高速接触网与相关专业的接口

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高速接触网与相关专业的接口
通号工程
由通信和信号两大系统组成。
通信系统以传输及接入、数据网、GSM-R专用移动通信等子系统 为基础，包括调度、会议电视、救援指挥、视频、动力环境监控、电 源和同步时钟分配等子系统，实现列控信息、话音、数据、图像等的 传输。
运 输 计 划
运 行 管 理
车 辆 管 理
供 电 调 度
客 运 管 理
综 合 维 修
票 务 系 统
旅 客 服 务 系 统
市 场 营 销 策 划
客 运 组 织 管 理
安 全 监 控 系 统
疏 散 救 援 系 统
消 防 控 制 系 统
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固定检测和移动检测相结合的综合检测技术，在设置
固定检测装置的同时，通过高速综合检测列车等，对 轨道、接触网、通信信号等实施定期综合检测。根据 检测结果，分析基础设施对高速列车运行性能的影响， 预测基础设施损伤规律，指导养护维修。
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检测维护
工务工程
供电工程
通号工程
动车组
运营调度
客运服务
防灾安全
检 测 系 统
维 护 系 统
路 基 工 程
轨 道 工 程
桥 梁 工 程
隧 道 工 程
站 场 工 程
牵 引 供 电 系 统
电 力 供 电 系 统
车 载பைடு நூலகம்子 系 统
地 面 子 系 统
联 锁 子 系 统
信 号 系 统
列 通 总 车 转 牵 制 车 信 向 引 动 网 系 系 系 络 统 成 体 架 统 统 系 统
高速接触网与相关专业的接口 动车组
列车所需牵引功率
k Q w Vmax A 3600
速度与列车牵引功率的关系 速度等级 第三级（最高运行速度300km/h） 第二级（最高运行速度250km/h） 第一级（最高运行速度200km/h） 普通（最高运行速度120km/h以下） 所需功率 13600 (kW) 8800 (kW) 6400 (kW) 1600 (kW)
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高速牵引供电系统与相关专业 的接口问题
主讲人
董昭德
西南交通大学电气工程学院
2012.05.11.成都九里堤
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高速接触网与相关专业的接口
高铁系统概述
高速铁路系统
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高速牵引供电系统与相关专业的接口
2 牵引供电与电网的接口问题
2.4 电力系统对牵引负荷的要求
牵引负荷运行所产生的谐波、负序和电压波动都应满足国家标准的要求。
根据 《 电力法 》 “谁污染谁治理”的原则，应采取相应的治理措施， 新建电气化铁路牵引变电所应采用三相接人方式，并根据电网条件和牵引负荷的情况进行
设备监控系统是对高速铁路工程中环控通风、给排水、照明、可控导向、自动扶
梯及电梯等设备及系统进行集中监视、控制和管理的系统，也是发生灾害时的联动控 制系统。
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高速接触网与相关专业的接口 检测维护
高速铁路运营维护的原则是“精检慎修” ，采用
接，必须依据系统工程理论、加强系统设计、强化系
统集成，统一协调监管。
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高速牵引供电系统与相关专业的接口
1
1.4
接口概述
接口的管理
(1) 管理内容
识别接口 提出分界要求 控制接口程序
(2) 管理程序 (3) 管理特点
从工程开始到工程寿命结
±© ½ ½  ü Ý Ö ¹ ·Ê (Ð ³ Ö +20 SSÓ ±É Ð À Ï ) Ò Û Ï ¡ ß
£ ý ø î Í ç ¹ Ç Ò Í ×µ µ Ñ 26 25 24
(kV)
23 22 21 20
180 181 181 182 183 183 184 185 185 186 187 187 188
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高速接触网与相关专业的接口 旅客服务
主要功能是处理与旅客服务相关的事件，主要包括发售车
票、信息采集、信息服务、信息发布、日常投诉处理、紧急救
助、旅客疏散、旅客赔付等工作；此外还有统计分析功能，为 管理层提供决策依据。旅客服务系统由订/售票系统、自动检票
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1.6 牵引供电系统主要接口
牵引供电系统主要接口
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高速牵引供电系统与相关专业的接口
2 牵引供电与电网的接口问题
2.1 考虑要素
牵引负荷的特点及其对电力系统的影响 牵引供电系统与电力系统的相互要求 降低影响的措施，方法和标准
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高速牵引供电系统与相关专业的接口
2 牵引供电与电网的接口问题
2.2 牵引负荷的特点
非线性、不对称性、波动性。
£ ý ø ¡ ß ç ô¨¥ ½ ò © Ç Ò Í À Ï µ Á £ µ ·Ï £ 1500 1000
单相负荷与三相电源之间电气结构的差异性决 定了牵引供电系统拓扑结构的三相不对称性，无论 是交直型机车还是交直交型机车，都将不可避免地 产生负序电流。 电气化铁路负荷为两相或单相不对称的谐波负 荷，产生的谐波电流经牵引变压器的变换后注人电
畸变并且造成电网三相电压不平衡。
(min) AT·Ê (Ç ¸ SSµ Ó ±) ½ ½ à Ú Ä Ò Û ±© ½ ½ Õ Ý Ö ¹ ·Ê (Ë Ö +28 SSµ Ó ±) Ä Ò Û
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谐波特性 交直型：3次谐波丰富，最高达18% ~22%； 交直交：3 次谐波占2.5% 左右；17、19、29、 31、33、35 次约为基波的0.2~0.3%；27 次谐波 为 0.4% 。 一般电力负荷：5、7、11、13、17、19； 衰减慢， 5次 19%，17 次还达3.5%
评估比较，按照有效减少注人电网负序电流的原则，合理选择牵引变压器的型式，优先采
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高速牵引供电系统与相关专业的接口
2 牵引供电与电网的接口问题
2.3 牵引负荷对电力系统的影响
交流传动高速列车的出现会使谐波问题大为缓解，但高次谐波和负序问题却会因牵引 功率增大而变得更为突出。 牵引负荷随着运输组织方案、供电臂内列车的数量和每一列车的运行状态随机波动， 牵引变电所高峰小时负荷可能达到 160MVA ，具有明显的短时集中负荷特征，这也是造成 电网电压波动的主要原因之一。 电气化铁路线路条件多变，行进过程中会由于线路坡度、弯道半径、气象条件等因素 使得列车所遇到的阻力不断变化，机车将频繁地在启动、加速、惰行、制动等工况间转换， 这将导致牵引负荷的大小在时间上表现出不均衡的特性。 在节假日、铁路故障后恢复行车等特殊情况下，也会出现列车紧密追踪的情况。变化 剧烈的大功率牵引负荷在电网薄弱时容易引起较大的电压偏差，造成电压波动，对电网及 牵引供电系统本身都会造成不良影响，也应引起足够的重视。 电气化铁路负荷注人电网的谐波电流和负序电流可能会影响电力系统的安全稳定运行， 对电力系统发电、输电、配电、用电各环节的电力设备将产生影响。
(4) 接口管理要求
边界清晰 关系完整
束均处于活跃的运行状态，工
程前期处于最活跃时期。
任务明确
避免不当
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高速牵引供电系统与相关专业的接口
1.5 高速铁路系统主要接口
供电方式、变压器容量 牵引变电所分布密度
列车最高运行速度、列车编组、最小 追踪间隔,最大通过能力
高速牵引供电系统与相关专业的接口
1
1.2
接口概述
接口的分类
内部接口 外部接口
外部主要接口
供电与电网；客服与银行；客服与网络；磁共享与防护
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高速牵引供电系统与相关专业的接口
1 接口概述
1.3 接口特点 自成体系、相互关联 物理性接口和逻辑性接口并存 整体性和系统性兼备。 为确保技术体系的完整性和各子系统之间紧密衔
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高速接触网与相关专业的接口 供电工程
包括牵引供电和电力供电两大系统。
牵引供电系统由供电、变电、接触网及SCADA子系统组成， 为高速铁路列车运行提供稳定、高质量的牵引电流
电力供电系统一般由外部电源及线路、总降压变电所或配 电所、配电线路、终端变电所、低压配电系统等部分构成。负 责向高速铁路所有用电设备供电。
高速牵引供电系统与相关专业的接口
1 接口概述
1.1 接口定义 各子系统之间、系统与外部环境之间在包括系统设计、 装备制造、施工、运行维护等在内的工作界面上的搭接关
系和为实现系统既定性能指标而在不同子系统的设施、设
备之间的参数、结构和功能配合关系。
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(A)
500 0
180 181 181 182 183 183 184 185 185 186 187 187 188
力系统的谐波电流为三相不平衡谐波。三相不平衡
谐波电流经分解后，除基波正序电流是由系统向电 气化铁路外，所有谐波电流以及基波负序电流均由 电气化铁路产生后注人系统，使电网电压波形发生
(min) AT·Ê (Ç ¸ SS×±É Ð À Ï ) ½ ½ à Ú ó Û Ï ¡ ß
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运营调度
高速铁路运营调度系统是高速铁路运营管理现代化、自动
化、安全高效的标志，它根据旅客出行需求，动车组配备和动
力特性、车站装备及作业、沿线线路和设备状态、相邻线路列 车运行的状态等，统筹编制列车运行计划、集中指挥列车运行 和协调铁路运输各部门的工作。运营调度系统涵盖运输计划管 理、列车运行管理、动车管理、综合维修管理、车站作业管理、 供电调度、安全监控及系统运行维护等功能。
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1
1.2
接口概述
接口的分类
内部接口 外部接口
内部主要接口： 通信与工务； 运调与工务；供电与工务； 工务与动车； 通信与运调；通信与供电；通信与动车；运调与供电； 运调与客服；供电与动车； 客服与工务
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高速接触网与相关专业的接口
工务工程
涉及线路、路基、桥梁、隧道、轨道等专业，包括路基 与桥梁的过渡、路基与隧道的过渡，以及路基、桥梁等线下 基础与轨道结构的衔接等。 高速铁路要求线路的空间线型平滑，即平纵断面变化尽 可能平缓；路基、轨道、桥梁具有高稳定性、高精度和小残 余变形。 保障：建立严格的线路状态检测和保障轨道持久高平顺 的科学管理系统。
信号系统是确保列车运行安全、正点、效率的关键技 术设备，主要由调度集中、列车运行控制、车站联锁子系 统组成。调度集中（CTC）系统的主要功能包括列车进路 及调车进路的控制、列车运行状况集中监控、列车运行计 划调整、临时限速设置等。
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系统、旅客信息服务系统、决策支持系统等构成。
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防灾安全
应充分考虑风、雨、雪、雷电、地震、火灾和异物侵限等致灾因素的影响，构 建包括灾害预警系统、防灾以及救援系统在内的高速铁路防灾安全体系。 防灾安全监控系统自动采集、处理、分析铁路沿线风速、风向、雨量、雪深、地 震、轨温、落物等监测信息，实现集中监控、预警等功能。 火灾自动报警系统一般由火灾探测报警系统、消防联动控制系统、可燃气体探测 报警系统和电气监控系统构成，监视高速铁路火灾灾情并进行消防设备的联动控制， 为高速铁路防火救灾工作提供自动化监测与联动控制。