电气化铁路牵引供电系统探究和研究

《电气化铁路牵引供电系统探究和研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、电气化铁路牵引供电系统探究和研究摘要：电气化铁路具有运量大、速度快、运费低、能耗较低、受自然影响小等优势，是当前铁路发展的主要方向。与此同时，由于电气化铁路牵引的负荷非常大。因此在整个电网中，电气化铁路本身所具有的移动性和波动性便成为对电网接入点造成影响的主要原因。就电气化铁路负荷的特点，分析电气化铁路对整个电网所产生的影响，并总结现有应对措施提出了意见及建议。关键词：牵引供电系统电力机车治理措施优化设计中图分类号：TM714文献标识码：A文章编号：1007-3973(2013)005-022-03世界上

2、第一条高速铁路于1964年第一次自1964年在日本新干线运营。自此以后，由于高速铁路自身所具有的优势(如较大的运输吞吐量、方便舒适的乘车环境以及综合能效高等)，这一新兴的运输方式逐渐被越来越多的国家重视起来。就目前全球铁路运输的发展来看，电气化运输已经成为未来铁路运输发展的趋势之一。因而，电气化铁路发展的水平就成为本国运输技术水平的重要标志。其中，最具代表性的当属法国在1981年建成的TGV高速铁路及1991年实现全线通车的德国ICE高速铁路。至此以后，意大利以及亚洲的韩国的高速电气化铁路也相继建成并投入

3、运营。对于我国的铁路发展而言，本世纪的前20年不得不说是对我国高技术铁路发展最为重要的时期。也正是在这一时期，我国构思已久的髙技术铁路网计划得以付诸实践。这一计划的主要目的是截至2020年，我国境内铁路运输总里程要达到10万公里。其中，主要的繁忙运输路线要实现客运和货运分线，且复线吕和电气化水平要超过总线路的一半以±o另外，为了满足我国经济发展和各方面的需求，上述涉及到的技术水平和各项指标均要求达到或接近国际同类型行业的先进水平。此外，在''四纵四横”规划体系中，要求省会和大中城市之间必须建立专属的告诉客

4、运直通车。这就要求三个国际性城市的专属客运系统专线里程要超过1.2Km以上，铁路运输时速要达到或超越200Km/ho通过多年的调研以及相关技术攻关，终于在2008年8月1日，我国第一条高速现代化铁轨在京津段实现通车并投入使用。这一高铁的时速达到了惊人的350公里，毋庸置疑我国京津段高速铁路的建成通车使得我国跻身于高速铁路技术世界先进的行列。纵观世界高速铁路电气化的进程，其动力车头无外乎分交-直型和交-直-交型。由于电气化机车的电能载荷较为特殊，电力机车对电网的影响以及其运行状态越来越受到铁道部门和电力部门

5、的关注。在运行过程中由于电力机车是一种波动性很大的单相负荷。因此，在运行中产生的逆序和谐波便通过牵引变电站直接注入电网系统。然而，上述电气化机车所产生的负序和谐波会直接影响我国电力系统工作的稳定性。所以电力机车在工作中所产生的各种负荷及其产物受到了各国政府及相关机构的重视。针对我国的电气化铁路进程而言，我国的高速铁路主要是以高速车头为主。但是由于经济发展对此类技术的要求越来越高，此时对铁路运输系统的速度以及载重也要求的越来越苛刻。鉴于交-直型高速动车组的优势而言，目前对这两种铁路机车负荷的研究工作也已日益

6、增多。因此，本文就电气化铁路负荷对电力系统的影响以及其自身的特点等多方面就电能质量的综合利用进行分析。1电气化铁路和供电方式1.1牵引系统的供电方式对于各国所发展的高速铁路而言，高铁所涉及的供电牵引系统主要由变电站和接触网两大部分组成。二者协调运作最终保证了牵引供电系统的变电，配电以及送电工作。作为系统中的核心组成部分，牵引变电所的职能是要将国家电网输入的三相高压电转换为能够和电力机车输入端相吻合的电能。在完成上述操作后，变电站还需要将经过转换的电能输入到接触网以便电力机车供电模块调用。在上述功能的实现中

7、，变电站所涉及的电气部件可谓是“五花八门”，“种类繁多”，其中最常见的有变压器、继电器、电能传输母线等。为了使得高压变电后的电能可以被电力机车供电模块所调用，接触网便成为了连接牵引变电机构和机车供电系统的桥梁。显而易见，接触网的电力负荷直接影响高速机车的运行速度及负荷能力，但对于输电系统来说线路负荷时静止的。在如此之多的因素共同作用下，铁路线路的可靠性便显得尤为重要。因此在设计接触网的时候，满足电力机车弓网耦合和减小运行中接触网与弓网的机械振动和冲击便成为了主要的设计指导思想。作为变电站与电力机车直接联系

8、的桥梁，接触网的机械组成部分主要包括：悬挂支撑模块接触网主要由接触悬挂、定位装置等。1.2供电电压根据我国电网的设置，我国电气化铁路牵引采用单相50Hz交流制。通过电网输出的110kV或220kV的双电源或双回路为牵引变电站供电。此外，在牵引变电站通过变压器降压等程序分相介入铁路上方的接触网为电力机车提供能源。就一般而言，变电系统为机车母线提供的额定电压为25KV,不难看出，与之配合使用的基础网、动力机车等采用的额定电压也为2