高速鐵路電力供電系統(tǒng)中新技術(shù)的分析與研究

昝斌

【摘要】 鐵路是我國(guó)發(fā)展的重點(diǎn)工程之一，在人們的日常生活以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展中都有著重要的作用。自從改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)鐵路運(yùn)輸業(yè)迎來(lái)了高速發(fā)展的腳步，高速鐵路是我國(guó)鐵路發(fā)展的必然趨勢(shì)，而供電系統(tǒng)在高速鐵路中有著重要的地位，是保證高速鐵路正常運(yùn)行的關(guān)鍵。本文對(duì)高速鐵路電力供電系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并對(duì)供電系統(tǒng)中的新技術(shù)進(jìn)行了研究。

【關(guān)鍵詞】 高速鐵路 供電系統(tǒng) 分析 研究

根據(jù)高速鐵路的特點(diǎn)，電力供電系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)除了牽引供電的所有供電任務(wù)，例如高速鐵路上的生產(chǎn)、生活用電以及供水等，對(duì)高速鐵路正常運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性有著重要的影響。一旦高速鐵路的供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，很多任務(wù)都會(huì)受到干擾，因此，對(duì)高速鐵路供電系統(tǒng)進(jìn)行分析，有著較強(qiáng)的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。

一、高速鐵路電力供電系統(tǒng)的特點(diǎn)

第一，電壓等級(jí)較低，變電所的結(jié)構(gòu)單一。在高速鐵路的工作過(guò)程中，對(duì)于電壓等級(jí)的要求較低。根據(jù)我國(guó)目前的情況看，大多數(shù)高速鐵路的供電系統(tǒng)使用的都是10kV或35kV的變電所，而且其結(jié)構(gòu)比較單一。直接提供到需求用戶，在用電負(fù)荷上也比較小。第二，系統(tǒng)接線形式簡(jiǎn)單。高速鐵路供電系統(tǒng)的接線也比較簡(jiǎn)單，屬于一種單一的輻射狀網(wǎng)絡(luò)。高速鐵路變電所是按照鐵路的方向沿線布置、互相連接，從而形成連續(xù)的供電模式。在這種模式下，分為兩種接線方式：自閉線和貫通線。在高速鐵路中，通過(guò)連接線能夠?qū)⒏鱾€(gè)變電所相連接，為高速鐵路的正常運(yùn)行提供電源。第三，可靠性要求較高。和其他的電力系統(tǒng)相比，高速鐵路供電系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)有一定的可靠性要求。雖然在接線方式方面比較簡(jiǎn)單，但是要求在整個(gè)過(guò)程中供電中斷的時(shí)間不能多于150s。一旦超過(guò)這個(gè)時(shí)間，就會(huì)對(duì)高速鐵路的正常運(yùn)行造成影響，從而埋下安全隱患。

二、提高供電可靠性的措施

高速鐵路一般都會(huì)按照鐵路的方向布置一些車(chē)站和通信基站，這些設(shè)施的存在有效提高了高速鐵路的穩(wěn)定性和安全性，同時(shí)，這些設(shè)施的正常工作也需要一定的電力支持。因此，高速鐵路供電系統(tǒng)的可靠性是其中最重要的部分[1]。在提高可靠性方面，要從以下幾方面入手：第一，高速鐵路中的變電所應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，配備相應(yīng)的設(shè)施，并且設(shè)計(jì)備用的電力設(shè)備；第二，在選擇電力設(shè)備時(shí)，一定要以設(shè)備的質(zhì)量為首要標(biāo)準(zhǔn)，并按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)配全輔助設(shè)備；第三，提高電力系統(tǒng)對(duì)自然災(zāi)害的抵抗能力。當(dāng)發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)，變電所要有一定的抗性，才能保證高速鐵路的正常運(yùn)行。

三、高速鐵路電力供電系統(tǒng)新技術(shù)分析

3.1長(zhǎng)距離10kV電力貫通電纜線路電容電流的補(bǔ)償分析

在高速鐵路供電系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，貫通線的電纜線路存在對(duì)地電容，因此在運(yùn)行過(guò)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都可能導(dǎo)致出現(xiàn)一些問(wèn)題，主要有以下三種：第一，變壓器出現(xiàn)電壓過(guò)載的情況；第二，電弧重燃，導(dǎo)致過(guò)電壓，使得供電設(shè)備出現(xiàn)短路；第三，供電系統(tǒng)的電容可能產(chǎn)生容性無(wú)功過(guò)?，F(xiàn)象，使得供電線路出現(xiàn)電壓不穩(wěn)。因此，在長(zhǎng)距離10kV電力貫通電纜線路電容電流的補(bǔ)償過(guò)程中，為了保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可以設(shè)置專(zhuān)用的并聯(lián)補(bǔ)償電抗器。一般有兩種補(bǔ)償方式：第一，在變電所中設(shè)置動(dòng)態(tài)補(bǔ)償設(shè)備；第二，在貫通線上設(shè)置分散并聯(lián)補(bǔ)償儀器。根據(jù)我國(guó)的情況來(lái)看，一般采用的是第二種方式。在貫通線上，十千米左右就會(huì)設(shè)置一個(gè)電抗器，從而對(duì)電流電容進(jìn)行補(bǔ)償。通過(guò)這種方式，大大提高了高速鐵路供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.2貫通線中性點(diǎn)接地方式的分析

我國(guó)大多數(shù)高速鐵路在電力貫通線版上，使用的都是架空線路，這種線路有著電纜線路少、電路中電容電流較小的特點(diǎn)，同時(shí)在10kV供電系統(tǒng)中一般中性點(diǎn)不接地。但是在高速鐵路中，這種線路一旦出現(xiàn)單相接地的情況，則會(huì)產(chǎn)生更大的電壓電流，埋下了安全隱患。因此，在高速鐵路中，不適宜采用這種線路，而采用中性點(diǎn)接地的方式。這樣可以有效保證高速鐵路供電的穩(wěn)定性，同時(shí)也不會(huì)對(duì)其他的線路造成影響，保證了高速鐵路的安全，有效消除了安全隱患。

3.3電力貫通線電纜金屬護(hù)層的接地方式分析

一般有三種方式：一端單點(diǎn)接地、中央單點(diǎn)直接接地和兩端直接接地。我國(guó)所采用的一般是第一種，主要有以下幾方面原因：第一，高速鐵路中的電力貫通線電纜長(zhǎng)度一般在4000米以內(nèi)，中央單點(diǎn)接地的方式不適用；第二，通過(guò)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，單點(diǎn)直接接地的方式能夠最大程度上保證電纜技術(shù)護(hù)層的安全[2]；第三，這種接地方式需要投入的成本最少，效果最好，能夠達(dá)到電力貫通線的相關(guān)要求。

結(jié)語(yǔ)：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)高速鐵路正處于高速發(fā)展階段，尤其是在供電系統(tǒng)方面。和傳統(tǒng)的技術(shù)相比，新技術(shù)下，供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性得到了明顯的提高，同時(shí)也避免了浪費(fèi)資源的情況。在未來(lái)的發(fā)展中，應(yīng)當(dāng)更加注重對(duì)新技術(shù)的研究，從而不斷優(yōu)化供電系統(tǒng)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]劉宇. 高速鐵路電力供電系統(tǒng)中新技術(shù)的分析與研究[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，35：191.

[2]楊大麗. 高速鐵路電力供電系統(tǒng)中新技術(shù)新設(shè)備的分析與研究[J]. 科技視界，2014，09：219-220.