高速铁路同相供电(精选)

合集下载

高速铁路V型接线牵引变压器混合补偿式同相供电方案

高速铁路V型接线牵引变压器混合补偿式同相供电方案

高速铁路V型接线牵引变压器混合补偿式同相供电方案夏焰坤;周福林;陈民武【摘要】In order to solve the negative phase sequence problem of V connection transformer in the high-speed electrical railway of China,a hybrid compensative co-phase traction power supply scheme is proposed based on passive and active compensation.First,its construction and theory are analyzed,and the compensation current of active equipment is given.Second,the feature of the hybrid compensation scheme and methods of current detection are discussed.In the end,the related MATLAB simulation results and measured data verify the effectiveness of the compensation scheme proposed in this paper.%为解决我国高速电气化铁路采用的V型接线牵引变压器供电方式存在的负序问题,提出了一种无源和有源混合补偿式同相供电方案.首先,文中分析了V型接线牵引变压器有源补偿结构、原理和混合式补偿结构,给出了混合补偿时有源装置的补偿电流表达式.其次,分析了混合式补偿方案的特点和电流检测方法.最后,采用MATLAB仿真软件和变电所实测数据,对混合补偿效果进行了分析,结果表明了采用混合补偿式同相供电方案的有效性.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2017(029)004【总页数】6页(P89-94)【关键词】牵引变压器;混合式补偿;负序;同相供电;铁路【作者】夏焰坤;周福林;陈民武【作者单位】西华大学电气与电子信息学院,成都610039;西南交通大学电气工程学院,成都610031;西南交通大学电气工程学院,成都610031【正文语种】中文【中图分类】TM713我国电气化铁路采用单相交流供电方式,该方式是一种不对称供电方式,存在负序问题,而负序会对发电机、继电保护装置等带来一系列危害。

高铁同相供电系统方案探微

高铁同相供电系统方案探微

高铁同相供电系统方案探微【摘要】随着科学技术的不断发展,高铁近年来发展的相当迅速,为我国的交通也做出了巨大的贡献。

作为高铁中的重要组成部分,同相供电系统方案的合理性对于高铁的正常运行非常关键。

我们必须要根据高铁的实际情况采取科学合理的同相供电方案。

然而目前高铁铜线供电系统方案的选择上还存在着一些问题,我们必须采取科学合理的方案进行解决。

根据本人的一些相关经验,谈谈对高铁同相供电系统的一些看法,与大家共同进行交流,希望对大家有所帮助。

【关键词】高铁;同相供电系统;方案探微;问题1前言高铁的同相供电系统具有很大的特殊性,这就使得高铁同相供电系统方案的选择有了很大的难度。

在进行选择时,必须要对相关的问题进行充分的考虑。

比如,负序、无功还有谐波都是我们需要进行考虑的内容。

只有充分考虑这些问题才能使得高速铁路更好的发展,否则会对高速铁路的正常运行和发展造成很大的阻碍。

因此,我们必须要根据高速铁路的具体情况,从而为告诉铁路选择科学合理的供电系统方案,从而使得高速铁路不断的进步。

2交流电电气化铁路供电系统的基本内容目前我国告诉铁路的供电系统主要分为两个部分构成,一部分是电气化铁道供电系统,整个供电系统的核心是变电站或者发电厂和高压输电线构成的。

这样一来就决定了整个电气化铁道供电系统的核心就是输电和供电;整个供电系统的另一部分主要是有牵引变电所和牵引网组成的,这一部分起着非常重要的作用,对于整个供电系统而言也是不可或缺的一部分。

牵引变电所的主要作用可以使得一次供电系统输送的电能进行转换,这样就使得电能能够很好的被机车利用。

牵引网的供电必须要根据牵引网的特点来进行,只有这样才能更好的为整个牵引网进行供电,从而使得机车能够得到充足的电能供应。

3高速铁路供电系统的现状和存在的问题近年来高速铁路随着科学技术的不断进步发展也取得了很大的进步,但是由于告诉铁路的相关供电技术还不够完善加上高速铁路的特点,这使得高速铁路同相供电系统中存在着许多问题。

同相供电系统

同相供电系统
C 隔离变压器
G
E
E
下层控制器
10MVA同相供电 装置(1#)
上层协调 控制器
10MVA同相供电 装置(2#)
牵引供电的“小康”模式:同相供电结 构
❖ 这种模式的主要特点:
❖ 1、采用同相供电装置的变换功能,将原有牵引变电所的 两相合并为一相,解决了变电所出口的分相问题,至少将 全线的分相的个数减小一半,可大大提高运行的速度。
❖ 缺点: 随着高速铁路自身的发展,电力系统对铁路供电的 电能质量要求的不断提高,这种结构固有的缺陷逐 渐显现——负序问题和过分相问题。
牵引供电的“小康”模式:同相供电结 构
A B C
电力系统(解决电能质量问题)
平衡牵引变压器 (YNvd、Scott等)
同相供电系统(解决电分相问题)
平衡牵引变压器 (YNvd、Scott等)
❖ 4、同相供电装置可兼做无功谐波补偿,不需要加其他设 备就可以实现无功、谐波、负序的完美治理;
❖ 5、同相供电装置具有提高系统暂态稳定、电压稳定的作 用,实现牵引网电压的稳定,增加供电臂的供电距离,从 而减少变电所数量。
牵引供电的“和谐”模式:独立供电结 构
同相供电系统的结构示意图
同相供电系统的功率流向示意图
同相供电系统的各模块功能及技术问题
YNvd的主要优点: ❖ 一次侧中性点可直接接地,当高速铁路接入220kV电压等级时是必须的,
适合于AT供电方式; ❖ 具有较好的平衡性能; ❖ 二次侧输出回路无电气联系; ❖ 具有三角绕组,可为励磁电流三次谐波提供回路; ❖ 所用电可以从三角绕组取电,无需额外变压器; 在既有线上实施示范工程可选择Scott接线牵引变压器
现有铁路供电系统面临的主要问题: 电能质量问题

同相供电技术在电气化铁路中的应用

同相供电技术在电气化铁路中的应用

摘要:以负序为主的电能质量问题影响着电气化铁路的发展,采用电分相的方式来消除负序的影响,会造成机车失电而降速运行,不仅会出现机车在爬坡段因速度不够而停车的可能,而且会产生分相装置误动作造成带电过分相的危险。

提出同相供电技术能够从根本上解决以负序为主的电能质量问题和电分相问题,成为电气化铁路研究的热点。

关键词:负序;电分相装置;电能质量;同相供电技术0 引言我国电气化铁路逐渐走上了高速发展的道路,无论是列车制造技术、载重能力,还是行驶速度,均已走在世界前列。

我国铁路电气化里程超过8万km,稳居世界首位,在技术水平和建设质量上也达到世界领先水平。

在电气化铁路朝高速、重载方向发展的趋势下,作为其核心技术的电气化牵引供电系统,成为影响电气化铁路未来发展的重要因素。

目前,国内铁路牵引供电系统除少数试点外,均采用单相工频交流供电的模式,其结构如图1所示。

牵引变电所将网侧110 kV三相电压经过牵引变压器转换为两相,分别对两侧供电区段供电。

随着电气化铁路朝高速、重载方向发展,上述供电制式存在的问题越来越突出,主要表现在以下两个方面:(1)负序问题。

牵引负荷通常具有单相大功率、非线性、随机性和波动性等特点,致使电气化铁路存在以负序为主的电能质量问题。

在单相工频交流制式下,常采用轮换相序的方法来缓减负序问题,但是效果甚微。

这就导致大量的负序电流注入电力系统,引起三相电压严重不平衡,给电力系统一次设备和二次设备的正常运行带来很大的影响。

除此之外,无功和谐波也是造成电能质量问题的主要因素。

(2)电分相问题如图1所示,由于牵引变压器分出的两相电压相位不同,因此必须在变电所出口处设置绝缘电分相;同时,分区所两侧的电压相位也往往不同,又需要设置分区所绝缘电分相。

因此,机车过电分相时需要收起受电弓,断开与接触网的联系。

而这种类似于带电分闸的操作,对接触网与受电弓而言均存在不小的安全隐患。

更重要的是,过分相期间机车因失去电力牵引而速度下降,是制约高速电气化铁路发展的主要因素之一。

新型同相牵引供电系统方案

新型同相牵引供电系统方案

新型同相牵引供电系统方案摘要:现阶段,国内外采用的供电模式通常为三相一两相分相。

而电气铁道接触网一般采用单相交流制,若只是进行单相取电,则将使电力系统不对称,进而三相电压也会不平衡,所以,将电分相设置在牵引供电系统了。

电分相装置限制了机车的承载能力和运行速度,使高速重载铁路无法健康发展。

为了使电力系统三相负荷具有对称性,提高机车的承载能力和运行速度,国内外都在研究牵引供电模式。

为此,本文主要探究了新型同相牵引供电系统的方案。

关键词:新型;同相牵引;供电系统随着中国高速、重载铁路的不断发展,传统牵引供电系统的供电的质量和效率均较低,对铁路运行的经济性、可靠性和安全性造成了严重影响。

所以,必须建立适合中国高速、重载铁路发展的新型牵引供电系统。

而随之出现的同相牵引供电系统将是未来高速、重载铁路的发展方向。

基于此,下文提出了一种较好的新型同相牵引供电系统方案。

1 简述同相供电系统结构对于同相供电系统,线路上变电所供电的接触网具有相同的电压相位,线路上没有电分相环节。

而新型同相供电系统基于传统的牵引供电系统,引进了YN,vd平衡变压器以及IPFC,采用单相供电方式代替了传统的两相牵引供电方式。

通过YN,vd平衡变压器,将系统中的三相对称电压平衡改为了两相对称电压。

通过IPFC,将变电所2个供电臂合并为一条馈线,从而各个变电所输出电压的相位一样,并取消了电分相。

为了避免电力系统形成变电所环路,采用分段绝缘器取代了分区所的分相绝缘器。

电分段距离不长、两侧电压相位相同,所以,避免了机车通过时的牵引损失和对电网的负面影响,全线贯通供电实现了,也满足了高速、重载的牵引供电要求。

2 YN,vd平衡变压器2.1 新型YN,vd平衡变压器中的接线形式对于YN,vd变压器,它属于新型的平衡变压器,具有三相三绕组的特征。

在变压器一次侧,采用端子A,B,C来链接三相电网,牵引端口为变压器二次侧的α与β相,星形连接为变压器一次侧绕组,能够结合运行需要,选用不接地或中性点接地运行。

铁路同相供电的双边供电方案设计

铁路同相供电的双边供电方案设计

铁路同相供电的双边供电方案设计摘要:电分相环节对高速重载列车有极大的制约作用,一定程度上阻碍了铁路行业的发展。

为了解决上述问题,可以采用同相供电系统,即在铁路的全线路采用相同相位的单相供电,如果能在同一线路或局界内贯通,则能最大限度地取消电分相,从而有利于重载和高速牵引。

同相供电系统由常规牵引变压器和同相供电装置组成,同相供电装置应用现代电力电子技术和微处理器控制技术来进行补偿,消除系统的三相不平衡,实现牵引系统的单边或者双边贯通式供电。

关键词:同相供电;双边供电;电分相;同相供电装置;三相不平衡引言我国电气化铁路现采用的供电方式为单边供电方式[1],在牵引变电所出口处(采用单相变压器除外)和相邻牵引变电所之间都要设置电分相环节。

电分相的存在限制了机车连续平滑取流,严重影响牵引供电系统整体性能,会造成速度下降甚至出现停坡,给铁路安全运行带来重大影响,列车在通过电分相时容易发生事故,影响了列车供电以及行车安全,因此电分相是是牵引网供电时最薄弱的环节,也是制约电气化机车牵引网的供电瓶颈。

明显旧的电气化铁路牵引网供电技术已渐渐跟不上高铁的飞速发展,所以对新型的供电技术的探究是极其必要的、也是迫在眉睫的[2-3]。

双边供电取消了分区所电分相,同相供电取消了变电所出口处电分相,将两者结合起来可以实现全线无分相运行,完全符合高铁飞速发展的诉求。

并且电力系统和电气化铁路的不断发展,也为实现双边供电提供了有利的条件。

1 双边供电技术双边供电系统是指在每一段铁路分区中,可同时能由两边的变电所通过接触网向负荷供电,类似于电力系统中的双电源两端网络,也就是说负荷(即列车)在行驶时,可以从两侧接触网中同时得到电能,可靠性更高,但同时需要在分区所中设置保护装置,其继电保护配置更复杂[4]。

从电气结构上来说,双边供电系统相对于单边供电系统的区别仅仅是将分区所中的接触网断路器闭合,再加上一些参数的改动,在改造上工程量不大。

双边供电系统的分区所断路器闭合即两端的接触网连通,这意味着,从电力系统方向来看牵引网就变成了许多个环网,类似于电力系统电磁环网[5]。

电气化铁路同相供电技术探究

电气化铁路同相供电技术探究

电气化铁路同相供电技术探究摘要:改革开放政策的不断深入促进我国经济迅速发展,社会生产水平逐年提升,城市化建设进程逐步推进,铁路建设工程作为技术建设的重要组成部分受到国家政府以及民众的高度重视,在这种情况下,为铁路施工运行带来保障的铁路电气化供电技术也同样受到高度关注。

目前我国电气化铁路基本采用单相供电系统,研究发现牵引供电系统存在无功、谐波等不良问题,并且资本投入高,使用寿命短,因此急需技术人员进行供电方式优化。

本篇文章对电气化铁路同相供电技术进行了深入探究,希望为后期电气化铁路发展提供参考。

关键词:电气化铁路;同相供电技术;引言简单来讲同相供电技术是通过线路上相邻变电供电区段接触网电压相位相同,线路上无电分向环节的牵引供电,不含过分相装置,既能解决传统供电模式存在的无功以及谐波问题,又能解决高速列车自动过分相,使现代化电气化铁路建设现了优化创新,也为牵引供电系统的优化提供技术参考。

1同相供电系统结构探析探究电气化铁路同相供电,首先要明确此供电系统的内部构造,系统结构等。

具体来讲:同相供电系统是指同一相电源系统中的任何跨度都使用单相电源,原来的相位不再随之改变,牵引站和分区可以在联系网络中选用分段绝缘器以此替代分相装置。

以110kv的三项电力系统来看,经过牵你边边后,可改变为单相27.5kv,此时再将电压供给车辆,这就实现了一次同相供电。

整个供电过程中输出的电压相位是相同的,需要注意的是,为了解决电力转化中所出现的谐波或者无功问题需要安装平衡变换装置以平衡相位。

上文所举110kv转换为27.5kv的系统,转换时,变电所出线端分别接触接触网、正馈线等,所有的输出电压相位是一样的,这也是受到内部平衡装置的影响。

从多次探究中发现,各种供电系统的供电区别体现最明显的就是牵引变电结构,实际应用时AT供电方式优势更大。

2同相供电装置的安装电气化铁路施工安装同相供电装置需要重视下列三方面内容:首先,同相供电装置包括多个变压、变流器,为确保安装工作能保质保量,定时完成,正式安装前应该先考虑不同供电区域的时间,安装情况和设备结构,给出科学可行的安装方案后与承包商相协调,选定具体选用的变压器、变流器、高压开关柜等重点设备的类型,确保设备合格后入场安装。

变电所同相供电介绍

变电所同相供电介绍

电气化铁路同相供电介绍1.眉山牵引变电所同相供电系统概述为解决长期困扰电气化铁路的电分相和电能质量两大难题,西南交通大学电气工程学院潜心研究三十余年,系统提出了同相供电系统成套理论。

2007年10月,科技部在国家科技支撑计划重点项目“电力电子关键器件及重大装备研制”中立项支持“电气化铁路同相供电装置”课题。

电气化铁路同相供电装置于2010年10月在成昆线眉山牵引变电所成功投入试运行。

经过半年的试运行结果表明:装置性能稳定、运行可靠、可综合解决电分相和电能质量问题,并能满足实际运营的要求。

同相供电装置的研究成功得到了铁道部和电气化领域相关人士的大力支持。

2011年4月,铁道部副部长卢春房部长听取了关于同相供电装置的汇报,高度评价了该研究成果,并指示尽快选择至少一条线路试点实现同相供电,加快产业化实施进程。

2.眉山牵引变电所运行效果1)电能质量指标a.负序指标同相供电装置能够完成有功传递功能,降低牵引变压器系统侧三相电压不平衡。

同相供电装置投入前系统负序电压95%概率大值为0.61%,投入后降低为0.33%,抑制负序效果明显,达到国标要求。

b.功率因数指标同相供电装置能够完成无功补偿。

补偿前,平均功率因数0.79,同相补偿后反送不计计量方式下平均功率因数可达0.96,高于0.9的国家标准。

c.电流畸变率指标同相供电装置典型工况下谐波电压总畸变率为0.9%,谐波电流总畸变率为3.1%,优于5%的设计指标。

2)提高供电能力指标基于眉山牵引变电所实测牵引负荷分析,眉山牵引变电所实施同相供电后,供电能力增加了36%,相对于同相供电未投入时,其过负荷跳闸次数显著减小。

3)运行可靠性指标同相供电装置投入运行6个月以来,还未出现因装置本身故障而被动退出运行的情况,显示了装置良好的可靠性。

4)兼容性指标同相供电装置运行的启动、退出等操作方式简单,与系统其他设备的兼容性良好,如电容器组投切、列车调度与运行方式等操作不影响同相供电装置运行。

温州市域铁路S1线同相供电系统方案研究

温州市域铁路S1线同相供电系统方案研究

DOI:10.19587/ki.l007-936x.2018.04.004温州市域铁路S1线同相供电系统方案研究张晓芳,方曼琪摘要:温州市域铁路S1线采用公交化的运营模式,对列车速度的控制要求高,牵弓丨负荷较大,列车自动过 分相时运行安全得不到很好的保证。

采用同相供电技术可以取消变电所出口处的电分相,并可较好地解决负序 问题。

本文以单相组合式同相供电系统为例,介绍了组合式同相供电系统的结构及原理,并基于相关牵引设计 资料搭建单相组合式同相供电系统模型进行仿真分析,仿真结果表明该系统对负序有很好的治理效果。

关键词:单相组合式同相供电;负序;同相补偿装置;平衡变换原理Abstract:Line SI of Wenzhou Commuter Rail adopts the operation mode of bus rapid transit, which requires high control of train running speed, great traction load, and the train operation safety is unable to be guaranteed when the train is passing through automatically the phase break. With adoption of co-phase power supply technology, it is able to cancel the phase break at exit of substation and may solve the problems of negative sequence. The paper, with the single phase combined co-phase power supply system as an example, introduces the structure and principles of combined co-phase power supply system, and through simulation and analysis are made by establishing of a single phase combined co-phase power supply system model based on related traction design data, the simulation results show that the system has a better effect for control of negative sequence.Key words:Single phase combined co-phase power supply; negative sequence; co-phase compensation device;principle of equilibrium transformation中图分类号 :U223.5+2 文献标识码:B 文章编号:1007-936X(2018)04-0014-050引言近些年来,随着现代电力电子技术和控制理论 的不断发展,电力机车对电力系统电能质量的影响 得到了很大改善,但在铁路向高速、重载方向发展 的过程中仍然存在2个严重问题:电分相对电力机 车安全运行的影响以及以负序为主的电能质量问 题[1]。

高速动车组概论4共同体 牵引供电演示课件

高速动车组概论4共同体 牵引供电演示课件
16/77
二、牵引变电所 1.牵引变电所的作用
我国电气化铁路采用的是工频单相 25kV交 流制,而电力系统是一个三相交流系统,需要 经过变换电压等级和由三相变换成单相才能使 用。电气化铁路产生的负序和高次谐波对电力 系统会造成多种不良影响,需要通过牵引变电 所来解决。因此,牵引变电所应具有以下两个 方面的作用 :
第四章 动车组牵引供电
第一节 动车组供电 第二节 高速接触网 第三节 高速受电弓
1/77
第一节 动车组供电
一、供电方式 二、牵引变电所
2/77
动车组牵引供电系统的组成
动车组牵引供电系统
牵引变电所
保证质量良好并不 间断地向动车组供 电
接触网
在动车组运行中通 过与受电弓良好的 摩擦接触将电能传 给动车组
17/77
( 1 )将电力系统的电能变换成适合动车组 使用的电能。
在牵引变电所内装设有牵引变压器(也称 主变压器),将电力系统的高压(一般为 110kV或220kV)降为 27.5kV 或 2×27.5kV(自 耦变压器供电方式),以单相电馈送给接触网, 供动车组使用。国外有些国家的电气化铁路采 用的是直流制式,或是低频( 16 2/3Hz )交流 制式,因此,还需要将交流电整流成直流电, 或将工频变换成 16 2/3Hz ,这些变换工作都由 牵引变电所来完成。
8/77
吸流变压器的变比为 1:1,它的一次绕组
串接在接触网( T)上,二次绕组串接在专为
牵Байду номын сангаас引 电 流 流 回 牵 引变电 所而特 设的回 流 线
( NF )上,所以也称吸流变压器-回流线供
电方式(简称吸-回方式)
9/77
3.带回流线的直接供电方式 带回流线的直接供电方式是在接触

铁路供电方式新型供电方式同相供电独立供电等的构成原理分析世界几个发展高速铁路国家状况研究报告

铁路供电方式新型供电方式同相供电独立供电等的构成原理分析世界几个发展高速铁路国家状况研究报告

世界铁路供电方式及各种供电方式的适用范围研究。

新型供电方式“同相供电”、“独立供电”等的构成原理分析。

世界几个发展高速铁路国家状况研究报告。

一 .世界铁路供电方式德国是较早发展电气化铁路国家之一。

德国铁路供电主要有网络供电和点式供电两种方式。

铁路沿线大部分负荷、枢纽、大型车站主要依靠网络供电,约占75%左右,个别远离供电网络的地点采用点式供电,约占25%。

根据德国铁路分布较密的情况,铁路供电网络主要采用集中环网供电方式,且不分高速铁路和普通铁路,只要有需求,均保证可靠供应,还可以向铁路外单位供电。

德国铁路除了道岔除雪设备外,没有采用从接触网取电方式。

之所以从公共电力网接引电源而不从接触网接引电源,是因为公共电力网提供三相系统电源、供电安全可靠(断电比接触网少)、采用环网供电能提高供电可靠性以及供电电压稳定。

而道岔除雪设备采用由接触网接引电源降压后供电的方式,是因为道岔除雪设备对电压稳定性要求不高、电源暂时中断不影响加热系统的功能。

此外,德国的供电计费办法对于短时的耗电用户而言很不经济也是原因之一。

威斯特法伦州的能源公司有400多个供电点,其中约300个采用集中环网供电方式,其余采用点式供电方式。

这个公司设有两个调度中心。

科隆地区有70多个车站,采用集中环网供电方式,建立了11个环网,敷设10千伏电力电缆90多公里。

最大的环网带70个供电点,最小的环网带7个供电点。

整个环网建立了两座变电站作为外部电源,分别设两个变压器,采用一主一备运行方式,此外还有多处可向网络供电的备用电源。

这种供电方式在供电灵活性方面与中国铁路的贯通线供电、大型车站和枢纽内环网供电差不多,但由于德国环网电源点多,供电可靠性相对更高一些。

大多数国家采用以下供电方式。

1.1直接供电方式直接供电方式(simple power supply system for electric traction)以钢轨作为主要牵引回流通路的一种牵引网供电方式。

高速铁路的牵引供电方式分析

高速铁路的牵引供电方式分析


N

IR
R T:接触网 N:回流线 R:钢轨
图 7 带回流线的直接供电方式原理图
(1)优点。 ①原来从轨道、大地回流的电流,大部分改由
架空线流回变电所,架空线与接触网距离较近,电流方向相
反,可抵消大部分接触网中流通的交流电流在周围空间所产
生的交变磁场,从而为邻近的通信线路增加了屏蔽效果。 ②
由于有了接触网与回流线的互阻抗,牵引网阻抗和轨道电位
四、结束语
综合所述,适合高速、重载的 AT 供电方式的综合性能最 好,它弥补了我国牵引供电系统技术的缺陷,带动了电气化 电力设备产业发展, 从建设能力和技术标准来进行综合评 价,已接近了国际先进水平。 我国拟修建的运营时速 300 km 及以上的高速铁路将主要采用 AT 供电方式, 在以后的高速 电 气 化 铁 路 工 程 建 设 中 ,AT 供 电 方 案 必 将 得 到 更 加 广 泛 的 应用。
图 5 AT 供电方式示意图
AT 方 式 与 BT 方 式 相 比 ,在 机 车 取 流 相 同 情 况 下 ,从 变 电所至最靠近机车的 AT 间, 接触网与正馈线上电流只有机 车电流的一半,对通信明线干扰将大大减弱。 另外,在机车取 流的两个 AT 间的区段内, 机车电流总是由左右两侧接触网 双边供给,方向相反,对通信明线的干扰互相抵消,因此具有 更好的防护效果。
3.BT 供电方式。 在牵引供电系统中加装吸流变压器-回 流线装置的供电方式, 称为吸流变压器供电 方 式 , 简 称 BT (Booster-Transformer) 供电方式。 它是在牵引网中, 每相距 1.5km~4km,设置一台变比为 1:1 的吸流变压器,其一次线圈
86
2011 年第 10 期

高速铁路系统的供电系统设计

高速铁路系统的供电系统设计

高速铁路系统的供电系统设计高速铁路系统作为现代城市交通的重要组成部分,对供电系统的可靠性、稳定性、经济性和安全性要求极高。

本文将就高速铁路系统的供电系统设计进行探讨,以期帮助读者更好地了解高速铁路系统的供电系统架构和特点。

一、高速铁路系统的供电方式高速铁路系统的供电方式一般分为集中供电和分散供电两种。

集中供电指的是整个铁路线路集中由一处变电站进行供电,电能通过接触网和牵引变流器向高速列车传输。

这种供电方式的优点是供电线路简单,安全可靠。

但是缺点也很明显,如果变电站出现故障,整条铁路线将不能正常运行。

分散供电则是将供电分布在铁路线路的不同位置,开发各个区段之间置变电所,在铁路线路上通过多个独立的接触网进行配电供电。

这种供电方式的优势在于可靠性更高,不会因为某一处故障而影响整条铁路线的运营。

同时也可以在供电系统中引入新的技术和材料,提高供电效率和质量。

二、高速铁路系统的供电系统架构与高速列车的牵引电动机不同,城市轨交列车的驱动系统往往被设计为交流传动系统。

高速铁路系统的牵引系统一般采用的是交流变频传动技术,将由接触网采集的高压交流电源转化为列车驱动所需的交流电源。

高速铁路系统的供电系统可分为接触网、牵引变流器、高速列车牵引系统、监控系统和保护系统等几个部分。

1. 接触网接触网是高速铁路系统的主要供电方式,支持列车行进时的供电。

接触网的主要结构包括导线、支撑系、张紧机构、防震补偿机构、介电子和地面接地等。

导线需要具备高强度、高耐腐蚀性和高导电性等特点。

支撑系统要能够适应各种复杂的地形和气候环境。

张紧机构的作用是标定接触网的张力,保证导线的持续稳定运行。

防震补偿机构主要用于适应列车行驶过程中的负荷和振动等因素。

介电子是用于接触网与其他地面物体之间的绝缘耦合。

接地系统的作用则是消除接触网的悬浮电荷。

2. 牵引变流器牵引变流器可以将接触网的高速交流电压转换成列车的适宜电压和电流,以传输到列车的高速交流变频牵引系统中,经控制后给高速列车牵引电机供电。

高速铁路同相供电

高速铁路同相供电
• 无功电量按“反送正计”计量,全日计量的平均功率 因数不低于0.9;
• 兼顾谐波限制指标,即通过适当的滤波设计尽可能 降低牵引负荷的谐波影响。
高速铁路同相供电
同相供电关键技术
• 对称补偿模式,与电能质量指标最佳配合; • 牵引变压器接线方式,如减少对称补偿的复杂程度
和最大限度地减少对称补偿装置的容量需求等; • 同一电力系统中实施双边供电或实施灵活双边供电
高速铁路同相供电
高速铁路同相供电
高速铁路负荷特性
(一)牵引负荷大,可靠性要求高 客运专线列车速度高,高峰时段密度大。空气阻
力随速度呈几何级数增长,列车牵引力主要克服空气 阻力运行,牵引负荷很大。350km/h速度时,列车运 行所需功率最高达到24000kW。
客运专线速度快,运输能力大,将成为旅客运 输的主要交通工具。在国民经济和社会生活中, 具有十分重要的作用。高速铁路运输必须确保安 全、可靠、正点。
高速铁路同相供电
(五)国外普遍采用高电压、大容量电源供电
日本、法国等国家高速铁路建设起步较早,积累了比较 丰富的经验。目前,国外高速铁路考虑到牵引负荷大,可靠 性要求高,绝大多数都采用220kV或以上的电压供电,个别采 用132kV或154kV时,都要求有较大的系统短路容量。日本高 速铁路建设最早,在电源问题上曾走过弯路。东海道新干线 1964年建设时,限于当时电网的条件,采用了77kV电源供电。 上世纪80年代,旅客运输量急增,供电能力严重不满足需要, 只得对电源系统进行了改造,改用275kV电源供电,适应了旅 客运输的需要,列车速度也提高到了270km/h,最高300km/h。 我国客运专线建设刚开始起步,尚没有成熟的经验和标准。 国外的经验值得我们研究和参考。
高速铁路同相供电

电气化铁路同相供电技术探究

电气化铁路同相供电技术探究
(2)基于有源补偿的同相供电方案。为了有效解决电网 谐波污染和无功冲击等问题,随着电力电子器件的发展,有源 对称补偿技术得到了大量的研究和运用。同相牵引供电系统是 在现行牵引供电系统结构的基础上在各个牵引变电所内引入平 衡变压器和变流器,使现有变电所的两供电臂合并,实现单相 供电,接触网各区段电压相位相同。在由平衡变压器供电的 牵引系统中,当两个供电臂的负荷相等时,即两个负荷的电流 幅值相同、功率因数相等时,变压器高压侧的三相电流是对称 的,利用平衡变压器的这个特性在如下图中机车所需的有功功 率是变压器提供,同时当两个供电臂的负荷不相等的情况下, 右边的变压器提供一部分有功功率给左边的供电臂,其结果是 变压器两个绕组均输出相同的有功功率,实现供电臂有功功率 平衡,并且供电臂的无功功率由两个四象限变流器提供,最终
由于采用的供电方式不同,此上两种同相供电系统的总体 结构有所不同,尤其体现在牵引变电结构方面。但是,AT供电 方式相比直接供电或BT供电更具优势[1]。
2 电气化铁路同相供电方案分析
(1)基于无源对称补偿的同相供电方案。无源对称补偿技 术是以可调并联电抗器、电容器为依托,通过并联无功补偿或并 联电容补偿来消除或消弱单相牵引负荷引起的系统不平衡,同时 兼补无功,从而实现同相供电。从理论上来说任何一种接线形式 的牵引变压器均可以构造出三相/单相对称变换系统,实现同相 供电。在结合常规接线的牵引变压器的对称补偿时,如YNdll变 压器、vv变压器,必须在三个端口均安装可调补偿器,这就使得 补偿装置的总安装容量大于牵引负荷容量,增大了投资,补偿设 备容量利用率偏低,补偿协调的控制手段和设备较为复杂。而采 用特殊接线,如不等边Scott接线、不等边V,V接线等的对称补 偿技术,只需在制定两端口设置补偿容量,使得补偿装置总安装 容量小于牵引负荷容量,简化了系统结构,并能实现与单相牵引 变压器相配合。随着电力电子技术的发展,在对称补偿理论基础 上提出了基于有源补偿的同相供电技术方案。

第二章 高速铁路牵引供电系统的供电方式

第二章  高速铁路牵引供电系统的供电方式

第二章高速铁路牵引供电系统供电方式第一节牵引供电系统供电方式交流牵引供电系统可采用的供电方式主要有4种:直接供电方式,BT(吸流变压器)供电方式,AT(自耦变压器)供电方式和CC(同轴电缆)供电方式。

交流电气化铁道对邻近通信线路的干扰主要是由接触网与地回路对通信线的不对称引起的。

如果能实现由对称回路向电力机车供电,就可以大大减轻对通信回路的干扰。

采用BT、AT、CC等供电方式就是为了提高供电回路的对称性,其中CC供电方式效率最高,但投资过大。

目前,电气化铁路对采用BT、AT供电方式。

下面逐一介绍。

一、直接供电方式这是一种最简单的供电方式。

在线路上,机车供电由接触网(1)和轨(2)-地直接构成回路,对通信干扰不加特殊防护措施,如图2-1所示。

电气化铁路最早大都采用这种供电方式。

这种供电方式最简单,投资最省,牵引网阻抗较小,能损也较低,供电距离一般为30—40km。

电气化铁路的单项负荷电流由接触网经钢轨流回牵引变电所。

由于钢轨和大地不是绝缘的,一部分回流由钢轨流入大地,因此对通信线路产生感应影响,这是直接供电方式的缺点。

它一般用在铁路沿线无架空通信线路或通信线路已改用地下屏蔽电缆区段,必要时也将通信线迁到更远处。

图2-1带回流线的直接供电方式是在接触网支柱上架设一条与钢轨并联的回流线,称为负馈线(NF),如图2—2所示。

利用接触网与回流线之间的互感作用,使钢轨中的回流尽可能地由回流线流回牵引变电所,减少了电气空间,因而能部分抵消接触网对邻近通信线路的干扰,但其防干扰效果不及BT供电方式。

这种供电方式可在对通信线路防干扰要求不高的区段采用,能进一步降低牵引网阻抗,供电性能要好一些,但造价稍高。

目前我国京广线、石太线均采用此种供电方式。

图2—2二、BT供电方式BT供电方式是在牵引网中架设有吸流变压器—回流线装臵的一种供电方式,目前在我国电气化铁路中应用较广。

吸流变压器的变比是1:1.它的一次绕组串接在接触网中(1)中,二次绕组串接在专为牵引电流流回牵引变电所而特设的回流线(NF)中,故称之为吸流变压器—回流线供电方式,如图2—3所示。

高速铁路牵引供电方式

高速铁路牵引供电方式

高速铁路牵引供电方式1.直接供电方式电方式是指牵引变电所通过接触网直接向动车组供电,回流经钢轨及大地直接返回牵引变电所。

这种供电方式的电路构成简单、设备少,施工及运营维修都较方便,造价也低。

但由于接触网在空中产生的强大磁场得不到平衡,对邻近的广播、通信干扰较大,因此一般不采用。

2.BT供电方式BT供电方式就是在牵引供电系统中加装吸流变压器(3~4 km安装一台)和回流线。

这种供电方式由于在接触网同高度的外侧增设了一条回流线,回流线上的电流与接触网上的电流方向相反,因此大大减轻了接触网对邻近通信线路的干扰。

采用BT供电方式的电路是由牵引变电所、接触悬挂、回流线、轨道及吸上线等组成。

牵引变电所作为电源向接触网供电;动车组列车运行于接触网与轨道之间;吸流变压器的原边串接在接触网中,副边串接在回流线中。

吸流变压器是变比为1∶1的特殊变压器。

它使流过原、副边线圈的电流相等,即接触网上的电流和回流线上的电流相等。

因此,可以说是吸流变压器把经钢轨、大地回路返回变电所的电流吸引到回流线上,经回流线返回牵引变电所。

这样,回流线上的电流与接触网上的电流大小基本相等、方向相反,故能抵消接触网产生的电磁场,从而起到防干扰作用。

理论上的理想情况是这样的,但实际上由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流,经回流线的电流总小于接触网上的电流,因此不能完全抵消接触网对通信线路电磁感应的影响。

另外,当机车位于吸流变压器附近时,回流还是从轨道中流过一段距离,至吸上线处才流向回流线,该段回流线上的电流会小于接触网上的电流,这种情况称为半段效应。

此外,吸流变压器的原边线圈串接在接触网中,所以在每个吸流变压器安装处,接触网必须安装电分段,这样就增加了接触网的维修工作量和事故率。

当高速大功率机车通过该电分段时会产生很大的电弧,极易烧损机车受电弓和接触线。

BT供电方式的牵引网阻抗较大,造成较大的电压和电能损失,故已很少采用。

3.AT供电方式随着铁路电气化技术的发展及动车组的投入运行,传统的供电方式已不能适应铁路发展的需要,各国开始采用AT供电方式。

变电所同相供电介绍

变电所同相供电介绍

电气化铁路同相供电介绍1.眉山牵引变电所同相供电系统概述为解决长期困扰电气化铁路的电分相和电能质量两大难题,西南交通大学电气工程学院潜心研究三十余年,系统提出了同相供电系统成套理论。

2007年10月,科技部在国家科技支撑计划重点项目“电力电子关键器件及重大装备研制”中立项支持“电气化铁路同相供电装置”课题。

电气化铁路同相供电装置于2010年10月在成昆线眉山牵引变电所成功投入试运行。

经过半年的试运行结果表明:装置性能稳定、运行可靠、可综合解决电分相和电能质量问题,并能满足实际运营的要求。

同相供电装置的研究成功得到了铁道部和电气化领域相关人士的大力支持。

2011年4月,铁道部副部长卢春房部长听取了关于同相供电装置的汇报,高度评价了该研究成果,并指示尽快选择至少一条线路试点实现同相供电,加快产业化实施进程。

2.眉山牵引变电所运行效果1)电能质量指标a.负序指标同相供电装置能够完成有功传递功能,降低牵引变压器系统侧三相电压不平衡。

同相供电装置投入前系统负序电压95%概率大值为0.61%,投入后降低为0.33%,抑制负序效果明显,达到国标要求。

b.功率因数指标同相供电装置能够完成无功补偿。

补偿前,平均功率因数0.79,同相补偿后反送不计计量方式下平均功率因数可达0.96,高于0.9的国家标准。

c.电流畸变率指标同相供电装置典型工况下谐波电压总畸变率为0.9%,谐波电流总畸变率为3.1%,优于5%的设计指标。

2)提高供电能力指标基于眉山牵引变电所实测牵引负荷分析,眉山牵引变电所实施同相供电后,供电能力增加了36%,相对于同相供电未投入时,其过负荷跳闸次数显著减小。

3)运行可靠性指标同相供电装置投入运行6个月以来,还未出现因装置本身故障而被动退出运行的情况,显示了装置良好的可靠性。

4)兼容性指标同相供电装置运行的启动、退出等操作方式简单,与系统其他设备的兼容性良好,如电容器组投切、列车调度与运行方式等操作不影响同相供电装置运行。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
相关文档
最新文档