沪杭客专与既有线牵引供电运行方式的探讨(傅豪情)

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1、沪杭客专与既有线牵引供电运行方式的探讨摘要：本文对沪杭客专与既有线牵引供电运行过程中供电方式、牵引网保护、故障情况下区段隔离操作的不同特点进行探讨，并评价其优缺点。关键词：客专既有线供电运行方式探讨沪杭客专高速铁路全长160公里，运行最高时速350公里，已于2010年10月份正式开通运行。牵引供电系统是客运专线系统中重要的组成部分。接触网是电气化铁路重要的行车设备，是向电力机车、电动车组等移动设备安全可靠供电的特殊输电线路，一旦故障停电，将直接影响正常的行车秩序，甚至会影响旅客人身健康。借鉴国外高速铁路先进理念，从客运专线技术平台统一角度考虑，沪杭牵引供电系统采用AT供电方式

2、。它在提高牵引网供电能力、减少电分相、改善电磁环境和降低外部电源投资等方面具有明显的优势。满足高速动车组高密度、持续重荷载运行要求。经过半年多的实际运行，它的各项创新技术也正在得到进一步验证。下面就客专与既有线牵引供电运行方式进行探讨。一、牵引网供电方式的比较1带回流线的直供电方式原理。在线路上，机车供电由接触网和钢轨-回流线构成回路，如图一所示。在接触网支柱上架设一条与钢轨并联的导线，称为回流线，隔一段从钢轨上将电流引回回流线，利用接触网与回流线之间的互感作用，使钢轨中的电流尽可能由回流线流回牵引所主变，减少电气空间与大地的不对称性，因而能部分抵消接触网对邻近设备的电磁干扰

3、，这种供电方式简单，投资较省，牵引网阻抗较小，能损也较低。但供电距离短，分相多，机车速度受到限制。2自耦变压器（AT）供电方式原理。自耦变压器（AT）供电方式是20世纪70年度才发展起来的一种供电方式。工作原理如图二：电力机车由接触网受电后牵引电流由钢轨流回自耦变压器，再经自耦变压器绕组和正馈线流回牵引所。当自耦变压器的一个绕组流过机车电流时，其另一个绕组感应出电流供给电力机车。与接触网同杆架设一条对地电压为25kV但相位与接触网电压反相的“正馈线”，接触网与钢轨和正馈线与钢轨间形成25kV电压可供电力牵引用电。这种方式可在不提高牵引网绝缘水平的条件下将馈电电压提高一倍，可成

4、倍提高牵引网的供电能力，扩展牵引变电所间距，减少分相数量，牵引供电各项技术指标十分优越，特别适用于高速和重载电气化铁路。3带回流的直接供电方式和AT供电方式的主要优缺点见表1。由表可知，两种供电方式各有利弊，当接触悬挂导线型号配置相同的情况下，AT供电方式的牵引阻抗与带回流的直接供电方式相比小很多。表1带回流的直接供电方式和AT供电方式的主要优缺点供电方式优点缺点带回流的直接供电方式①供变电设施和牵引网结构简单，便于维护；②一次性投资和运营维修费用少；③供电可靠性高，故障范围影响小；④牵引变压器容量小，便于接入电网。①牵引所数量多，外部电源工程数量和投资较大；②防干扰性能较A

5、T供电方式差；③牵引网电压损失和电能损失较大。AT供电方式①供电能力强，供电距离远，可减少外部电源工程投资；②防干扰效果好，减少防干扰费用；③可减少电分相数量，从而有利于提高列车运行速度；④牵引网载流能力强，牵引网电压损失和电能损失较小。①供变电实施较多，牵引网结构较复杂；②一次性投资大；③施工和维修较复杂；④牵引变压器安装容量大，对电源线要求高。4沪杭客运专线牵引供电方式的选择2006年我局管内既有沪昆线、京沪线电气化改造运行以来，牵引供电方式采用带回流线的直供电方式。经过多年运行，随着电力机车车流密度的增加，动车组的大量开行，机车负载特性的变化，既有牵引供电设备已渐渐不能

6、跟上运输的需要，特别是繁忙程度最高的沪宁段，2009年“4.1”调图以后，沪宁段在原有每天50多趟的基础上又增开了20多对动车组，最短列车追踪间隔缩短至4分钟，在动车组密集时段，常常使多个牵引所馈线断路器过流跳闸，主变过负荷频繁报警，接触网、供电线等主导电回路多次发生过热断股现象，牵引供电能力已达到极限。牵引供电方式的选择。高速铁路与常规电气化铁路主要有两方面不同点：一方面是列车速度高，本线设计速度最高为350km/h；另一方面是列车牵引电流大，为维持列车的高速运行，列车必须具备较大的牵引功率及牵引电流。沪杭客专高速铁路是由不同速度等级的动车组混跑的客运专线（在近、远期逐步加

7、大350km/h及以上动车组数量和运行范围），最高速度为350km/h的高速动车组采用大功率流线型交-直-交动车组，200km/h及以上的跨线列车也均为交-直-交动车组，高速动车组（16辆编组）牵引负荷的主要特点如表2所示。表2高速动车组牵引负荷的主要特点列车运行最高速度(km/h)200350轮周功率（kW）1100017600列车传动方式大功率流线型交-直-交动车组负荷电流（A）*平均电流为520A左右平均电流为910A左右受流方式双弓受流电制动方式再生制动功率因数0.890.98谐波含量单次谐波含