高鐵牽引變電系統(tǒng)

1、高鐵牽引變電系統(tǒng)高鐵牽引變電系統(tǒng)第1頁(yè) 京滬高速鐵路位于我國(guó)東部經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)地域，線路起自北京南站，終到上海虹橋站。途經(jīng)北京、天津、河北、山東、安徽、江蘇、上?！八氖∪小保€路全長(zhǎng)1318km。 全線設(shè)高速客站24個(gè)，其中北京南站、天津西站、濟(jì)南西客站、南京南站、虹橋站為始發(fā)站，其余為中間站。另設(shè)定遠(yuǎn)站為越行站。全線正線橋梁244座，總長(zhǎng)度1060.6km，占線路總長(zhǎng)80.5%；路基總長(zhǎng)度241.3km，占線路總長(zhǎng)18.3%；隧道22座16.1km，占線路總長(zhǎng)1.2%；京滬高鐵概況高鐵牽引變電系統(tǒng)第2頁(yè)上海虹橋樞紐及相關(guān):虹橋牽引變電所采取室內(nèi)布置方式，為牽引與電力合建變電所。該牽引變電所將為

2、京滬高速、滬寧城際、滬杭甬客專和虹橋動(dòng)車?yán)盟忍峁╇娫?。已?月25日建成，并已經(jīng)送電。牽引變電所場(chǎng)坪長(zhǎng)150m，寬50m，占地面積7500m2；為地上二層、地下一層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑，建筑面積6450m2。 樞紐相關(guān)10/0.4kV低壓變電所依據(jù)相關(guān)專業(yè)需求陸續(xù)開通。高鐵牽引變電系統(tǒng)第3頁(yè) 南京南樞紐及相關(guān)工程:10年10月20日，電力送電完成，為通信信號(hào)調(diào)試提供電源； 10月30日，變電具備向接觸網(wǎng)送電條件。 先導(dǎo)段工程（棗莊西（含）至蚌埠南（含）四站三區(qū)，正線長(zhǎng)度220公里） ） ： 10年10月20日，電力送電完成，為通信信號(hào)調(diào)試提供電源； 10月30日，變電具備向接觸網(wǎng)送電。

3、其余正線工程：電力工程年2月10日完成送電，提供四電設(shè)備調(diào)試條件高鐵牽引變電系統(tǒng)第4頁(yè)變電工程主要工程數(shù)量全線變電所26座變電所、26座分區(qū)所、50座AT所、2座開閉所，北京。接觸網(wǎng)開關(guān)控制站798處。全線變電SCADA系統(tǒng)調(diào)試、北京電力調(diào)度所1座。先導(dǎo)段工程：5座變電所（周營(yíng)、徐州、桃溝、固鎮(zhèn)、蚌埠），5座分區(qū)所（望河、江莊、沙莊、大家，韋夏）9座AT所（興仁、大辛莊、華祖廟、姜樓、黃村、蘇州東、仲興、陳壩、王村）。南京南相關(guān)：南京南變電所、紫金山分區(qū)所、亭子山、江浦、滄波門3座AT所、南京南開閉所1座。高鐵牽引變電系統(tǒng)第5頁(yè)京滬高鐵電力供電網(wǎng)絡(luò)組成 京滬高速鐵路電力供電網(wǎng)絡(luò)主要由從國(guó)家電網(wǎng)

4、接引高壓電源線路、鐵路站、段10kV及以上變配電所、沿線兩路10kV電力貫通線路、站場(chǎng)及區(qū)間高、低壓電力線路、10/0.4kV變電所、箱式變、動(dòng)力配線、室外照明、電氣設(shè)備防雷接地、機(jī)電設(shè)備監(jiān)控及火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等組成。高鐵牽引變電系統(tǒng)第6頁(yè)電力供電網(wǎng)絡(luò)通訊網(wǎng)絡(luò)SCADA地方電源地方電源地方電源綜合貫通綜合貫通箱變一級(jí)貫通箱變箱變箱變變 配電 所變 配電 所變 配電 所一級(jí)貫通高鐵牽引變電系統(tǒng)第7頁(yè)京滬高鐵變電技術(shù)概述1、牽引供電系統(tǒng)采取單相工頻50Hz、交流25kV向動(dòng)車組供電。2、牽引供電系統(tǒng)應(yīng)確保系統(tǒng)安全可靠和運(yùn)行維護(hù)方便，高速鐵路正線采取225kV AT供電方式，對(duì)于樞紐地域高中速聯(lián)絡(luò)線

5、、動(dòng)車組走行線和動(dòng)車段（所）等采取125kV帶回流線直接供電方式。大勝關(guān)及南京南工程：滬漢蓉鐵路、寧安城際、滬寧城際及現(xiàn)有京滬線采取帶回流線直接供電方式；京滬高速和寧杭城際采取AT供電方式。高鐵牽引變電系統(tǒng)第8頁(yè)3、牽引變電所及其布點(diǎn)、接觸懸掛、接觸網(wǎng)支柱和牽引變電所外部電源供電方案確實(shí)定均按基礎(chǔ)設(shè)施考慮，即應(yīng)滿足最高時(shí)速380km/h16輛編組高速動(dòng)車組和3min追蹤運(yùn)行間隔；牽引變壓器安裝容量按交付運(yùn)行后第五年運(yùn)量需要確定，并按遠(yuǎn)期運(yùn)量預(yù)留基礎(chǔ)容量。4、牽引供電系統(tǒng)應(yīng)確保獨(dú)立性和完整性；在確保高速線供電前提下，有條件時(shí)可兼顧樞紐、地域相鄰線供電，供電設(shè)施可共享。5、電力牽引負(fù)荷為一級(jí)負(fù)荷，

6、牽引變電所接引電力系統(tǒng)兩回獨(dú)立可靠220kV電源，并應(yīng)互為熱備用。高鐵牽引變電系統(tǒng)第9頁(yè)6、在確保供電質(zhì)量前提下，牽引變電所盡可能設(shè)于高速鐵路車站所在地或交通方便處。7、牽引變壓器和自耦變壓器均采取固定備用方式，正常時(shí)一組運(yùn)行，另一組備用。8、牽引變壓器結(jié)線采取三相V結(jié)線型式。9、牽引變電所中牽引變壓器一次側(cè)額定電壓為220kV，二次側(cè)額定電壓為227.5kV或27.5kV；接觸網(wǎng)額定電壓為25kV，長(zhǎng)久最高電壓為27.5kV，短時(shí)（5min）最高電壓為29kV，最低工作電壓為20kV。高鐵牽引變電系統(tǒng)第10頁(yè)10、接觸網(wǎng)采取上、下行同相單邊供電，供電臂末端設(shè)分區(qū)所，在正常情況下實(shí)現(xiàn)上、下行接

7、觸網(wǎng)并聯(lián)供電，在事故情況下實(shí)現(xiàn)越區(qū)供電，允許全部列車在減速條件下經(jīng)過。當(dāng)采取AT供電方式時(shí)，AT所處上、下行接觸網(wǎng)也實(shí)施并聯(lián)。11、供電設(shè)備容量普通按近期客運(yùn)量高峰小時(shí)牽引負(fù)荷進(jìn)行選擇；接觸網(wǎng)上行或下行單獨(dú)供電時(shí)，應(yīng)滿足最低工作電壓要求。12、負(fù)序友好波對(duì)電力系統(tǒng)影響應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。高鐵牽引變電系統(tǒng)第11頁(yè) 京滬高速鐵路全線分別在李營(yíng)（北京動(dòng)車段）、魏善莊、豆張莊、華苑、唐官屯、滄州、東光、德州、禹城、濟(jì)南、泰山、王莊、東郭、周營(yíng)、徐州、桃溝、固鎮(zhèn)、蚌埠、桑澗、滁州、南京南、下蜀、丹陽、鄭陸、無錫、昆山和虹橋設(shè)27座牽引變電所，在每座牽引變電所內(nèi)均不設(shè)自耦變壓器；高鐵牽引變電系統(tǒng)第12頁(yè)牽

8、引供電系統(tǒng)主要技術(shù)方案 在京滬高速鐵路電氣化工程中，高速正線除北京南魏善莊牽引變電所采取帶回流線直接供電方式外，其余均采取AT供電方式；各樞紐和地域內(nèi)高中速聯(lián)絡(luò)線、動(dòng)車組走行線及動(dòng)車段（動(dòng)車?yán)盟┸噲?chǎng)線均采取帶回流線直接供電方式。在京滬高速鐵路牽引供電系統(tǒng)中，除新建李營(yíng)牽引變電所為直接供電方式變電所外，其余均為AT供電方式牽引變電所。高鐵牽引變電系統(tǒng)第13頁(yè)（1）經(jīng)典牽引變電所主接線（南京南、虹橋除外）牽引變電所 220kV 進(jìn)線側(cè)，采取兩回獨(dú)立 220kV 電源進(jìn)線，互為熱備用。進(jìn)線采取不帶跨條線路變壓器組接線方式。在 220kV 電源進(jìn)線側(cè)設(shè)置電壓互感器，在 220kV 斷路器前設(shè)置電流

9、互感器，用于計(jì)量、測(cè)量和繼電保護(hù)。為檢修 220kV 斷路器和牽引變壓器時(shí)有顯著間斷點(diǎn)，在每臺(tái) 220kV電流互感器前還設(shè)置一組帶有接地刀閘 220kV 電動(dòng)隔離開關(guān)。在 220kV 進(jìn)線側(cè)設(shè)有氧化鋅避雷器作為過電壓保護(hù)，該避雷器經(jīng)手動(dòng)隔離開關(guān)接在220kV 進(jìn)線上。牽引變壓器采取三相 V/X 接線，由兩組（四臺(tái)）單相牽引變壓器組成，正常時(shí)，一組投入運(yùn)行，另一組備用。牽引變電所牽引變壓器低壓側(cè)，經(jīng)過 227.5kV 斷路器與 227.5kV 母線相連；牽引變壓器低壓側(cè)設(shè)有電流互感器，用于測(cè)量和繼電保護(hù)，設(shè)有氧化鋅避雷器用于過電壓保護(hù)。227.5kV 側(cè)母線采取單母線分段接線方式。高鐵牽引變電系

10、統(tǒng)第14頁(yè)在 227.5kV 母線上設(shè)一臺(tái) 27.5/0.23kV 單相自用電變壓器；另外從 10kV 電力貫通線上引一回電源入所，并設(shè)置一臺(tái) 10/0.4kV 三相自用電變壓器。二者之間互為備用。牽引變電所饋線側(cè)，斷路器采取互為備用方式，饋線經(jīng)過電動(dòng)隔離開關(guān)和斷路器與接觸網(wǎng)相連，并在上下行接觸網(wǎng)之間設(shè)置帶有電動(dòng)隔離開關(guān)跨條。正常情況下，該電動(dòng)隔離開關(guān)打開，上下行分別饋電；當(dāng)其中一臺(tái)饋線斷路器故障時(shí)，該電動(dòng)隔離開關(guān)合閘，由另一臺(tái)饋線斷路器負(fù)責(zé)向接觸網(wǎng)上下行供電。每條饋線 T、F 線上均設(shè)置有電壓互感器和避雷器，用于測(cè)量、繼電保護(hù)和過電壓保護(hù)。高鐵牽引變電系統(tǒng)第15頁(yè)（2）南京南牽引變電所主接線

11、京滬高速工程南京南牽引變電所與“南京樞紐大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋南京南站及相關(guān)工程”孫家洼牽引變電所合建。合建后兩牽引變電所共享兩回 220kV 電源進(jìn)線，互為熱備用。兩回電源進(jìn)線間不設(shè)跨條。每回電源進(jìn)線供一組南京南牽引變電所牽引變壓器、一組孫家洼牽引變電所牽引變壓器和一臺(tái)電力變壓器。合建后，南京南與孫家洼牽引變電所內(nèi)牽引變壓器均采取三相 V/X 接線，各由兩組（四臺(tái)）單相牽引變壓器組成，正常時(shí)，一組投入運(yùn)行，另一組備用；電力變壓器采用三相 Y/接線。牽引變壓器低壓側(cè)、饋線側(cè)接線方案同上述經(jīng)典牽引變電所主接線。在京滬高速工程南京南牽引變電所從 10kV 電力貫通線上引兩回電源，并設(shè)置兩臺(tái)10/0.4kV

12、 三相自用電變壓器，二者之間互為備用。高鐵牽引變電系統(tǒng)第16頁(yè)（3）虹橋牽引變電所主接線虹橋牽引變電所與電力變電所合建，共享兩路 220kV 電源進(jìn)線，互為熱備用。兩回電源進(jìn)線間不設(shè)跨條。每回電源進(jìn)線供一組牽引變壓器和一臺(tái)電力變壓器。牽引變電所內(nèi)牽引變壓器采取三相 V/X 接線，由兩組（四臺(tái)）單相牽引變壓器組成，正常時(shí)，一組投入運(yùn)行，另一組備用；電力變壓器采取三相 Y/接線。牽引變電所牽引變壓器低壓側(cè)、饋線側(cè)接線方案同上述經(jīng)典牽引變電所主接線。在牽引變電所 227.5kV 母線上設(shè)一臺(tái) 27.5/0.23kV 單相自用電變壓器，另從10kV 電力貫通線上引一回電源，并設(shè)置一臺(tái) 10/0.4kV

13、 三相自用電變壓器，二者之間互為備用。高鐵牽引變電系統(tǒng)第17頁(yè)直供分區(qū)所主接線全線新建一處直供分區(qū)所，分區(qū)所每個(gè)供電臂上、下行接觸網(wǎng)之間用斷路器并聯(lián)，正常運(yùn)行時(shí)，斷路器閉合，實(shí)現(xiàn)供電臂上下行并聯(lián)供電，故障時(shí)斷路器跳閘上下行斷開。兩個(gè)供電臂之間設(shè)帶有電動(dòng)隔離開關(guān)跨條，實(shí)現(xiàn)越區(qū)供電。在兩個(gè)供電臂之間跨條處還設(shè)一臺(tái)27.5/0.23kV 63kVA單相自用電變壓器；從電力貫通線上引一回10kV電源入所，并設(shè)置一臺(tái)10/0.4kV 63kVA三相自用電變壓器，用作分區(qū)所內(nèi)交流自用電；二者互為備用。高鐵牽引變電系統(tǒng)第18頁(yè)AT分區(qū)所全線新建25處AT分區(qū)所，分區(qū)所每個(gè)供電臂上、下行接觸網(wǎng)之間用斷路器并聯(lián)

14、，正常運(yùn)行時(shí)，斷路器閉合，實(shí)現(xiàn)供電臂上下行并聯(lián)供電，故障時(shí)斷路器跳閘上下行斷開。兩個(gè)供電臂之間設(shè)帶有電動(dòng)隔離開關(guān)跨條，實(shí)現(xiàn)越區(qū)供電。在每個(gè)供電臂兩臺(tái)斷路器內(nèi)側(cè)還設(shè)有兩臺(tái)自耦變壓器，每臺(tái)自耦變壓器經(jīng)過雙極斷路器接于進(jìn)線上，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。在兩個(gè)供電臂之間跨條處還設(shè)一臺(tái)27.5/0.23kV單相自用電變壓器；從電力貫通線上引一回10kV電源入所，并設(shè)置一臺(tái)10/0.4kV三相自用電變壓器，用作分區(qū)所內(nèi)交流自用電；二者互為備用。高鐵牽引變電系統(tǒng)第19頁(yè)新建AT所主接線上、下行接觸網(wǎng)之間用斷路器并聯(lián)，正常運(yùn)行時(shí)，斷路器閉合，實(shí)現(xiàn)上下行并聯(lián)供電，故障時(shí)斷路器跳閘上下行斷開。在兩臺(tái)斷路器內(nèi)側(cè)還設(shè)有兩臺(tái)

15、自耦變壓器，每臺(tái)自耦變壓器經(jīng)過雙極斷路器接于進(jìn)線上，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。在兩臺(tái)斷路器內(nèi)側(cè)還設(shè)有一臺(tái)27.5/0.23kV單相自用電變壓器；另外從電力貫通線上引一回10kV電源進(jìn)入所內(nèi)，并設(shè)置一臺(tái)10/0.4kV三相自用電變壓器，用作自耦變壓器所內(nèi)交流用電；二者之間互為備用。高鐵牽引變電系統(tǒng)第20頁(yè)新建天津西分區(qū)所兼開閉所所內(nèi)設(shè) 3 回進(jìn)線和 5 回出線，并預(yù)留 4 回出線。對(duì)于分區(qū)所個(gè)別，每個(gè)供電臂在上、下行接觸網(wǎng)之間用兩臺(tái) 27.5kV 單極斷路器相聯(lián)，正常運(yùn)行時(shí)，斷路器均閉合，實(shí)現(xiàn)上下行并聯(lián)供電；兩個(gè)供電臂之間設(shè)帶有斷路器與電動(dòng)隔離開關(guān)跨條，實(shí)現(xiàn)越區(qū)供電。在兩個(gè)供電臂之間跨條處設(shè)一臺(tái) 27

16、.5/0.23kV 單相自用電變壓器；從電力貫通線上引一回 10kV 電源入所，并設(shè)置一臺(tái) 10/0.4kV 三相自用電變壓器，用作分區(qū)所內(nèi)交流自用電；二者互為備用。對(duì)于開閉所個(gè)別，開閉所出線全部由其中一段母線經(jīng)過 27.5kV 電動(dòng)隔離開關(guān)和斷路器饋出至接觸網(wǎng)。高鐵牽引變電系統(tǒng)第21頁(yè)改造北京南分區(qū)所兼開閉所改造后，北京南分區(qū)所兼開閉所內(nèi)柜排列布置及 27.5kV 柜體數(shù)量維持現(xiàn)有，僅經(jīng)過饋線電纜換接調(diào)整所內(nèi)進(jìn)出線。所內(nèi)設(shè) 6 回進(jìn)線和 7 回出線，并預(yù)留 1 回出線。對(duì)于分區(qū)所個(gè)別，每個(gè)供電臂在上、下行接觸網(wǎng)之間用兩臺(tái) 27.5kV 單極斷路器相聯(lián)，正常運(yùn)行時(shí)，斷路器均閉合，實(shí)現(xiàn)上下行并聯(lián)供電；兩個(gè)供電臂之間設(shè)帶有電動(dòng)隔離開關(guān)跨條，實(shí)現(xiàn)越區(qū)供電。對(duì)于開閉所個(gè)別，在分區(qū)所四回進(jìn)線基礎(chǔ)上另引入兩回 27.5kV 進(jìn)線分別接至兩個(gè)供電臂母線上，與分區(qū)所四回進(jìn)線形成備用。正常情況下，分區(qū)所四回進(jìn)線為開閉所主供電源，當(dāng)其中任意一回發(fā)生故障時(shí)，分區(qū)所四回進(jìn)線全部退出，由另引入兩回 27.5kV 進(jìn)線為開閉所個(gè)別供電。開閉所出線從 27.5kV 母線經(jīng)過 27.5kV 電動(dòng)隔離開關(guān)和斷路器饋出至接觸網(wǎng)。高鐵牽引變電系統(tǒng)第22頁(yè)經(jīng)典牽引變電所27.5kV側(cè)主接線高鐵牽引變電系統(tǒng)第23頁(yè)經(jīng)典分區(qū)所27.5kV側(cè)主接線高鐵牽引變