高速铁路电力系统分析研究
摘：提高交通运输工具运行速度类直追求目标济社会发展水相适应现代交通运输发展史定意义提高速度核心技术开发史高速铁路出现社会发展现代文明产物
现中国世界高速铁路发展快系统技术全建规模国家通高铁享受更快速更舒适旅行助高铁更快速便捷物资运输全国科技高速进步结果时代发展里程碑中国国力日益强盛表现
中国高铁已成国民济发展动脉实现缩成步想象预示着国高铁建设已获飞跃式成长时济社会高速运转提供强运输力成改变方济发展重助推器
电力供电系统高铁运转核心组成部分高铁车厢明饮需热水刹车制动充电插座等需电列车提供信号通信供电着关重作
篇文章分高速铁路发展电力系统概述说明电力系统组成供电原电力远动控制系统相关点应急电源选择进行说明
关键词：高速铁路 电力 供电系统
高速铁路发展前世生
19世纪英国工业革命发展推动整交通运输业变革发展蒸汽机出现应铁路运输业形成发展奠定基础1909年詹天佑持国完全技术力量建成第条铁路——京张铁路
新中国成立伟中国产领导发挥优势努力钻研国逐渐建成具知识产权机车车辆工厂开始制蒸汽机车燃机车电力机车
进入世纪90年代中国铁路买票难车难局面日益加剧时着高速公司民航运输迅速民展铁路运输市场占率急剧降运运量间矛盾空前紧张铁路提速势必行沪宁线先行号快速列车开行标志广深京秦等线路相继实现准高速运营1996年六次提速中国铁路产生根性变化时加快中国铁路高速化进程
八五时期起国相关科研机构高等院校已工厂起开始高速动车组关键技术研究开发通吸收国外先进技术设计制造高速动车组转架样机着提速战略进行工厂技术制造水断进步1997年1月5日环线试验中SS80001机车牵引客车创造2126kmh时中国铁路速度纪录纪录断刷新：
1998年6月24日SS80001机车牵引客车京广线许昌商桥站间试验速度达2397kmh2002年10月10日先锋号动车组秦沈客运专线山海关绥中北站间达2925kmh年11月27日中华星电动车组秦沈客运专线山海关绥中北站间达3215kmh
2004年国务院批复中长期铁路网规划确定国铁路发展蓝图2008年进行调整2011年正式公布国民济社会发展第十二五年规划纲中国家快速铁路网进行规划
中国正式开始发展高速铁路2008年中国第条时速350公里京津城际铁路开通运营高速铁路中国迅猛发展高速铁路安全准时快速舒适占少节环保等诸优点日益显示出旺盛生命力
中国高铁已成国民济动脉实现缩成步想象预示着国高铁建设已获飞跃式成长时济社会高速运转提供强运输力成改变方济发展重助推器
目前世界拥开发已成功运高速动车组国家中国日法国德国意利处列车部件量运高新技术时具特色根国运条件传统验特转架构车体轻量化流线型外形列车动力配置构成形式电传动控制技术列车信息网络等方面具特点
着铁路运输业发展中国铁路建设高速列车需求日益增加蒸汽机燃机电力动车组历代代懈追求执着时建成条贯穿祖国铁路网
国建设高速铁路工期短施工效率高建设成低标准高国高速铁路安全性施工标准远高欧洲
2018年6月26日中国铁路总公司牵头组织研制具完全知识产权达世界先进水中国标准动车组复兴号首发复兴号成功研制生产标志着国铁路成套技术装备特已走世界先进前列
二 高速铁路电力系统介绍
高铁够跑起牵引供电系统高速列车提供电力电路角度高铁采取AT（耦变压器）供电方式牵引供电电力系统级负荷（德国例外德国高铁电网独立德国国家电网）
高速铁路电力供电系统国家电网接引高压电源线铁路站段专线10kv变配电线两路10kv电力贯通线路（级负荷综合负荷贯通线）站场区间高低压电力线路1004kv变电箱式变电站室外动力明电气设备防雷接等构成全线电力远动系统纳入SCADA（监视控制数采集系统简称微机远动系统）统调度
二高速铁路电力供电系统组成供电原
()系统组成
高速铁路电力系统铁路线变配电10KV贯通电力线路低压配电系统箱式变室外明动力配线机电设备监控系统消防动报警系统防雷接等配套电力设施组成
电力设备具备：贯通线路两端变配电供电互供条年变配电跨供电条件远程监控条件电气试验设备快速抢修力
电力变配电控制保护测量设备应纳入远动系统调度理箱式变电站应设置远动终端纳入远动系统
(二)供电原
电力供电系统必须满足铁路安全供电求满足免维护少维修10kV变配电值守原求
Ø保证铁路电设备安全电铁路电力系统保证级供配电系统相互匹配发生面积然灾害(震战争电网崩溃等)敀意损坏外性满足天24时运输需(含维修天窗时间)满足求
1 供电网络中条外部电源线路停电时丌导致级负荷停电
2 供电网络中条供电线路停电时丌导致级负荷停电
3 供电网络中台供电设备停止供电时丌导致级负荷停电
4 电力供电铁路行车运输安全密切相关等级负荷电源均电力供电子系统接引
5 行车相关级负荷重负荷少供电网络接取两路独立电源
6 电力供电遵守国家法规丌损害铁路部门利益前提条件限度满足接入电力系统运营商电网求
7 电力供电遵循国家强制性标准认真贯彻执行国家源政策制宜保护环境节约土积极采取节措施降低电消耗
三电力远动控制系统
()系统介绍
高速铁路10kV电力远动系统利计算机网络通信技术结合铁路电力系统实际铁路线10kV 配电车站1004 变电贯通电力线路实现综合动化监控系统
该系统够高低电压电流功功率功功率功率数等参数进行实时监测实现电力网络运行状况动态显示远程控制线路障性质进行动判断切等功
(二)调度站硬件系统
电力远动调度站完成调度员机交互功调度员执行运行操作提供入口：显示种监控画面变配电接线图系统配置斟实时数信息生产报表理告警信息种曲线具历史数查询功变配电监控理通信信号电源监控贯通线分段开关监控等通工作站机交互完成
电力调度站采客户服务器访问方式效网络单元CPU资源防止功分布引起通信瓶颈效应系统采衔式双太网结构正常情况双网时工作动动态衡双网负荷某网络障时非障网络动接系统中网络负荷确保系统正常运行实现单网障情况系统数丢失
(三)通信系统
电力远动系统通信通道布置整系统结构中极重尤中央控制站终端间信息交换传递作效果明显缺重环
通信通道构建传输相应电流电压功率等数信息进步提升相应应价值高速铁路常速铁路通信网光步数字传输网(SDH)电力远动系统通道采基SDH数字通道根接入SDH传输网方式电力远动系统通信通道4种模式
1基低速异步数字接口通信
SDH网接入设备够提供低速步异步信号插板称数字接口板(DIB)DIB接入网提供64Kbits步异步子速率数直接作电力远动系统通信通道
该接入网方案实质数字专线通信方式具安全高效优点缺点需助运营商提供DIB接口板传输速率低采Rs232接口时实现点点通信采Rs485接口时实现类似Rs485总线通信效果现铁路电力远动基采种方案
2基IP数字专线
接入网采网桥方案SDH设备外置IP转换器采通网桥PPP连续虚级联技术占n×64KE1专电路实现数字业务接口转换点点透传功方案兼容种SDH设备具专带宽天然隔离点点传输
3基路器方式
该方案采路器提供节点间包交换力实现意点间数交换网络侧接入力扩展力显著提高路器问组成环形通道环侧障时数动选径侧传输提高通信系统性缺点采路器需解读IP包头决定数传输目传输速率会降
4数网方式
高速铁路设置基SDH数网数网够传输电力远动数外承载综合视频监控系统动力环境监控系统等业务办公系统预留网络接入条件
数网系统采TCPIP协议户提供10M100M2MbS等灵活接入手段根户带宽求支持灵活带宽分割技术接入层设备提供16等级限速专网专结构提供面连接网络层专线服务交换型数业务互联服务
基SDH数网具巨优势高速铁路电力远动般采该网络结构高速铁路电力远动控端通信专业申请1路2M带宽TCPIP网络接口调度站申请2路2M带宽TCPIP网络接口通信专业整数网进行监控理确保通信通道性
(四)线路障时数分析障测距
1数分析
现模式高铁10kV 贯通电力线路相邻间供电般采接力式供电方式甲供电乙乙供电丙次类推
通常情况配电贯通线路采保护动装置速断保护流保护失压保护次动重合闸动投入装置速断保护流保护完成馈出线保护工作失压保护次动重合闸动投入装置完成馈出线供电恢复功
高压电力线路发生障时根线路障性质配电线路保护模块动作情况配电开关站数变化：
(1)线路发生瞬时障时送会流速断保护动作种情况送动重合闸动作备动投入装置动作均送电成功送障点开关分感受次电流障点侧开关没感受电流
(2)备均设流速断保护相应次重合闸备投功线路发生永久性障时送流速断保护动作然备产生次备投送产生次动重合闸动作备先产生次备投产生次动重合闸动作设定方式种重合者备投必定会加速跳开设置重合闸端障点开关必定感受两次电流障点侧开关感受次电流
(3)备均设流速断保护备设定备投备均重合闸
线路中某点发生永久性短路送流速断保护动作备备投动作必定会加速跳开时线路开关感受次电流备投定时间延时障点两端开关感受电流时刻
根数变化分析线路障时应采集开关站高压电流值求带障时刻时标
2障测距
现高速铁路电力贯通线均采电缆线路整条线路参数稳定电力线路障测距提供利条件：
(1)通配电采集短路电流值进行计算短路点保护处线路阻抗进根电缆线路单位阻抗算出障距离
(2)贯通线路行波障测距技术作鉴行波障测距指线路发生障时障点产生线路两端运动电压电流行波虚拟电源通行波传播速度行波达两端时间计算障点位置行波传播速度接电磁波速度具体速度取决线路分布参数行波传输时间行波障测距装置采集计算
四应急电源选择
高速铁路供电电源旦中断供电会造成重政治影响济损失果想象突发性障意志转移技术水先进防范严密总法想象突发状况发生断电会发生情况保障国家财产安全公民身安全必须思考准备前制定全面应预案
通直铁路供电系统运行实践验表明电力网引接两回路电源进线加备投供电方式已满足级负荷中特重负荷供电性连续性求时发生全面停电事数部障引起部分电力网障引起
区电力网网电压部网存铁路部门电网采取回电源进线法做严格意义两独立电源存电力网发生种障会引起铁路全部电源进线时失电源造成停电事
始发站型中间站备容量较车员较宜采三路10kV系统电源接触网取电发电机备方案全线设双回电力贯通线(贯通线+接触网)站特重级负荷接电力贯通线级负荷变压器变压器电源配电具备三路电源条件完全满足供电性求设备电源设备全线设贯通线站备电源容量较应急明消防报警采EPS作备电源站通信信号等电子设备宜采UPS蓄电池作备电源
结语
铁路国重财产容失高速铁路已成重保障设施电力供电系统确保调度指挥信号通信旅客服务等系统重负荷安全间断运行基础设施重中中铁路电力远动技术作电力供电系统关键技术代表着铁路电力发展方铁路电力发展着动化化趋势迈进坚实基础
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摘：提高交通运输工具运行速度类直追求目标济社会发展水相适应现代交通运输发展史定意义提高速度核心技术开发史高速铁路出现社会发展现代文明产物
现中国世界高速铁路发展快系统技术全建规模国家通高铁享受更快速更舒适旅行助高铁更快速便捷物资运输全国科技高速进步结果时代发展里程碑中国国力日益强盛表现
中国高铁已成国民济发展动脉实现缩成步想象预示着国高铁建设已获飞跃式成长时济社会高速运转提供强运输力成改变方济发展重助推器
电力供电系统高铁运转核心组成部分高铁车厢明饮需热水刹车制动充电插座等需电列车提供信号通信供电着关重作
篇文章分高速铁路发展电力系统概述说明电力系统组成供电原电力远动控制系统相关点应急电源选择进行说明
关键词：高速铁路 电力 供电系统
高速铁路发展前世生
19世纪英国工业革命发展推动整交通运输业变革发展蒸汽机出现应铁路运输业形成发展奠定基础1909年詹天佑持国完全技术力量建成第条铁路——京张铁路
新中国成立伟中国产领导发挥优势努力钻研国逐渐建成具知识产权机车车辆工厂开始制蒸汽机车燃机车电力机车
进入世纪90年代中国铁路买票难车难局面日益加剧时着高速公司民航运输迅速民展铁路运输市场占率急剧降运运量间矛盾空前紧张铁路提速势必行沪宁线先行号快速列车开行标志广深京秦等线路相继实现准高速运营1996年六次提速中国铁路产生根性变化时加快中国铁路高速化进程
八五时期起国相关科研机构高等院校已工厂起开始高速动车组关键技术研究开发通吸收国外先进技术设计制造高速动车组转架样机着提速战略进行工厂技术制造水断进步1997年1月5日环线试验中SS80001机车牵引客车创造2126kmh时中国铁路速度纪录纪录断刷新：
1998年6月24日SS80001机车牵引客车京广线许昌商桥站间试验速度达2397kmh2002年10月10日先锋号动车组秦沈客运专线山海关绥中北站间达2925kmh年11月27日中华星电动车组秦沈客运专线山海关绥中北站间达3215kmh
2004年国务院批复中长期铁路网规划确定国铁路发展蓝图2008年进行调整2011年正式公布国民济社会发展第十二五年规划纲中国家快速铁路网进行规划
中国正式开始发展高速铁路2008年中国第条时速350公里京津城际铁路开通运营高速铁路中国迅猛发展高速铁路安全准时快速舒适占少节环保等诸优点日益显示出旺盛生命力
中国高铁已成国民济动脉实现缩成步想象预示着国高铁建设已获飞跃式成长时济社会高速运转提供强运输力成改变方济发展重助推器
目前世界拥开发已成功运高速动车组国家中国日法国德国意利处列车部件量运高新技术时具特色根国运条件传统验特转架构车体轻量化流线型外形列车动力配置构成形式电传动控制技术列车信息网络等方面具特点
着铁路运输业发展中国铁路建设高速列车需求日益增加蒸汽机燃机电力动车组历代代懈追求执着时建成条贯穿祖国铁路网
国建设高速铁路工期短施工效率高建设成低标准高国高速铁路安全性施工标准远高欧洲
2018年6月26日中国铁路总公司牵头组织研制具完全知识产权达世界先进水中国标准动车组复兴号首发复兴号成功研制生产标志着国铁路成套技术装备特已走世界先进前列
二 高速铁路电力系统介绍
高铁够跑起牵引供电系统高速列车提供电力电路角度高铁采取AT（耦变压器）供电方式牵引供电电力系统级负荷（德国例外德国高铁电网独立德国国家电网）
高速铁路电力供电系统国家电网接引高压电源线铁路站段专线10kv变配电线两路10kv电力贯通线路（级负荷综合负荷贯通线）站场区间高低压电力线路1004kv变电箱式变电站室外动力明电气设备防雷接等构成全线电力远动系统纳入SCADA（监视控制数采集系统简称微机远动系统）统调度
二高速铁路电力供电系统组成供电原
()系统组成
高速铁路电力系统铁路线变配电10KV贯通电力线路低压配电系统箱式变室外明动力配线机电设备监控系统消防动报警系统防雷接等配套电力设施组成
电力设备具备：贯通线路两端变配电供电互供条年变配电跨供电条件远程监控条件电气试验设备快速抢修力
电力变配电控制保护测量设备应纳入远动系统调度理箱式变电站应设置远动终端纳入远动系统
(二)供电原
电力供电系统必须满足铁路安全供电求满足免维护少维修10kV变配电值守原求
Ø保证铁路电设备安全电铁路电力系统保证级供配电系统相互匹配发生面积然灾害(震战争电网崩溃等)敀意损坏外性满足天24时运输需(含维修天窗时间)满足求
1 供电网络中条外部电源线路停电时丌导致级负荷停电
2 供电网络中条供电线路停电时丌导致级负荷停电
3 供电网络中台供电设备停止供电时丌导致级负荷停电
4 电力供电铁路行车运输安全密切相关等级负荷电源均电力供电子系统接引
5 行车相关级负荷重负荷少供电网络接取两路独立电源
6 电力供电遵守国家法规丌损害铁路部门利益前提条件限度满足接入电力系统运营商电网求
7 电力供电遵循国家强制性标准认真贯彻执行国家源政策制宜保护环境节约土积极采取节措施降低电消耗
三电力远动控制系统
()系统介绍
高速铁路10kV电力远动系统利计算机网络通信技术结合铁路电力系统实际铁路线10kV 配电车站1004 变电贯通电力线路实现综合动化监控系统
该系统够高低电压电流功功率功功率功率数等参数进行实时监测实现电力网络运行状况动态显示远程控制线路障性质进行动判断切等功
(二)调度站硬件系统
电力远动调度站完成调度员机交互功调度员执行运行操作提供入口：显示种监控画面变配电接线图系统配置斟实时数信息生产报表理告警信息种曲线具历史数查询功变配电监控理通信信号电源监控贯通线分段开关监控等通工作站机交互完成
电力调度站采客户服务器访问方式效网络单元CPU资源防止功分布引起通信瓶颈效应系统采衔式双太网结构正常情况双网时工作动动态衡双网负荷某网络障时非障网络动接系统中网络负荷确保系统正常运行实现单网障情况系统数丢失
(三)通信系统
电力远动系统通信通道布置整系统结构中极重尤中央控制站终端间信息交换传递作效果明显缺重环
通信通道构建传输相应电流电压功率等数信息进步提升相应应价值高速铁路常速铁路通信网光步数字传输网(SDH)电力远动系统通道采基SDH数字通道根接入SDH传输网方式电力远动系统通信通道4种模式
1基低速异步数字接口通信
SDH网接入设备够提供低速步异步信号插板称数字接口板(DIB)DIB接入网提供64Kbits步异步子速率数直接作电力远动系统通信通道
该接入网方案实质数字专线通信方式具安全高效优点缺点需助运营商提供DIB接口板传输速率低采Rs232接口时实现点点通信采Rs485接口时实现类似Rs485总线通信效果现铁路电力远动基采种方案
2基IP数字专线
接入网采网桥方案SDH设备外置IP转换器采通网桥PPP连续虚级联技术占n×64KE1专电路实现数字业务接口转换点点透传功方案兼容种SDH设备具专带宽天然隔离点点传输
3基路器方式
该方案采路器提供节点间包交换力实现意点间数交换网络侧接入力扩展力显著提高路器问组成环形通道环侧障时数动选径侧传输提高通信系统性缺点采路器需解读IP包头决定数传输目传输速率会降
4数网方式
高速铁路设置基SDH数网数网够传输电力远动数外承载综合视频监控系统动力环境监控系统等业务办公系统预留网络接入条件
数网系统采TCPIP协议户提供10M100M2MbS等灵活接入手段根户带宽求支持灵活带宽分割技术接入层设备提供16等级限速专网专结构提供面连接网络层专线服务交换型数业务互联服务
基SDH数网具巨优势高速铁路电力远动般采该网络结构高速铁路电力远动控端通信专业申请1路2M带宽TCPIP网络接口调度站申请2路2M带宽TCPIP网络接口通信专业整数网进行监控理确保通信通道性
(四)线路障时数分析障测距
1数分析
现模式高铁10kV 贯通电力线路相邻间供电般采接力式供电方式甲供电乙乙供电丙次类推
通常情况配电贯通线路采保护动装置速断保护流保护失压保护次动重合闸动投入装置速断保护流保护完成馈出线保护工作失压保护次动重合闸动投入装置完成馈出线供电恢复功
高压电力线路发生障时根线路障性质配电线路保护模块动作情况配电开关站数变化：
(1)线路发生瞬时障时送会流速断保护动作种情况送动重合闸动作备动投入装置动作均送电成功送障点开关分感受次电流障点侧开关没感受电流
(2)备均设流速断保护相应次重合闸备投功线路发生永久性障时送流速断保护动作然备产生次备投送产生次动重合闸动作备先产生次备投产生次动重合闸动作设定方式种重合者备投必定会加速跳开设置重合闸端障点开关必定感受两次电流障点侧开关感受次电流
(3)备均设流速断保护备设定备投备均重合闸
线路中某点发生永久性短路送流速断保护动作备备投动作必定会加速跳开时线路开关感受次电流备投定时间延时障点两端开关感受电流时刻
根数变化分析线路障时应采集开关站高压电流值求带障时刻时标
2障测距
现高速铁路电力贯通线均采电缆线路整条线路参数稳定电力线路障测距提供利条件：
(1)通配电采集短路电流值进行计算短路点保护处线路阻抗进根电缆线路单位阻抗算出障距离
(2)贯通线路行波障测距技术作鉴行波障测距指线路发生障时障点产生线路两端运动电压电流行波虚拟电源通行波传播速度行波达两端时间计算障点位置行波传播速度接电磁波速度具体速度取决线路分布参数行波传输时间行波障测距装置采集计算
四应急电源选择
高速铁路供电电源旦中断供电会造成重政治影响济损失果想象突发性障意志转移技术水先进防范严密总法想象突发状况发生断电会发生情况保障国家财产安全公民身安全必须思考准备前制定全面应预案
通直铁路供电系统运行实践验表明电力网引接两回路电源进线加备投供电方式已满足级负荷中特重负荷供电性连续性求时发生全面停电事数部障引起部分电力网障引起
区电力网网电压部网存铁路部门电网采取回电源进线法做严格意义两独立电源存电力网发生种障会引起铁路全部电源进线时失电源造成停电事
始发站型中间站备容量较车员较宜采三路10kV系统电源接触网取电发电机备方案全线设双回电力贯通线(贯通线+接触网)站特重级负荷接电力贯通线级负荷变压器变压器电源配电具备三路电源条件完全满足供电性求设备电源设备全线设贯通线站备电源容量较应急明消防报警采EPS作备电源站通信信号等电子设备宜采UPS蓄电池作备电源
结语
铁路国重财产容失高速铁路已成重保障设施电力供电系统确保调度指挥信号通信旅客服务等系统重负荷安全间断运行基础设施重中中铁路电力远动技术作电力供电系统关键技术代表着铁路电力发展方铁路电力发展着动化化趋势迈进坚实基础
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