高鐵牽引供電的接口問題

高鐵牽引供電的接口問題

各子系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與外部環(huán)境之間在包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)、裝備制造、施工、運(yùn)行維護(hù)等在內(nèi)的工作界面上的搭接關(guān)系和為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)既定性能指標(biāo)而在不同子系統(tǒng)的設(shè)施、設(shè)備之間的參數(shù)、結(jié)構(gòu)和功能配合關(guān)系。1接口概述高鐵牽引供電的接口問題

接口問題既是技術(shù)問題，也是管理問題，是在技術(shù)工作基礎(chǔ)上的管理問題。有宏觀問題，也有微觀問題。有務(wù)虛，也有務(wù)實(shí)。1.1接口定義

自成體系、相互關(guān)聯(lián)物理性接口和邏輯性接口并存整體性和系統(tǒng)性兼?zhèn)洹榇_保技術(shù)體系的完整性和各子系統(tǒng)之間緊密銜接，必須依據(jù)系統(tǒng)工程理論、加強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、強(qiáng)化系統(tǒng)集成，統(tǒng)一協(xié)調(diào)監(jiān)管。1.2接口特點(diǎn)1接口概述高鐵牽引供電的接口問題

(2)管理程序1.3接口的管理

(1)管理內(nèi)容

識別接口提出分界要求控制接口程序

(3)管理特點(diǎn)

從工程開始到工程壽命結(jié)束均處于活躍的運(yùn)行狀態(tài)，工程前期處于最活躍時(shí)期。

(4)接口管理要求

邊界清晰關(guān)系完整任務(wù)明確避免不當(dāng)1接口概述高鐵牽引供電的接口問題2高鐵系統(tǒng)及主要接口概述高鐵牽引供電的接口問題2.1高鐵系統(tǒng)高鐵牽引供電的接口問題2高鐵系統(tǒng)及主要接口概述2.2高鐵接口的分類內(nèi)部接口外部接口內(nèi)部主要接口：

通信與工務(wù)；運(yùn)調(diào)與工務(wù)；供電與工務(wù)；工務(wù)與動車；通信與運(yùn)調(diào)；通信與供電；通信與動車；運(yùn)調(diào)與供電；運(yùn)調(diào)與客服；供電與動車；客服與工務(wù)高鐵牽引供電的接口問題重點(diǎn)關(guān)注：接觸網(wǎng)與橋隧接口，牽引網(wǎng)與軌道電路接口2.2高鐵接口的分類外部主要接口

供電與電網(wǎng)；客服與銀行；客服與網(wǎng)絡(luò)；磁共享與防護(hù)

高鐵牽引供電的接口問題電氣化鐵路的主要接口外部接口高鐵牽引供電的接口問題重點(diǎn)關(guān)注：接觸網(wǎng)與橋隧接口，牽引網(wǎng)與軌道電路接口大耦合系統(tǒng)下的弓網(wǎng)受流電氣化鐵路的主要接口工務(wù)工程接口

涉及線路、路基、橋梁、隧道、軌道、供電等專業(yè)，

重點(diǎn)問題是：路基與橋梁的過渡、路基與隧道的過渡，線下基礎(chǔ)與軌道結(jié)構(gòu)的銜接，橋隧與接觸網(wǎng)設(shè)施的配合，與電力設(shè)施的配合。橋與網(wǎng)、網(wǎng)與軌、軌與車、車(弓)與網(wǎng)

高鐵牽引供電的接口問題2高鐵系統(tǒng)及主要接口概述檢驗(yàn)確認(rèn)路基工程詳細(xì)設(shè)計(jì)。據(jù)路基工程明確要求及牽引供電系統(tǒng)技術(shù)條件，對路基預(yù)埋件進(jìn)行相應(yīng)確認(rèn)，給出相應(yīng)建議及修訂，或增加其他預(yù)埋要求。與路基工程承包商協(xié)調(diào)確認(rèn)發(fā)生變更的和新增的接口。根據(jù)里程碑，驗(yàn)收確認(rèn)路基預(yù)埋件。土建承包商為接觸網(wǎng)預(yù)留基礎(chǔ)、拉線錨環(huán)及設(shè)備安裝螺栓等，電氣化承包商派遣專業(yè)工程師協(xié)助土建承包商對上述預(yù)埋件測量定位時(shí)予以配合，確保準(zhǔn)確預(yù)埋。供電工程接口

牽引供電系統(tǒng)：供電、變電、接觸網(wǎng)及SCADA子系統(tǒng)，為高速鐵路列車運(yùn)行提供穩(wěn)定、安全的牽引電流電力供電系統(tǒng)：外部電源及線路、總降壓變電所或配電所、配電線路、終端變電所、低壓配電系統(tǒng)負(fù)責(zé)向高速鐵路所有用電設(shè)備供電。高鐵牽引供電的接口問題2高鐵系統(tǒng)及主要接口概述重點(diǎn)關(guān)注：供電與電網(wǎng)配合，供電與線路的配合，供電與電務(wù)的配合通號工程(通信和信號)通信系統(tǒng)：

調(diào)度、會議電視、救援指揮、視頻、動力環(huán)境監(jiān)控、電源和同步時(shí)鐘分配等子系統(tǒng)，以傳輸及接入、數(shù)據(jù)網(wǎng)、GSM-R專用移動通信等子系統(tǒng)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)列控信息、話音、數(shù)據(jù)、圖像等的傳輸。高鐵牽引供電的接口問題高速鐵路通信系統(tǒng)的應(yīng)用

信號系統(tǒng)：

調(diào)度集中、列車運(yùn)行控制、車站聯(lián)鎖子系統(tǒng)組成。

主要功能包括列車進(jìn)路及調(diào)車進(jìn)路的控制、列車運(yùn)行狀況集中監(jiān)控、列車運(yùn)行計(jì)劃調(diào)整、臨時(shí)限速設(shè)置等。確保列車運(yùn)行安全、正點(diǎn)、效率的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備。2高鐵系統(tǒng)及主要接口概述動車組速度與列車牽引功率的關(guān)系速度等級所需功率第三級（最高運(yùn)行速度300km/h）13600(kW)第二級（最高運(yùn)行速度250km/h）8800(kW)第一級（最高運(yùn)行速度200km/h）6400(kW)普通（最高運(yùn)行速度120km/h以下）1600(kW)列車所需牽引功率

高鐵牽引供電的接口問題2高鐵系統(tǒng)及主要接口概述重點(diǎn)關(guān)注功率需求、弓網(wǎng)配合、電能質(zhì)量運(yùn)營調(diào)度

高速鐵路運(yùn)營調(diào)度指揮系統(tǒng)涉及運(yùn)輸組織、機(jī)車車輛、通信信號、供電、安全監(jiān)控、維護(hù)救援、旅客服務(wù)等多個(gè)方面。涵蓋運(yùn)輸計(jì)劃管理、列車運(yùn)行管理、動車管理、綜合維修管理、車站作業(yè)管理、供電調(diào)度、安全監(jiān)控及系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)等功能。高鐵牽引供電的接口問題2高鐵系統(tǒng)及主要接口概述旅客服務(wù)

主要功能是處理與旅客服務(wù)相關(guān)的事件，主要包括發(fā)售車票、信息采集、信息服務(wù)、信息發(fā)布、日常投訴處理、緊急救助、旅客疏散、旅客賠付等工作；此外還有統(tǒng)計(jì)分析功能，為管理層提供決策依據(jù)。旅客服務(wù)系統(tǒng)由訂/售票系統(tǒng)、自動檢票系統(tǒng)、旅客信息服務(wù)系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)等構(gòu)成。高鐵牽引供電的接口問題客運(yùn)服務(wù)系統(tǒng)組成圖

2高鐵系統(tǒng)及主要接口概述高鐵牽引供電的接口問題客服系統(tǒng)體系架構(gòu)示意圖2高鐵系統(tǒng)及主要接口概述

接觸網(wǎng)專業(yè)應(yīng)配合防災(zāi)安全監(jiān)控專業(yè)完成防災(zāi)減災(zāi)措施、防災(zāi)監(jiān)控設(shè)施與接觸網(wǎng)的接口設(shè)計(jì)；高鐵牽引供電的接口問題防災(zāi)安全系統(tǒng)高速鐵路防災(zāi)安全體系：災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，防災(zāi)及救援系統(tǒng)。防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)：自動采集、處理、分析鐵路沿線風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、雪深、地震、軌溫、落物等信息，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控、預(yù)警等功能?；馂?zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)、消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、可燃?xì)怏w探測報(bào)警系統(tǒng)、電氣監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)視高速鐵路火災(zāi)災(zāi)情并進(jìn)行消防設(shè)備的聯(lián)動控制。風(fēng)、雨、雪、雷電、地震、火災(zāi)和異物侵限等致災(zāi)因素設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)：集中監(jiān)視、控制和管理環(huán)控通風(fēng)、給排水、照明、可控導(dǎo)向、自動扶梯及電梯等設(shè)備，也是發(fā)生災(zāi)害時(shí)的聯(lián)動控制系統(tǒng)。研究重點(diǎn)：

隧道內(nèi)列車火災(zāi)事故的預(yù)防、發(fā)現(xiàn)及消防、救援技術(shù)；隧道病害的監(jiān)測、診斷及評定、整治技術(shù)。火災(zāi)對策：

車輛難燃化、隧道內(nèi)防災(zāi)設(shè)施及設(shè)置基準(zhǔn)。采用難燃性材料；設(shè)置傳感器及自動滅火裝置；改善發(fā)熱器性能等。

如在隧道內(nèi)設(shè)置列車和洞口最近車站的無線聯(lián)絡(luò)設(shè)備；改善列車前后的無線聯(lián)絡(luò)設(shè)備；整修隧道內(nèi)的步行路線及配置滅火裝置等。高鐵牽引供電的接口問題防災(zāi)安全系統(tǒng)防災(zāi)安全列車火災(zāi)發(fā)生時(shí)的管理體制。隧道內(nèi)外、列車內(nèi)的火災(zāi)檢知技術(shù)和檢知、報(bào)警、通訊聯(lián)絡(luò)體系。避難、通風(fēng)、排煙系統(tǒng)。單獨(dú)設(shè)置服務(wù)坑道的方式。如英法海峽隧道、青函隧道都是沿隧道全長設(shè)置服務(wù)坑道，綜合利用于避難、通風(fēng)、排煙及維修養(yǎng)護(hù)等。分設(shè)2個(gè)單線隧道。

一般高速鐵路都是雙線。因此可以分設(shè)2座單線隧道，上下行線則以間隔數(shù)百米的聯(lián)絡(luò)通道連接。高鐵牽引供電的接口問題2高鐵系統(tǒng)及主要接口概述防災(zāi)安全

高速鐵路隧道維修養(yǎng)護(hù)：最重要的是要采取各種手段及時(shí)地發(fā)現(xiàn)變異，推定變異發(fā)生的原因，正確地評價(jià)結(jié)構(gòu)的健全度，以便選擇合理的維修養(yǎng)護(hù)措施。

運(yùn)營實(shí)踐證實(shí)：在良好施工質(zhì)量前提下，隧道結(jié)構(gòu)物具有良好的耐久性和健全度。在運(yùn)營一段時(shí)間后(10~15年左右)，隧道會出現(xiàn)各種變異，如襯砌開裂、滲漏水、底鼓等，嚴(yán)重時(shí)會影響列車的安全運(yùn)行。

高鐵牽引供電的接口問題2高鐵系統(tǒng)及主要接口概述檢測維護(hù)系統(tǒng)原則是“精檢慎修”，固定監(jiān)測和移動檢測相結(jié)合，對軌道、接觸網(wǎng)、通信信號等實(shí)施不間斷和定期綜合檢測。根據(jù)檢測結(jié)果，分析基礎(chǔ)設(shè)施對高速列車運(yùn)行性能的影響，預(yù)測基礎(chǔ)設(shè)施損傷規(guī)律，指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)維修。接觸網(wǎng)專業(yè)應(yīng)與綜合維修專業(yè)確定綜合維修機(jī)構(gòu)的設(shè)置、維修天窗的設(shè)置、利用方式等接口設(shè)計(jì)。高鐵牽引供電的接口問題2高鐵系統(tǒng)及主要接口概述日、法、德高速鐵路固定設(shè)施、設(shè)備綜合維修技術(shù)體系比較日本法國德國維修理念實(shí)行預(yù)防修，即：設(shè)定預(yù)防性維修極限值，在達(dá)到該極限值前實(shí)施修理。同時(shí)，對特殊情況進(jìn)行事后修理預(yù)防性維修為主、故障性維修為輔，必要時(shí)進(jìn)行改造維修；將軌道、車輛及其相互作用與軌道維修作為系統(tǒng)來考慮，強(qiáng)調(diào)其整體性，而不是分隔來看堅(jiān)持“復(fù)舊思想”，即：在大修施工前、中、后進(jìn)行監(jiān)控，保證大修前后設(shè)備的技術(shù)參數(shù)一致，并認(rèn)為這樣做可最大程度減少線路大修對行車產(chǎn)生的影響管理體制實(shí)行總部設(shè)施部→支社設(shè)施部專業(yè)科→各地專業(yè)技術(shù)中心(沿線維修管理中心)的三級管理模式采用總部→地區(qū)局→綜合維修段三級管理模式采用路網(wǎng)公司、基層單位兩級管理模式維修體制維修形式“管、檢、修”徹底分離“管、檢”合一、“修”分離“管、養(yǎng)”合一、“養(yǎng)”包括檢測，“修”部分分離工作分工管理工作：新干線鐵路公司，檢測工作：鐵路公司保線所（區(qū)）與土木技術(shù)（建筑）中心，維修施工：鐵路公司只設(shè)基地，不配維修人員，具體維修外包給專業(yè)公司施工總部運(yùn)營基礎(chǔ)部負(fù)責(zé)整個(gè)路網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)維修，地區(qū)局基礎(chǔ)部負(fù)責(zé)地區(qū)范圍的養(yǎng)護(hù)維修大部分維修外包給外部專業(yè)維修公司，綜合維修段作為基層部門，只負(fù)責(zé)小部分維修任務(wù)大部分任務(wù)由德國鐵路公司(DBAG)內(nèi)路網(wǎng)公司的維護(hù)部和維修部完成，部分任務(wù)則委托由第三方或德國鐵路公司新組建的鐵路工程建設(shè)集團(tuán)完成與房建的接口房建給牽引變電提供所亭的進(jìn)場條件、提供變電需要的各種溝、槽、管、洞和預(yù)埋件的預(yù)留以及特殊墻體設(shè)計(jì)的配合。牽引供電與房建對所內(nèi)工作及生活設(shè)施、低壓供電、照明和暖通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)配合。與站前的接口站前提供牽引變電需要的饋電、控制和回流電纜的電纜槽、入孔和過軌預(yù)留等。與電力的接口電力給牽引變電提供10kv所用電的外電源，10kv環(huán)網(wǎng)柜到所內(nèi)變壓器之間的10kV電力電纜和電纜頭的分工；牽引變電的內(nèi)外部接口高鐵牽引供電的接口問題2高鐵系統(tǒng)及主要接口概述與通信的接口牽引變電提供通信設(shè)備所需的空間和電源；通信為牽引變電提供站控系統(tǒng)的通信通道和網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘系統(tǒng)以及所亭內(nèi)的調(diào)度電話和市話通信。與接觸網(wǎng)的接口上橋饋電電纜與接觸網(wǎng)開關(guān)的連接，接觸網(wǎng)開關(guān)控制電纜的連接以及電源的預(yù)留，回流電纜的連接以及柱上避雷器的型號選擇和確定。與信號的接口確定扼流變壓器的位置里程，計(jì)算回流電纜載流量，扼流變壓器的端子、母排預(yù)留，回流電纜的連接，牽引變電與信號平行電纜的感應(yīng)電壓計(jì)算和評估。與遠(yuǎn)動（SCADA）的接口遠(yuǎn)動系統(tǒng)盤柜在牽引變電設(shè)備房內(nèi)的放置空間預(yù)留和電源預(yù)留，數(shù)據(jù)交換清單、物理連接分工。高鐵牽引供電的接口問題牽引變電的內(nèi)外部接口與站前專業(yè)接口

橋上接觸網(wǎng)支柱及拉線基礎(chǔ)預(yù)留，施工進(jìn)度和質(zhì)量，接觸網(wǎng)供電電纜上橋孔預(yù)留、牽引變電所亭的房建預(yù)留、路基地段接觸網(wǎng)基礎(chǔ)施工配合等。

與信號專業(yè)接口

沿線扼流變和ZPW2000軌道電路的位置里程的確定與軌道接口

軌道參數(shù)的達(dá)標(biāo)時(shí)間及穩(wěn)定程度，是接觸網(wǎng)施工進(jìn)度和施工質(zhì)量的關(guān)鍵影響因素與車站雨棚結(jié)構(gòu)的接口

車站內(nèi)的接觸網(wǎng)布置，尤其是雨棚內(nèi)的接觸網(wǎng)安裝方式，考慮到美觀化設(shè)計(jì)，必須與雨棚結(jié)構(gòu)統(tǒng)籌考慮。雨棚在惡劣氣象條件下對接觸網(wǎng)的破壞的預(yù)防性措施。接觸網(wǎng)內(nèi)外部接口高鐵牽引供電的接口問題與動車組的接口(弓網(wǎng)接口)

高速條件下的弓網(wǎng)受流性能，是通過接觸網(wǎng)與受電弓在高速運(yùn)行條件下的良好匹配實(shí)現(xiàn)的。不僅接觸網(wǎng)要進(jìn)行高速檢測和精調(diào)，受電弓也必須在相關(guān)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行空氣動力學(xué)調(diào)整并經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行驗(yàn)證。與環(huán)境接口

空間、氣候、電磁(電磁兼容及公共走廊的電磁安全)接觸網(wǎng)內(nèi)外部接口高鐵牽引供電的接口問題與橋梁、路基專業(yè)的接口橋梁、路基專業(yè)負(fù)責(zé)橋梁上的電力電纜溝槽及路基段的預(yù)留的電力管道。

與房建專業(yè)的接口

電力專業(yè)向房建專業(yè)提溝槽管道的需求，房建專業(yè)根據(jù)需求進(jìn)行房屋內(nèi)的電纜、電線預(yù)留溝槽管道設(shè)計(jì)及施工。房屋建筑電氣由房建施工單位進(jìn)行施工。

與變電的接口

電力專業(yè)給變電專業(yè)提供10kV所用電的外電源，并接引至所用變開關(guān)上口；變電專業(yè)提供10kV電力專業(yè)環(huán)網(wǎng)柜開關(guān)操作電源(220V低壓交流電源)。

與信號專業(yè)的接口

信號專業(yè)向電力專業(yè)提供用電需求，電力專業(yè)根據(jù)所提需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，向信號專業(yè)設(shè)備提供2路380v穩(wěn)定電源至信號用電設(shè)備開關(guān)。與通信專業(yè)的接口

通信專業(yè)向電力專業(yè)提供用電需求，電力專業(yè)根據(jù)所提需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并將2路380V電源提供至通信專業(yè)動力配電箱的下口。與SCADA專業(yè)的接口

SCADA向電力提出用電需求，RTU安裝位置及空間要求，電力專業(yè)設(shè)計(jì)方需將用電需求及RTU安裝需要納人自己的設(shè)計(jì)方案內(nèi)；電力子系統(tǒng)內(nèi)外部接口

內(nèi)部接口與電力、牽引變電專業(yè)主要接口：各種單線圖、供電系統(tǒng)示意圖、I/O點(diǎn)表、RTU安裝位置、電源、通信規(guī)約、物理接口類型等的澄清；與視頻監(jiān)控的接口主要為SCADA向視頻監(jiān)控開放歸檔服務(wù)器和相關(guān)數(shù)據(jù)，使其可根據(jù)所需從歸檔服務(wù)器提取重要的報(bào)警信息。外部接口提供多臺外部接口服務(wù)器，滿足鐵道部或路局信息系統(tǒng)接入。遠(yuǎn)動內(nèi)外部接口高鐵牽引供電的接口問題課間休息！高鐵牽引供電的接口問題3.1考慮要素

牽引負(fù)荷的特點(diǎn)及其對電力系統(tǒng)的影響牽引供電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的相互要求降低影響的措施，方法和標(biāo)準(zhǔn)3牽引供電與電網(wǎng)的接口問題高鐵牽引供電的接口問題牽引供電應(yīng)向國家電力部門提供牽引負(fù)荷、牽引變壓器安裝容量、年用電量等資料，以便電力部門完成牽引變電所接人系統(tǒng)方案。

國家電力部門應(yīng)提供鐵路部門歸算至牽引變電所一次側(cè)的系統(tǒng)短路容量等接口資料，以便完成保護(hù)整定計(jì)算。3.2牽引負(fù)荷的特點(diǎn)非線性、不對稱性、波動性。

3牽引供電與電網(wǎng)的接口問題

單相負(fù)荷與三相電源之間電氣結(jié)構(gòu)的差異性決定了牽引供電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的三相不對稱性，無論是交直型機(jī)車還是交直交型機(jī)車，都將不可避免地產(chǎn)生負(fù)序電流。電氣化鐵路負(fù)荷為兩相或單相不對稱的諧波負(fù)荷，產(chǎn)生的諧波電流經(jīng)牽引變壓器的變換后注人電力系統(tǒng)的諧波電流為三相不平衡諧波。三相不平衡諧波電流經(jīng)分解后，除基波正序電流是由系統(tǒng)向電氣化鐵路外，所有諧波電流以及基波負(fù)序電流均由電氣化鐵路產(chǎn)生后注人系統(tǒng)，使電網(wǎng)電壓波形發(fā)生畸變并且造成電網(wǎng)三相電壓不平衡。高鐵牽引供電的接口問題諧波特性交直型：3次諧波豐富，最高達(dá)18%

~22%；交直交：3次諧波占2.5%左右；17、19、29、31、33、35次約為基波的0.2~0.3%；27次諧波為0.4%。一般電力負(fù)荷：5、7、11、13、17、19；衰減慢，5次19%，17次還達(dá)3.5%3.3牽引負(fù)荷對電力系統(tǒng)的影響3牽引供電與電網(wǎng)的接口問題交流傳動高速列車的出現(xiàn)會使諧波問題大為緩解，但高次諧波和負(fù)序問題卻會因牽引功率增大而變得更為突出。

牽引負(fù)荷隨著運(yùn)輸組織方案、供電臂內(nèi)列車的數(shù)量和每一列車的運(yùn)行狀態(tài)隨機(jī)波動，牽引變電所高峰小時(shí)負(fù)荷可能達(dá)到160MVA，具有明顯的短時(shí)集中負(fù)荷特征，這也是造成電網(wǎng)電壓波動的主要原因之一。電氣化鐵路線路條件多變，行進(jìn)過程中會由于線路坡度、彎道半徑、氣象條件等因素使得列車所遇到的阻力不斷變化，機(jī)車將頻繁地在啟動、加速、惰行、制動等工況間轉(zhuǎn)換，這將導(dǎo)致牽引負(fù)荷的大小在時(shí)間上表現(xiàn)出不均衡的特性。在節(jié)假日、鐵路故障后恢復(fù)行車等特殊情況下，也會出現(xiàn)列車緊密追蹤的情況。變化劇烈的大功率牽引負(fù)荷在電網(wǎng)薄弱時(shí)容易引起較大的電壓偏差，造成電壓波動，對電網(wǎng)及牽引供電系統(tǒng)本身都會造成不良影響，也應(yīng)引起足夠的重視。

電氣化鐵路負(fù)荷注人電網(wǎng)的諧波電流和負(fù)序電流可能會影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、用電各環(huán)節(jié)的電力設(shè)備將產(chǎn)生影響。高鐵牽引供電的接口問題3.4電力系統(tǒng)對牽引負(fù)荷的要求3牽引供電與電網(wǎng)的接口問題牽引負(fù)荷運(yùn)行所產(chǎn)生的諧波、負(fù)序和電壓波動都應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。根據(jù)《電力法》“誰污染誰治理”的原則，應(yīng)采取相應(yīng)的治理措施，新建電氣化鐵路牽引變電所應(yīng)采用三相接人方式，并根據(jù)電網(wǎng)條件和牽引負(fù)荷的情況進(jìn)行評估比較，按照有效減少注人電網(wǎng)負(fù)序電流的原則，合理選擇牽引變壓器的型式，優(yōu)先采用平衡牽引變壓器。牽引站應(yīng)采取輪流換相方式接人系統(tǒng)，以減小負(fù)序電流。電氣化鐵路負(fù)荷作為重要用戶，應(yīng)配備自備應(yīng)急電源以保證電力系統(tǒng)斷電時(shí)的用電需求。高鐵牽引供電的接口問題(1)需要較高系統(tǒng)供電能力

以國產(chǎn)高速動車組CRH3為例，在350km/h速度下，8輛編組時(shí)，動車總功率為8800kw。加之高速鐵路的行車密度大，因此要求電力牽引供電系統(tǒng)應(yīng)具備更大的供電能力，即必須對牽引變壓器容量、牽引網(wǎng)的電流傳輸能力進(jìn)行大幅度地提高與加強(qiáng)。(2)需要較強(qiáng)的越區(qū)供電能力

由于高速鐵路的重要性以及正點(diǎn)率、動車組本身特點(diǎn)的需求，電力牽引供電系統(tǒng)應(yīng)具備應(yīng)對各種異常條件下的供電能力。在出現(xiàn)某牽引變電所解列退出運(yùn)行的情況下，需通過相鄰牽引變電所進(jìn)行越區(qū)供電。對于高速鐵路而言，此項(xiàng)功能較之傳統(tǒng)的電氣化鐵道供電系統(tǒng)顯得更為重要。3.5牽引負(fù)荷對電力系統(tǒng)的要求高鐵牽引供電的接口問題(3)需要采用較高等級的外電系統(tǒng)

由于高速鐵路電力牽引供電系統(tǒng)對外電系統(tǒng)的可靠性、系統(tǒng)短路容量要求高，目前高速鐵路電力牽引供電系統(tǒng)的受電電壓等級均采用220kV。

各國工頻單相交流25KV高速電氣化鐵路毫無例外的均采用了超高壓供電。

日本新干線,牽引變電所的受電電壓采用275kV他們認(rèn)為采用超高壓和采用70kV輸電網(wǎng)相比,電源電壓變動和不平衡承受能力都高,更能保證機(jī)車穩(wěn)定的高速運(yùn)行,從經(jīng)濟(jì)角度看也更有利。

法國大部分變電所的進(jìn)線電壓為225kV。

德國因牽引網(wǎng)電壓采用15kv,因此變電所進(jìn)線電壓采用110kV。高鐵牽引供電的接口問題為什么高速電氣化鐵路需采用超高壓供電？(1)考慮限制輸電網(wǎng)送電能力的主要因素

導(dǎo)線發(fā)熱

電壓損耗

功率和能量損失

穩(wěn)定性破壞。(諧波和負(fù)序)高速運(yùn)行時(shí)負(fù)荷大波動性大

(2)考慮額定電壓等級相適應(yīng)的輸送功率

額定電壓(kV)線路輸送功率(KW)110架空線10000~50000220架空線100000~150000330架空線200000~1000000高鐵牽引供電的接口問題(3)考慮負(fù)序承受能力

110kV級短路容量為800~2500MVA,而220kV級短路容量一般在2000~4000MVA,當(dāng)然隨著系統(tǒng)發(fā)電容量的增大,其短路容量還會增大。所以采用220kV電壓向電鐵供電會有更大的負(fù)序承受能力。為什么高速電氣化鐵路需采用超高壓供電？高鐵牽引供電的接口問題優(yōu)點(diǎn)：

省去了電阻制動的車載電阻等設(shè)施,可減少軸重,使車輛輕型化,降低輪軌磨耗;

可防止連續(xù)長大下坡限速制動引起軸瓦發(fā)熱、損壞，節(jié)省能源。缺點(diǎn)：會給變電所饋線保護(hù)帶來困難;

引起采用平衡變壓器的區(qū)段電源電壓的不平衡問題擴(kuò)大化。3.6再生制動的問題高鐵牽引供電的接口問題對饋線保護(hù)的影響

既有電氣化鐵道饋線保護(hù)為四邊形距離繼電器,保護(hù)范圍靠分別整定負(fù)荷阻抗和饋線阻抗確定,有較強(qiáng)的躲負(fù)荷能力及靈活的系統(tǒng)保護(hù)配合功能。但四邊形保護(hù)在AT區(qū)段負(fù)饋線斷線、接觸網(wǎng)經(jīng)大過渡電阻接地時(shí),故障阻抗有時(shí)會大于整定阻抗保護(hù)拒動。

這類故障有一定概率,危害也較大.1989年大秦線曾發(fā)生兩起,故障發(fā)生數(shù)十分鐘,擴(kuò)大至一定程度后保護(hù)才動作,造成了很大危害.3.6再生制動的問題高鐵牽引供電的接口問題對饋線保護(hù)的影響電力機(jī)車和動車組混跑問題,動車組功率因數(shù)在0.9以上,

有牽引和再生制動兩個(gè)工況；電力機(jī)車功率因數(shù)在

0.8左右,僅牽有引工況。

不同工況,不同功率因數(shù),不同機(jī)車電流的各種組合,使饋線的功率因數(shù)在-0.9~+1.0之間變動，負(fù)荷阻抗不再僅分布在第I相限,而是在I、II相限內(nèi)隨機(jī)出現(xiàn)。負(fù)荷可能從右方,右上方、上方,甚至左側(cè)進(jìn)入保護(hù)范圍引起保護(hù)誤動。3.6再生制動的問題高鐵牽引供電的接口問題對饋線保護(hù)的影響

動車組1000次以下高次諧波含量比電力機(jī)車小得多,饋線的諧波電流含量將隨運(yùn)行工況的不同組合在很大范圍內(nèi)變動。在很多情況下,負(fù)荷電流很大,而諧波含量很低。但繼電器是靠2次諧波閉鎖、3次諧波制動來提高保護(hù)的動作特性的。這無疑使繼電器的保護(hù)性能變壞,保護(hù)范圍與動作靈敏度兼顧變得更困難,甚至不可能。新的保護(hù)繼電器及保護(hù)方式出現(xiàn)是勢在必行的。3.6再生制動的問題高鐵牽引供電的接口問題功率因素與諧波動車組車電源側(cè)功率因數(shù)接近于1，無需設(shè)無功補(bǔ)償裝置；諧波頻譜加寬，諧波含量相對降低，但單車功率大，諧波含量絕對值不可小視；低高次諧波少(3次諧波占2.5%左右,電力機(jī)車在18%左右)；高高次諧波豐富

,17、19、29、31、33、35次約為基波的0.2~0.3%,27次諧波為0.4%。

高次諧波增大的范圍恰在音頻頻帶內(nèi),對有線通信帶來不利影響該范圍內(nèi)的諧波容易引發(fā)牽引供電回路的諧振。3.6再生制動的問題高鐵牽引供電的接口問題牽引供電(電氣計(jì)算)輪軌關(guān)系(動車組/線路)電磁兼容供電(短路電路)通信信號(電纜走線,接線柜,信號,遠(yuǎn)動.)動車組限界(動態(tài)限界)動車組供電（弓網(wǎng)、自動過分相）線路道岔土建工程(隧道,高架橋,橋梁,聲屏障)道路作業(yè)(路基,地面類型)通信信號(接地和電氣連接)4接觸網(wǎng)的主要接口接觸網(wǎng)專業(yè)工務(wù)專業(yè)設(shè)計(jì)并確認(rèn)接觸網(wǎng)預(yù)留基礎(chǔ)、拉線錨環(huán)及設(shè)備安裝螺栓等預(yù)埋件提供線路平面圖、立面圖及設(shè)計(jì)資料士建要求高鐵牽引供電的接口問題舉相應(yīng)的一些案例!配合橋梁專業(yè)完成橋支柱基礎(chǔ)、下錨拉線基礎(chǔ)預(yù)留、橋梁綜合接地設(shè)置與預(yù)埋、跨線建筑物凈空要求、接觸網(wǎng)特殊橋支柱、溝槽管洞預(yù)留的接口設(shè)計(jì)。配合隧道專業(yè)完成隧道內(nèi)接觸網(wǎng)安裝預(yù)埋件及其布置、隧道內(nèi)綜合接地設(shè)置與預(yù)留、隧道內(nèi)錨段關(guān)節(jié)及關(guān)節(jié)洞、下錨洞設(shè)置與預(yù)留、隧道內(nèi)接觸網(wǎng)設(shè)備安裝洞預(yù)留、溝槽管洞預(yù)留的接口設(shè)計(jì)。高鐵牽引供電的接口問題配合地基、線路、結(jié)構(gòu)專業(yè)完成接觸網(wǎng)預(yù)留基礎(chǔ)對路基的影響、預(yù)留基礎(chǔ)位置尺寸與電纜溝槽間的關(guān)系配合、接觸網(wǎng)預(yù)留基礎(chǔ)及其平面布置、溝槽管洞預(yù)留、綜合接地在路基上設(shè)置與預(yù)埋的接口設(shè)計(jì)。

配合站場、房屋建筑專業(yè)完成接觸網(wǎng)立柱對線間距要求、預(yù)留基礎(chǔ)及其平面布置、站臺雨棚合架、雨棚及高架站房的綜合接地設(shè)置與預(yù)埋、反向行車時(shí)接觸網(wǎng)對車站八字渡線、單渡線設(shè)置的要求等接口設(shè)計(jì)。配合沿線橋梁、路基、跨線構(gòu)筑物、無柞軌道、站房、站臺、雨棚、接觸網(wǎng)預(yù)留基礎(chǔ)等建筑物，完成閃絡(luò)保護(hù)等電位的接口設(shè)計(jì)。

配合綜合接地專業(yè)，完成電力牽引供電接地納人綜合接地的接口設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)專業(yè)應(yīng)負(fù)責(zé)完成接觸網(wǎng)特殊硬橫梁、吊柱、支柱設(shè)計(jì)要求、跨線建筑物下安裝預(yù)埋件、接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)、拉線基礎(chǔ)等的接口設(shè)計(jì)。

在各相關(guān)專業(yè)的接口設(shè)計(jì)中，應(yīng)明確本專業(yè)控制誤差要求，便于接口專業(yè)施工采用合理的施工工藝。接觸網(wǎng)與工務(wù)的接口直接關(guān)系

接觸網(wǎng)所有幾何參數(shù)均是以線路中心線和軌平面所組成的直角坐標(biāo)系為參照的！線路平面（直線，曲線，緩和曲線）影響接觸網(wǎng)的張力、跨距、拉出值、線岔和錨段關(guān)節(jié)布置；線路縱斷面（平道、坡道、豎曲線）影響導(dǎo)高、坡度、坡度變化率、吊弦長度、分相位置。路基、橋梁、隧道影響接觸網(wǎng)支柱及其基礎(chǔ)類型。高鐵牽引供電的接口問題接觸網(wǎng)與工務(wù)的接口間接關(guān)系（動態(tài)）

接觸網(wǎng)所有幾何參數(shù)均是以線路中心線和軌平面所組成的直角坐標(biāo)系為參照的！線路平面（直線，曲線，緩和曲線）不平順度影響弓網(wǎng)振動；線路縱斷面（平道、坡道、豎曲線）影響受電弓沖擊路基、橋梁、隧道影響受電弓動態(tài)特性橋振動與接觸網(wǎng)振動之間的特殊關(guān)系，特殊情況下的支柱穩(wěn)定性硬點(diǎn)？高鐵牽引供電的接口問題接觸網(wǎng)與工務(wù)(路基)的接口

路基寬13.8m（13.6m），線間距5m，路肩寬度1.4m，線路中心至接觸網(wǎng)桿凈距3.1m（3.0m），軌道高度0.89m(0.756m無擋肩板式）。接觸網(wǎng)桿基礎(chǔ)、電纜溝槽、聲屏障基礎(chǔ)、電纜上上橋路徑與路基/橋隧同步施工。高鐵牽引供電的接口問題接觸網(wǎng)與工務(wù)(路基)的接口嚴(yán)格控制路基工后沉降變形量，確保線路滿足安全、高速、舒適性要求。1.無碴軌道路基工后沉降變形量一般不大于15mm，長度大于20m的區(qū)段，其工后沉降變形量不大于30mm，且軌道鋪設(shè)后滿足軌道豎曲線半徑要求；過渡段交界處的差異沉降量小于5mm，彎折角不大于1‰。支柱側(cè)面限界2.有碴軌道路基工后沉降變形量不大于5cm，路橋等過渡段工后沉降變形量不大于3cm，初年沉降速率小于2cm/y。高鐵牽引供電的接口問題接觸網(wǎng)與工務(wù)(橋)的接口京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長江大橋6線鐵路橋：雙線350km/h高速鐵路、雙線普通鐵路和雙線城市輕軌主橋采用多跨連續(xù)梁桁拱結(jié)構(gòu)，三片主桁主橋跨徑為108＋192＋336＋336＋192＋108＝1272m。工程方面:預(yù)留接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)、電纜溝槽、聲屏障基礎(chǔ)、電纜上橋路徑。理論方面:應(yīng)充分考慮橋振動與接觸網(wǎng)振動之間的內(nèi)在關(guān)系,振源:地震,高速運(yùn)行的列車,風(fēng)振高鐵牽引供電的接口問題振動對接觸壓力的影響明顯

在高速運(yùn)行下，任何一點(diǎn)外部的不平順都會造成列車的振動，這種振動的振級與列車速度成正比。振動同樣將使弓網(wǎng)動態(tài)接觸壓力與靜態(tài)接觸壓力產(chǎn)生較大的偏差，造成動態(tài)接觸壓力上下波動，弓網(wǎng)離線，加劇受電弓滑板和接觸線網(wǎng)的磨耗。接觸網(wǎng)與工務(wù)接口

橋梁及建筑物除了滿足靜態(tài)荷載（強(qiáng)度）的條件外，還必須滿足高速列車動荷載(ZK)的特性要求。嚴(yán)控“變形”，以滿足高速運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的高頻振動要求。

根據(jù)研究：各種微小的不平順?biāo)鸬牧熊囌駝?，都將?dǎo)致乘座不舒適，使司機(jī)工作能力明顯降低。甚至惡化軌道狀態(tài)，引發(fā)輪軌軸的斷裂。因此，保持軌道持續(xù)穩(wěn)定的高平順性，是高速鐵路土木工程最基本的要求。但是，軌道的高平順性又是路基、橋梁、軌道變形的綜合表現(xiàn)，要求軌道高平順性，必須從控制上述工程變形著手。

路基變形會引起列車振動和改變弓網(wǎng)幾何關(guān)系；線路平面應(yīng)有較大的曲線半徑和適當(dāng)長度的緩和曲線、夾直線；線路縱斷面應(yīng)有較大的豎曲線半徑和適當(dāng)長度的緩和豎曲線；控制路基工程變形。設(shè)計(jì)、施工都要將重點(diǎn)放在控制路基變形：工后沉降、不均勻沉降及路基頂面的初始不平順。京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫規(guī)規(guī)定，工后沉降<10cm，臺尾過渡段<5cm（地基固結(jié)度達(dá)到90~95%）。這是從路基竣工算起至15~20年內(nèi)的沉降總和，初期沉降值<2~3cm/年。振動的影響接觸網(wǎng)與工務(wù)接口

橋梁的撓度，梁端轉(zhuǎn)角，扭轉(zhuǎn)變形，結(jié)構(gòu)自振頻率，應(yīng)力徐變和不均勻溫差引起的結(jié)構(gòu)變形等參數(shù)必須與高速列車的動態(tài)作用力相耦合。京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長江大橋接觸網(wǎng)與工務(wù)接口橋振動與接觸網(wǎng)振動之間的特殊關(guān)系線間距受列車會車時(shí)空氣壓力波的影響，應(yīng)適當(dāng)加大；由于洞口空氣阻力、瞬變壓力、洞口微氣壓波等的影響，應(yīng)加大隧道斷面積，改善洞及輔助結(jié)構(gòu)的設(shè)置等。微氣壓波將造成人耳不適！

除考慮空氣流對接觸網(wǎng)?備的影響外,還應(yīng)預(yù)留和布置綜合接地系統(tǒng)各種電纜或?qū)w的布置空間當(dāng)兩車相遇時(shí)，最初的風(fēng)壓力使列車相互排斥，接近列車尾部時(shí)又相互吸引，相互排斥或相互吸引的風(fēng)壓力近似等于雙方向列車相對速度的平方成正比。接觸網(wǎng)與工務(wù)(隧道)接口流固耦合

充分體現(xiàn)車站建筑的功能性、系統(tǒng)性、先進(jìn)性、文化性、經(jīng)濟(jì)性。系統(tǒng)考慮車場、站房建筑、廣場、軌道交通及其他公共交通。正線與到發(fā)線連接，連接兩正線的渡線均采用18號道岔與聯(lián)絡(luò)線連接的道岔采用側(cè)向允許通過速度220km/h或160km/h的道岔到發(fā)線有效長為700m（隨控制系統(tǒng)精度提高優(yōu)化設(shè)計(jì)）接觸網(wǎng)支柱的形狀與色彩應(yīng)與站場環(huán)境相協(xié)調(diào)支柱盡量合并到站場建筑物的立柱中去.但要注意機(jī)電安全問題站場建筑與接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)與工務(wù)的接口北京南站站場建筑物與接觸網(wǎng)之間的安全關(guān)系高鐵牽引供電的接口問題課間休息！高鐵牽引供電的接口問題在接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)工作和運(yùn)營維護(hù)工作中，絕大部分內(nèi)容與氣象條件密切相關(guān)！5接觸網(wǎng)的環(huán)境接口線索弛度；線索張力；懸掛彈性；空間位置；絕緣強(qiáng)度；載流能力；磨耗關(guān)系。溫度、濕度、冰雪、大風(fēng)、大霧、污染、雷電、地震。（2）氣候環(huán)境

（1）空間環(huán)境電力線；通訊線；涵隧；橋梁；動物；古跡。高鐵牽引供電的接口問題重點(diǎn)：六防（3）電磁環(huán)境（中國）復(fù)線直供加回流，距軌面1.2m時(shí)的理論值和實(shí)測值

高鐵牽引供電的接口問題5接觸網(wǎng)的環(huán)境接口

鋼軌中的不平衡牽引回流、瞬間脈沖電流及諧波電流；

牽引網(wǎng)系統(tǒng)的感性、容性藕合對傳輸電纜的干擾；

沿線及站場固定電氣電子設(shè)備(自動閉塞設(shè)備、調(diào)度集中設(shè)備、計(jì)軸設(shè)備、聯(lián)鎖設(shè)備、電源設(shè)備、信號監(jiān)測系統(tǒng)等)受電力系統(tǒng)的放射、耦合、回流地電位等的影響；

電力機(jī)車強(qiáng)電設(shè)備的電、磁、電磁放射源。

弓網(wǎng)電弧電氣化鐵路的主要電磁干擾源高鐵牽引供電的接口問題弓網(wǎng)電弧的五害：電氣磨損導(dǎo)線失效降低上級電網(wǎng)的電能質(zhì)量高頻電磁干擾噪音電氣化鐵路的主要電磁干擾源高鐵牽引供電的接口問題電磁干擾主要防護(hù)方法

電磁干擾與負(fù)荷電流的大小，供電方式、機(jī)車類型、弓網(wǎng)關(guān)系等方面有關(guān)，

可采取以下配合措施，減少電磁干擾。

（1）采用適當(dāng)?shù)墓╇姺绞?/p>

（2）改善弓網(wǎng)性能

（3）抑制高次諧波放大高鐵牽引供電的接口問題金屬導(dǎo)線的危險(xiǎn)電壓允許標(biāo)準(zhǔn)主要取決于危險(xiǎn)電壓可能產(chǎn)生的通過人體的電流及其作用時(shí)間，這取決于人體阻抗、外加電壓和皮膚干燥程度等。

外加電壓（伏）人體電阻抗平均值（歐）50100001004000500120010001100人體總阻抗與外加電壓的關(guān)系危險(xiǎn)影響標(biāo)準(zhǔn)危險(xiǎn)電壓的允許標(biāo)準(zhǔn)：

國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，接觸線短路條件下感應(yīng)電壓的最大限值為430V，接觸網(wǎng)正常狀態(tài)下為60V；德國DVGW/VDE規(guī)定長期為65V，短期為500V。充分考慮人可能觸及的導(dǎo)電體的接觸電壓、軌道電位，其值符合下表的安全要求運(yùn)行狀況容許接觸電壓(V)容許軌道電位(V)長期運(yùn)行(t〉300S)60120短時(shí)運(yùn)行(t=30Os)65130故障狀態(tài)(t=100ms)8421684接觸電壓、軌道電位容許值(部2007年47號文)危險(xiǎn)影響標(biāo)準(zhǔn)(電壓)軌道電路的基本原理作用(a)監(jiān)督列車是否占用軌道(b)傳遞行車信息6接觸網(wǎng)與軌道電路的接口軌道電路概述應(yīng)與信號專業(yè)配合確定接觸網(wǎng)關(guān)節(jié)位置對信號機(jī)設(shè)置的要求、電分相布置的接受信號設(shè)備及列控信息配置、鋼軌回流連接設(shè)置的接口設(shè)計(jì)。應(yīng)配合通信等專業(yè)完成漏纜與接觸網(wǎng)合架的接口設(shè)計(jì)；應(yīng)結(jié)合精測網(wǎng)設(shè)置情況完成精測設(shè)備與接觸網(wǎng)合架的接口設(shè)計(jì)。電化區(qū)段的軌道電路應(yīng)能防護(hù)連續(xù)的或斷續(xù)的不平衡牽引電流的干擾!工頻交流連續(xù)式軌道電路(1)組成：

送電端(BG1-50型軌道變壓器和R-2.2/220變阻器)、受電端(BG4中續(xù)變壓器和JZXC-480軌道續(xù)電器)、鋼軌、鋼軌絕緣、鋼軌引線、鋼軌接續(xù)線(2)工作原理：無車時(shí)交流電由送電端經(jīng)鋼軌達(dá)到受電端，軌道續(xù)電器閉合軌道空閑；有車時(shí)交流軌道電路被輪對短接，交流電無法到達(dá)受電端，軌道續(xù)電器失電斷開，軌道被占用。(3)優(yōu)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單；道碴電阻適應(yīng)性差；極限傳輸長度短；靈敏度低；防雷電性能差；雨天“紅光帶”接觸網(wǎng)與信號的接口25Hz相敏軌道電路(1)組成，如左圖所示。(2)工作原理當(dāng)軌道線圈和局部線圈電源滿足規(guī)定的相位和頻率時(shí)，GJ閉合，表示軌道電路空閑；當(dāng)有車時(shí)，GJ斷開；當(dāng)相位和頻率不合符要求時(shí)，GJ也斷開。(3)優(yōu)缺點(diǎn)只能檢測軌道空閑、不能傳輸其它信息。

適用于牽引電流不大于800A，不平衡電流小于60A的交流電氣化軌道。接觸網(wǎng)與信號的接口25Hz相敏軌道電路-扼流變壓器(4)扼流變的工作原理扼流變的對牽引電流阻抗很小，而對信號電流阻抗很大，沿鐵軌流通的牽引電流在軌道絕緣處通過扼流變的上下部線圈，再通過其中心線流向另一扼流變的中心線和上下部線圈，然后流向相鄰的鋼軌中去。

由于牽引軌中的牽引電流大小相等，扼流變的上下部線圈匝數(shù)相同，上下線圈產(chǎn)生的磁通量相等，但方向相反，總磁通為零。對信號設(shè)備無影響。但當(dāng)兩軌牽引電流不平衡時(shí)，會影響，需加防護(hù)設(shè)備。接觸網(wǎng)與信號的接口產(chǎn)生不平衡電流的原因

(1)曲線區(qū)段,外軌長而內(nèi)軌短,兩根鋼軌的軌阻抗不相等。

(2)鋼軌接頭電阻是由塞釘連接線、軌端焊接線、連接夾板組成的并聯(lián)電阻,每個(gè)鋼軌接頭電阻不可能完全一致，由各個(gè)鋼軌接頭電阻組成的整個(gè)長鋼軌阻抗與另一側(cè)的鋼軌阻抗就存在差異。

(3)扼流變壓器牽引線圈中性點(diǎn)兩邊的線圈阻抗不可能絕對相等,兩側(cè)的鋼軌引接線電阻也可能有微小的差異，形成扼流變壓器中性點(diǎn)兩邊的阻抗不相等；而牽引回流要經(jīng)過多個(gè)扼流變壓器的中性點(diǎn)后才能回歸到牽引變電所，兩根鋼軌由此而形成的阻抗是不一致的。

(4)軌道電路的對地漏泄不平衡,原因?yàn)椋?/p>

①

接觸網(wǎng)支柱、橋欄桿等的地線直接接到軌道電路的一側(cè)鋼軌上(普速),形成兩根鋼軌對地漏泄導(dǎo)納不相等。

②

東西方向的鐵路，路基南面受陽光直射，雨過天晴后道床狀態(tài)干濕不同，回春季節(jié)背陰部分的路基解凍較晚。

③

線路一側(cè)敷設(shè)有長的金屬管路或各種帶金屬護(hù)套的屏蔽電纜。高速鐵路軌道電路

中國高速鐵路廣泛使用的是ZPW-2000系列電氣絕緣軌道電路，它是在吸收法國UM71軌道電路優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上自行研發(fā)的。UM2000的電氣隔離原理和載頻與UM71相同，但增加了補(bǔ)償調(diào)諧單元DB，如上圖所示。DB平時(shí)對軌道起補(bǔ)償作用，當(dāng)通用調(diào)諧單元BU故障時(shí)起備用作用，增加了系統(tǒng)的安全性和可靠性。ZPW-2000無絕緣軌道電路系統(tǒng)構(gòu)成圖高鐵牽引供電的接口問題高速鐵路軌道電路ZPW-2000A電氣絕緣節(jié)長29m，由調(diào)諧單元（BA)、空芯線圈(SVA)及29m鋼軌組成。高鐵牽引供電的接口問題高速鐵路軌道電路

中國高速鐵路廣泛使用的是ZPW-2000系列電氣絕緣軌道電路，它是在吸收法國UM71軌道電路優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上自行研發(fā)的。UM2000的電氣隔離原理和載頻與UM71相同，但增加了補(bǔ)償調(diào)諧單元DB，如上圖所示。DB平時(shí)對軌道起補(bǔ)償作用，當(dāng)通用調(diào)諧單元BU故障時(shí)起備用作用，增加了系統(tǒng)的安全性和可靠性。高鐵牽引供電的接口問題軌道電氣絕緣節(jié)電路(1)組成：由兩個(gè)諧振單元(BA)構(gòu)成，相鄰軌道電路的載頻不同，BA型號也不同。BA1型由L1和C1構(gòu)成，BA2型由L2，C2，C0構(gòu)成。(2)工作原理電氣絕緣是通過諧振實(shí)現(xiàn)的，載頻確定后選擇兩BA的參數(shù)，使本區(qū)段的調(diào)諧單元對相鄰區(qū)段的頻率呈串聯(lián)諧振，移頻信號被短路；而對本區(qū)段的頻率呈容抗，與26m鋼軌和SVA的電感配合發(fā)生并聯(lián)諧振，移頻信號被接收。

SVA用于平衡兩軌間的不平衡電流，還參加調(diào)諧區(qū)工作，保障維修安全；補(bǔ)償電容消除鋼軌感性，保證軌道電路的傳輸距離。高速鐵路采用的軌道電路高速鐵路軌道電路空芯線圈SVA的構(gòu)成與技術(shù)指標(biāo)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由直徑1.53、19股電磁線繞制，截面為35mm2。銅線敷有耐高溫的玻璃絲包。SVA設(shè)有中心線，每半個(gè)線圈可通過100A電流。在100A不平衡電流或200A中點(diǎn)流出牽引電流情況下可以長期工作。在500A4min的不平衡電流下（或中心點(diǎn)通過1000A平衡電流下,SVA均可正常工作。SVA溫度曲線高鐵牽引供電的接口問題高速鐵路軌道電路空芯線圈SVA的作用①平衡牽引電流回流。

SVA設(shè)置在29m長調(diào)諧區(qū)兩個(gè)調(diào)諧單元的中間，由于它對于50Hz牽引電流呈現(xiàn)甚小的交流阻抗（約10毫歐)，故能起到對不平衡牽引電流電動勢的短路作用。②對于上、下行線路間的兩個(gè)SVA中心線可做等電位連接。一方面平衡線路間牽引電流，一方面可保證維修人員安全。平衡牽引電流橫向連接高鐵牽引供電的接口問題高速鐵路軌道電路空芯線圈SVA的作用③做扼流變壓器，如在道岔斜股絕緣兩側(cè)各裝一臺SVA，二中心線連接。應(yīng)該指出，SVA做扼流變壓器時(shí)，其總電流應(yīng)小于200A（長時(shí)間通電）?？招揪€圈SVA的作用④SVA對1700Hz感抗值僅有o.35歐，對2600Hz也只有o.54歐。在調(diào)諧區(qū)中，不能把它簡單作為一個(gè)低阻值分路電抗進(jìn)行分析，而應(yīng)將其作為并聯(lián)諧振電路的組成部分。SVA參數(shù)的適當(dāng)選擇，可為諧振槽路提供一個(gè)較為合適的Q值，保證調(diào)諧區(qū)工作的穩(wěn)定性。扼流線圈高鐵牽引供電的接口問題(3)主要型號進(jìn)口設(shè)備：UM系列無絕緣移頻軌道電路；國產(chǎn)設(shè)備：

WG-21A型無絕緣軌道電路；

ZPW-2000A無絕緣軌道電路ZPW-2000R無絕緣軌道電路

移頻軌道電路的基本原理高速鐵路采用的軌道電路高鐵牽引供電的接口問題UM系列移頻軌道電路UM2000移頻軌道電路

UM2000的電氣隔離原理和載頻與UM71相同，但增加了補(bǔ)償調(diào)諧單元DB，DB平時(shí)對軌道起補(bǔ)償作用，當(dāng)通用調(diào)諧單元BU故障時(shí)起備用作用，增加了系統(tǒng)的安全性和可靠性；秦沈客專采用的是UM2000移頻軌道電路，但其電氣絕緣節(jié)的間距縮小了，橋面19.2m，非橋面20.24m。UM2000是數(shù)字編碼無絕緣軌道電路，將單頻信息改為27位數(shù)字編碼，其中有效信息21位，前6位為循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC)，中間18位為實(shí)際使用碼，其中線路坡度信息4位(16個(gè)等級)、目標(biāo)距離信息6位(按5m精度劃分)、速度信息8位，最后3位預(yù)留。高速鐵路采用的軌道電路(1)要求

在電氣化鐵路中，牽引供電、電力、通信、信號合稱為“四電”系統(tǒng)，由于電務(wù)系統(tǒng)（通信和信號）與牽引供電系統(tǒng)共用軌道作為信號通路和牽引回流通路，相互之間存在干擾，必須將這種干擾控制在允許條件之下，彼此之間在電磁上相互兼容。牽引供電與電務(wù)間的配合高鐵牽引供電的接口問題(2)牽引供電的工作配合

為通信信號系統(tǒng)配備合適的電力；

按牽引負(fù)荷電流和短路電流及作用時(shí)間

確定扼流變壓器容量。

提交變電所、分區(qū)所、開閉所中的電力SCADA系統(tǒng)的通信需求,

確認(rèn)通信機(jī)械室與電力SCADA系統(tǒng)的連接方案并配合施工。

提供分相區(qū)的詳細(xì)設(shè)計(jì)資料。

上下行橫連線、吸上線、CPW線、綜合接地等電位連接線的設(shè)計(jì)。

降低和消除牽引回流以及接觸網(wǎng)電磁干擾對信號系統(tǒng)的影響!牽引供電與電務(wù)間的配合高鐵牽引供電的接口問題(3)通信信號的工作配合

確認(rèn)牽引供電提供的分相區(qū)詳細(xì)設(shè)計(jì)資料，在分相處設(shè)置地面列車位置檢測裝置,設(shè)置斷、合標(biāo)志,完成車載斷電自動過分相裝置,地面感應(yīng)器的預(yù)埋設(shè)計(jì)、施工及維護(hù)。

向牽引供電專業(yè)提供軌道電路閉塞分區(qū)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。

確認(rèn)扼流變壓器或空心線圈的位置,進(jìn)行上下行橫連線、吸上線、CPW線、綜合接地等電位連接線的設(shè)計(jì)。

確認(rèn)牽引供電提交的變電所、分區(qū)所、開閉所中的電力SCADA系統(tǒng)的通信需求,通信機(jī)械室與電力SCADA系統(tǒng)的連接方案,并負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)施工實(shí)施,牽引供電予以配合。牽引供電與電務(wù)間的配合高鐵牽引供電的接口問題課間休息！高鐵牽引供電的接口問題（1）幾何：導(dǎo)高、拉出值、始觸區(qū)、無線夾區(qū)（2）電氣：電導(dǎo)率、接觸電阻、分相（3）機(jī)械：振動、波動（4）材料：磨損、溫升弓網(wǎng)系統(tǒng)太極圖弓網(wǎng)關(guān)系八卦圖受電弓接觸網(wǎng)幾何電氣機(jī)械材料

7弓網(wǎng)接口問題高鐵牽引供電的接口問題接觸網(wǎng)專業(yè)應(yīng)與動車運(yùn)用檢修專業(yè)確認(rèn)動車受電弓型號規(guī)格、取流受電弓個(gè)數(shù)及間距、對受電弓配備的具體要求、動車段（所、場）內(nèi)接觸網(wǎng)運(yùn)行的接口設(shè)計(jì)。弓處于亁位的理由剛健上下走直線、右不搖擺舉重若輕(升弓力矩適當(dāng))網(wǎng)處于坤位的理由柔順無碰打弓的任何景況具有良好的彈性具有良好的波動特性，適應(yīng)受電弓高速運(yùn)行適應(yīng)地形變化適應(yīng)環(huán)境變化(地形、氣候、建筑)弓網(wǎng)關(guān)系八卦圖弓網(wǎng)接口問題近而承者，則貴乎恭順小心，故剛不如柔之善；遠(yuǎn)而應(yīng)者，則貴乎強(qiáng)毅有為，故柔不如剛之善。人事？弓網(wǎng)？7弓網(wǎng)的接口問題高鐵牽引供電的接口問題導(dǎo)高的確定標(biāo)稱導(dǎo)高最低許可導(dǎo)高最高許可導(dǎo)高導(dǎo)線坡度導(dǎo)線坡度變化率過分相問題技術(shù)要求

滿足動車重聯(lián)運(yùn)行自動過分相；

正常行車可通過無電區(qū)，速度損失小，不影響行車能力；

區(qū)間臨時(shí)停車后，列車可闖過電分相無電區(qū)?？紤]因素

列車運(yùn)行方式：列車最高運(yùn)行速度；前后受電弓間距及的電氣連方式；線路坡度；列車過電分相方式國內(nèi)分相裝置基本放棄器械式，多采用7、9、11跨絕緣錨關(guān)電分相。七跨6、7、9、11為兩斷口八跨為3斷口過分相問題6、7、9、11跨絕緣錨關(guān)式電分相優(yōu)點(diǎn)：

單弓受流時(shí)可以隨意通過，雙弓受流時(shí)則兩弓間距與兩個(gè)斷口應(yīng)滿足一定的配合關(guān)系，接觸網(wǎng)布置相對容易、斷開點(diǎn)名確、標(biāo)志清楚，6、7、9三種形式均按中性段小于等于190m設(shè)計(jì)，否則可能通過動車的雙弓連接導(dǎo)致相間短路。11跨可完全斷開，但無電時(shí)間過長!

過分相問題若非工作支抬高500mm，跨距最小應(yīng)為43m，九跨式無法滿足要求，

七跨式跨距配置為39m＋39m＋34m＋39m＋39m，可勉強(qiáng)滿足要求；

六跨式跨距配置為46m+48m+48m+48m+46m，可滿足抬升量的要求，六跨跨距設(shè)置均勻，受流質(zhì)量優(yōu)于七跨，八跨3斷口三斷口電分相可以適應(yīng)任意受電弓間距的列車運(yùn)行。當(dāng)列車雙弓有高壓母線連接時(shí)，兩受電弓的間距應(yīng)小于兩外側(cè)斷口內(nèi)側(cè)絕緣間的距離。高鐵牽引供電的接口問題上下行最高速度過分相時(shí)各信號波形圖

高速正線地磁缸及斷、合標(biāo)安裝位置1、高速正線4個(gè)斷、合標(biāo)分設(shè)于4根支柱上，單面安裝。2、斷標(biāo)設(shè)于中性段起始端最外轉(zhuǎn)換柱以外第2根支柱上，距最外轉(zhuǎn)換柱81～120m。合標(biāo)設(shè)于中性段終止端最外轉(zhuǎn)換柱400m以外，距最外轉(zhuǎn)換柱401～450m。3、磁缸設(shè)置位置以電分相最外轉(zhuǎn)換柱為基準(zhǔn)。六跨關(guān)節(jié)式電分相地磁鋼及斷合標(biāo)聯(lián)絡(luò)線/動車走行線磁缸及斷合標(biāo)位置布置圖聯(lián)絡(luò)線、動車走行線地磁缸及斷、合標(biāo)安裝位置1、聯(lián)絡(luò)線/動車走行線4個(gè)斷、合標(biāo)分設(shè)于2根支柱上，正反面安裝。2、斷標(biāo)設(shè)于中性段起始端最外轉(zhuǎn)換柱以外30～105m（速度80km/h以下宜取下限值，速度80km/h以上宜取上限值），合標(biāo)也設(shè)于中性段終止端最外轉(zhuǎn)換柱以外30～105m（速度80km/h以下宜取下限值，速度80km/h以上宜取上限值）。3、磁缸設(shè)置位置以電分相最外轉(zhuǎn)換柱為基準(zhǔn)。8接觸網(wǎng)與供變電的接口接觸網(wǎng)供電質(zhì)量和能力載流容量、電壓降和電能損失、電磁兼容。載流承力索與接觸線間的電流分配集膚效應(yīng)接觸線選型應(yīng)注意的問題!主導(dǎo)電路徑的發(fā)熱問題！高鐵牽引供電的接口問題8接觸網(wǎng)與供變電的接口接觸線與承力索的電氣匹配及其經(jīng)濟(jì)性導(dǎo)線截面選擇的經(jīng)濟(jì)性包括四個(gè)方面的內(nèi)容：一次性投資；折舊費(fèi)；電能損失費(fèi)；

同組懸掛內(nèi)，各導(dǎo)線載容量是否匹配。高鐵牽引供電的接口問題

同組懸掛內(nèi)，各導(dǎo)線載容量的匹配問題