高速铁路电力供电系统中新技术的分析与研究

刘宇

摘 要：作为国民经济的基础性行业，铁路运输行业在人们的日常生活和国民经济的发展中起着重要的作用，尤其是自改革开放以来，我国的铁路运输事业不断发展，为人们的出行和物品的运输提供了极大的便利。高速铁路是铁路运输行业不断发展的必然产物，在高速铁路的运行发展过程中，高速铁路的电力供电系统十分重要，其为高速铁路的运行提供基础保障。文章首先介绍了高速铁路电力供电系统的特点和供电方案，并在此基础上，对高速铁路供电系统的新技术进行了分析与研究，希望这些分析与研究能够为高速铁路电力供电系统中的新技术的应用与发展提供一些借鉴，仅供参考。

关键词：高速铁路；电力供电系统；新技术；新设备

在高速铁路的运行过程中，可以将高速铁路的供电系统分为两个部分，这两个部分分别为：牵引供电系统和电力供电系统。文章主要分析的是电力供电系统，牵引供电系统不再赘述。高速铁路的电力供电系统在工作范围上主要承担牵引供电系统以外的所有供电任务，主要包括高速铁路上的生产、生活用电以及供水等用電负荷，高速铁路的供电系统的供电可靠性对铁路运输的正常、安全稳定运行具有重要的影响，如果高速铁路的供电系统发生故障，高速铁路的许多工作都会受到严重的影响。

1 高速铁路电力供电系统的特点及提高供电系统可靠性的措施

1.1 高速铁路电力供电系统的特点

在高速铁路的运行过程中，高速铁路的供电系统起着不可忽视的重要作用，与其他电力系统相比，高速铁路的电路供电系统具有一定的特殊性，其特殊性主要体现在以下几个方面：

1.1.1 电压等级低，变（配）电所结构单一。在高速铁路的运输过程中，其对电力的电压等级的需求较小，在高速铁路的供电系统中一般采用10kV或35kV的变配电所，并且其结构单一，直接面对最后的需求用户，其用电负荷也较小。

1.1.2 系统接线形式简单。高速铁路电力供电系统的接线形式也比较简单，高速铁路供电系统的接线是一种单一的辐射状的网络，铁路上的个变配电所沿着铁路沿线均匀分布、互相连接，形成持续的供电模式。这种接线模式有两种：分为自闭线和贯通线。高速铁路供电系统的连接线能够有效的连接各个变配电所，并且为高速铁路提供电源。

1.1.3 供电可靠性要求高。高速铁路对电力供电系统的供电的可靠性要求比较高，虽然高速铁路的电力供电系统的接线方式比较简单，但在使用的过程中要求供电系统的供电中断时间不可超过150s，如果超过这个时间，将会影响高速铁路的正常运行，为高速铁路的运行带来严重的影响。

1.2 提高高速铁路供电系统供电可靠性的措施

高速铁路在铁路的运输沿线会设置一些车站和通信基站，这些设施能够有效地促进和提高铁路运行的安全性，在这些设施的运行过程中和铁路的行驶过程中都需要电力的支持。因而，高速铁路对电力系统的可靠性具有高标准的要求。高速铁路运行的过程中要确保高速铁路供电系统的可靠性，提高可靠性的措施主要有以下几个方面：首先要保障高速铁路供电系统的可靠性，高速铁路的各变配电所要采用国家标准的供电系统设计方案，并且配备备用的电力设备。其次，要保障高速铁路的电力设备的质量，选用高质量的、稳定性高的电力设备，并且要将各种需要的电力设备配备齐全。最后，要提高电力设备和系统的抵抗自然灾害侵害的能力，保障电力设备以及系统在遇到自然灾害时具有一定的抵抗能力，以保障高速铁路的正常运行。

高速铁路沿线设置电力变配电所，沿全线铁路两侧设置两回10kV电力贯通线，并在区间各用电点设置10kV箱式变电站，由变配电所、贯通线和箱式变电站构成高速铁路电力供电网络。其系统示意图如图1所示。

2 高速铁路电力供电系统新技术的分析与研究

高速铁路与普通铁路相比，具有鲜明的特点，尤其是高速铁路的线路较长，在我国以往的铁路建设过程中从未有过，这对高速铁路供电系统提出了更高的要求，因而，相关工作者在今后的工作中应该加强对相关技术的研究与创新，提升高速铁路供电系统以及运行的可靠性。

2.1 关于长距离10kV电力贯通电缆线路电容电流的补偿的分析与研究

在高速铁路的电力供电系统的运行过程中，其贯通线的电缆线路存在对地电容，在正常的运行过程中由于电缆线路相间以及电缆线路的电容电流与架空线路的电容电流的相关可能造成许多危害，这些危害包括：（1）变压器的电压过载；（2）电弧重燃，引起过电压，造成供电设备的短路事故；（3）供电系统的电容产生容性无功过剩现象，造成供电线路电压不稳现象的发生。因而，在长距离的10kV电力贯通电缆线路电容电流的补偿过程中，最好设置专用的并联补偿电抗器。其主要方式有两种：一是在配电所设置动态补偿仪器；二是在贯通线上设置分散并联补偿仪器。在我国，高速铁路一般采用第二种方式，在贯通线沿线每隔十千米左右设置合适的电抗器，进行电流电容的补偿，这种新技术有效地提高了供电系统的稳定性。

2.2 贯通线中性点接地方式的分析与研究

一般情况下，我国铁路的电力贯通线版采用架空线路，这种线路具有电缆线路少、电路中电容电流不大的特点，且其10kV供电系统中一般中性点不接地。但是在高速铁路的运行中若采用这种线路，当发生单相接地事故时，会产生更大的电压电流，十分危险，因而，在高速铁路的运行过程中不可以采取这种方式。高速铁路电力贯通线的中性点采取接地的方式。这种方式能够有效地提高供电的稳定性，在发生故障时，能够及时切断故障线路，并且不影响其他线路，保障高速铁路电力供电系统运行的安全性与稳定性。

2.3 电力贯通线电缆金属护层的接地方式的分析与研究

在供电系统的电缆设计要求中，电力系统电缆金属护层的设置要求必须直接接地。在接地方式上，分为一端单点直接接地、中央单点直接接地和两端直接接地三种方式。一般情况下，高速铁路采用的是一端单点直接接地的方式，采用这种方式的原因有以下几点：（1）高速铁路电力系统中的电力贯通线的电缆长度一般不超过4千米，不宜采用中央单点直接接地的方式；（2）在进行相关实验的过程中发现采用单点直接接地的方式才能更好地满足高速铁路供电系统电缆金属护层安全的需求。（3）采用此种接地方式的成本最低，效果最好。最能符合电力贯通线的设置要求。

3 结束语

通过文章的论述可知，随着我国科学技术的发展，使得高速铁路也有了很大的发展，这在高速铁路供电系统方面表现尤为明显。与传统的供电系统相比，高速铁路电力供电系统采用了新技术以及新设备，这些新技术以及新设备的应用不仅为避免了资源的浪费，更重要的是，为我国铁路行业向着更高目标的迈进做出了不可替代的贡献。在今后的高速铁路的发展中，应该更加注重科技创新，以期更好地实现我国高速铁路的现代化发展，促进高速铁路电力供电系统的安全性和稳定性。

参考文献

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