高速鐵路電力供電系統中新技術的分析與研究

劉宇

摘 要：作為國民經濟的基礎性行業，鐵路運輸行業在人們的日常生活和國民經濟的發展中起著重要的作用，尤其是自改革開放以來，我國的鐵路運輸事業不斷發展，為人們的出行和物品的運輸提供了極大的便利。高速鐵路是鐵路運輸行業不斷發展的必然產物，在高速鐵路的運行發展過程中，高速鐵路的電力供電系統十分重要，其為高速鐵路的運行提供基礎保障。文章首先介紹了高速鐵路電力供電系統的特點和供電方案，并在此基礎上，對高速鐵路供電系統的新技術進行了分析與研究，希望這些分析與研究能夠為高速鐵路電力供電系統中的新技術的應用與發展提供一些借鑒，僅供參考。

關鍵詞：高速鐵路；電力供電系統；新技術；新設備

在高速鐵路的運行過程中，可以將高速鐵路的供電系統分為兩個部分，這兩個部分分別為：牽引供電系統和電力供電系統。文章主要分析的是電力供電系統，牽引供電系統不再贅述。高速鐵路的電力供電系統在工作范圍上主要承擔牽引供電系統以外的所有供電任務，主要包括高速鐵路上的生產、生活用電以及供水等用電負荷，高速鐵路的供電系統的供電可靠性對鐵路運輸的正常、安全穩定運行具有重要的影響，如果高速鐵路的供電系統發生故障，高速鐵路的許多工作都會受到嚴重的影響。

1 高速鐵路電力供電系統的特點及提高供電系統可靠性的措施

1.1 高速鐵路電力供電系統的特點

在高速鐵路的運行過程中，高速鐵路的供電系統起著不可忽視的重要作用，與其他電力系統相比，高速鐵路的電路供電系統具有一定的特殊性，其特殊性主要體現在以下幾個方面：

1.1.1 電壓等級低，變（配）電所結構單一。在高速鐵路的運輸過程中，其對電力的電壓等級的需求較小，在高速鐵路的供電系統中一般采用10kV或35kV的變配電所，并且其結構單一，直接面對最后的需求用戶，其用電負荷也較小。

1.1.2 系統接線形式簡單。高速鐵路電力供電系統的接線形式也比較簡單，高速鐵路供電系統的接線是一種單一的輻射狀的網絡，鐵路上的個變配電所沿著鐵路沿線均勻分布、互相連接，形成持續的供電模式。這種接線模式有兩種：分為自閉線和貫通線。高速鐵路供電系統的連接線能夠有效的連接各個變配電所，并且為高速鐵路提供電源。

1.1.3 供電可靠性要求高。高速鐵路對電力供電系統的供電的可靠性要求比較高，雖然高速鐵路的電力供電系統的接線方式比較簡單，但在使用的過程中要求供電系統的供電中斷時間不可超過150s，如果超過這個時間，將會影響高速鐵路的正常運行，為高速鐵路的運行帶來嚴重的影響。

1.2 提高高速鐵路供電系統供電可靠性的措施

高速鐵路在鐵路的運輸沿線會設置一些車站和通信基站，這些設施能夠有效地促進和提高鐵路運行的安全性，在這些設施的運行過程中和鐵路的行駛過程中都需要電力的支持。因而，高速鐵路對電力系統的可靠性具有高標準的要求。高速鐵路運行的過程中要確保高速鐵路供電系統的可靠性，提高可靠性的措施主要有以下幾個方面：首先要保障高速鐵路供電系統的可靠性，高速鐵路的各變配電所要采用國家標準的供電系統設計方案，并且配備備用的電力設備。其次，要保障高速鐵路的電力設備的質量，選用高質量的、穩定性高的電力設備，并且要將各種需要的電力設備配備齊全。最后，要提高電力設備和系統的抵抗自然災害侵害的能力，保障電力設備以及系統在遇到自然災害時具有一定的抵抗能力，以保障高速鐵路的正常運行。

高速鐵路沿線設置電力變配電所，沿全線鐵路兩側設置兩回10kV電力貫通線，并在區間各用電點設置10kV箱式變電站，由變配電所、貫通線和箱式變電站構成高速鐵路電力供電網絡。其系統示意圖如圖1所示。

2 高速鐵路電力供電系統新技術的分析與研究

高速鐵路與普通鐵路相比，具有鮮明的特點，尤其是高速鐵路的線路較長，在我國以往的鐵路建設過程中從未有過，這對高速鐵路供電系統提出了更高的要求，因而，相關工作者在今后的工作中應該加強對相關技術的研究與創新，提升高速鐵路供電系統以及運行的可靠性。

2.1 關于長距離10kV電力貫通電纜線路電容電流的補償的分析與研究

在高速鐵路的電力供電系統的運行過程中，其貫通線的電纜線路存在對地電容，在正常的運行過程中由于電纜線路相間以及電纜線路的電容電流與架空線路的電容電流的相關可能造成許多危害，這些危害包括：（1）變壓器的電壓過載；（2）電弧重燃，引起過電壓，造成供電設備的短路事故；（3）供電系統的電容產生容性無功過剩現象，造成供電線路電壓不穩現象的發生。因而，在長距離的10kV電力貫通電纜線路電容電流的補償過程中，最好設置專用的并聯補償電抗器。其主要方式有兩種：一是在配電所設置動態補償儀器；二是在貫通線上設置分散并聯補償儀器。在我國，高速鐵路一般采用第二種方式，在貫通線沿線每隔十千米左右設置合適的電抗器，進行電流電容的補償，這種新技術有效地提高了供電系統的穩定性。

2.2 貫通線中性點接地方式的分析與研究

一般情況下，我國鐵路的電力貫通線版采用架空線路，這種線路具有電纜線路少、電路中電容電流不大的特點，且其10kV供電系統中一般中性點不接地。但是在高速鐵路的運行中若采用這種線路，當發生單相接地事故時，會產生更大的電壓電流，十分危險，因而，在高速鐵路的運行過程中不可以采取這種方式。高速鐵路電力貫通線的中性點采取接地的方式。這種方式能夠有效地提高供電的穩定性，在發生故障時，能夠及時切斷故障線路，并且不影響其他線路，保障高速鐵路電力供電系統運行的安全性與穩定性。

2.3 電力貫通線電纜金屬護層的接地方式的分析與研究

在供電系統的電纜設計要求中，電力系統電纜金屬護層的設置要求必須直接接地。在接地方式上，分為一端單點直接接地、中央單點直接接地和兩端直接接地三種方式。一般情況下，高速鐵路采用的是一端單點直接接地的方式，采用這種方式的原因有以下幾點：（1）高速鐵路電力系統中的電力貫通線的電纜長度一般不超過4千米，不宜采用中央單點直接接地的方式；（2）在進行相關實驗的過程中發現采用單點直接接地的方式才能更好地滿足高速鐵路供電系統電纜金屬護層安全的需求。（3）采用此種接地方式的成本最低，效果最好。最能符合電力貫通線的設置要求。

3 結束語

通過文章的論述可知，隨著我國科學技術的發展，使得高速鐵路也有了很大的發展，這在高速鐵路供電系統方面表現尤為明顯。與傳統的供電系統相比，高速鐵路電力供電系統采用了新技術以及新設備，這些新技術以及新設備的應用不僅為避免了資源的浪費，更重要的是，為我國鐵路行業向著更高目標的邁進做出了不可替代的貢獻。在今后的高速鐵路的發展中，應該更加注重科技創新，以期更好地實現我國高速鐵路的現代化發展，促進高速鐵路電力供電系統的安全性和穩定性。

參考文獻

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