；线路纵断面（平道、坡道、竖曲线）影响导高、坡度、坡度变化率、吊线路纵断面（平道、坡道、竖曲线）影响导高、坡度、坡度变化率、吊弦长度、分相位置弦长度、分相位置路基、桥梁、隧道影响接触网支柱及其基础类型路基、桥梁、隧道影响接触网
45、支柱及其基础类型高速牵引供电系统与相关专业的接口高速牵引供电系统与相关专业的接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.接触网与工务的接口接触网与工务的接口间接关系（动态）间接关系（动态）接触网所有几何参数均是以线路中心线和轨平面所组成的直角坐标系为接触网所有几何参数均是以线路中心线和轨平面所组成的直角坐标系为参照的！参照的！线路平面（直线，曲线，缓和曲线）不平顺度影响弓网振动；线路平面（直线，曲线，缓和曲线）不平顺度影响弓网振动；线路纵断面（平道、坡道、竖曲线）影响受电弓冲击线路纵断
46、面（平道、坡道、竖曲线）影响受电弓冲击路基、桥梁、隧道影响受电弓动态特性路基、桥梁、隧道影响受电弓动态特性桥振动与接触网振动之间的特殊关系，特殊情况下的支柱稳定性桥振动与接触网振动之间的特殊关系，特殊情况下的支柱稳定性硬点硬点？高速牵引供电系统与相关专业的接口高速牵引供电系统与相关专业的接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.硬点是一个通俗地、大众化的说法，科学的称谓应为受电弓的振硬点是一个通俗地、大众化的说法，科学的称谓应为受电弓的振动和冲击。动和冲击。 硬点硬点是指引起受电弓运
47、行状态瞬间改变的各类因素的总称，这是指引起受电弓运行状态瞬间改变的各类因素的总称，这些因素中有接触网方面的，有线路方面的，也有空气流方面的，它是多些因素中有接触网方面的，有线路方面的，也有空气流方面的，它是多种因素综合作用于弓网受流系统的最终反映。种因素综合作用于弓网受流系统的最终反映。目前，人们对目前，人们对“硬点硬点”的认识还存在误区，大家比较注意接触线方的认识还存在误区，大家比较注意接触线方面的内容，这是正确的，但我们更应充分认识到面的内容，这是正确的，但我们更应充分认识到“硬点硬点”的复杂性和多的复杂性和多样性。样性。 产生原因：集中质量点，不平顺点，导高突变点，悬挂增多点，产生原因：
48、集中质量点，不平顺点，导高突变点，悬挂增多点，线路变坡点，强空气流。线路变坡点，强空气流。对硬点的一点看法对硬点的一点看法高速牵引供电系统与相关专业的接口高速牵引供电系统与相关专业的接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.接触网与工务接触网与工务( (路基路基) )的接口的接口 路基宽13.8m（13.6m），线间距5m，路肩宽度1.4m，线路中心至接触网杆净距3.1m（3.0m），轨道高度0.89m(0.756m无挡肩板式）。接触网杆基础、电缆沟槽接触网杆基础、电缆沟槽、声屏障基
49、础、电缆上上桥、声屏障基础、电缆上上桥路径与路基路径与路基/ /桥隧同步施工。桥隧同步施工。高速牵引供电系统与相关专业的接口高速牵引供电系统与相关专业的接口铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座铁道部牵引供电技术人员强化培训班讲座 SWJTUDONG 20012.05.SWJTUDONG 20012.05.接触网与工务接触网与工务( (路基路基) )的接口的接口严格控制路基工后沉降变形量，确保线路满足安全、高速、舒严格控制路基工后沉降变形量，确保线路满足安全、高速、舒适性要求。适性要求。1.1.无碴轨道路基无碴轨道路基 工后沉降变形量一般不大于工后沉降变形量一般不大于15mm15mm，长度大于，
50、长度大于20m20m的区段，其工的区段，其工后沉降变形量不大于后沉降变形量不大于30mm30mm，且轨道铺设后满足轨道竖曲线半径要求；，且轨道铺设后满足轨道竖曲线半径要求；过渡段交界处的差异沉降量小于过渡段交界处的差异沉降量小于5mm5mm，弯折角不大于，弯折角不大于1 1。支柱侧面。支柱侧面限界限界 2.2.有碴轨道路基有碴轨道路基 工后沉降变形量不大于工后沉降变形量不大于5cm 5cm ，路桥等过渡段工后沉降，路桥等过渡段工后沉降变形量不变形量不大于大于3cm3cm，初年沉降速率小于，初年沉降速率小于2cm/y2cm/y。高速牵引供电系统与相关专业的接口高速牵引供电系统与相关专业的接口铁道
