中国高速铁路牵引供电关键技术

发表时间：2019-09-21T23:18:41.127Z 来源：《基层建设》2019年第19期 作者： 宗学营 李超人 母义远

[导读] 摘要：随着我国交通方式的不断进步，国家在高速铁路方面的关注度也逐渐提高，并且在近些年已经取得一定的成果。 中国铁路济南局集团有限公司 山东省济南市 250000

摘要：随着我国交通方式的不断进步，国家在高速铁路方面的关注度也逐渐提高，并且在近些年已经取得一定的成果。在高速铁路牵引供电系统方面对关键技术的引进使得高速铁路进一步得到发展，并且还需要对这方面的技术进行必要的创新以及发展，通过不断对关键技术的改进来不断实现我国高速铁路牵引供电系统方面的进步，从而直接推动我国高速铁路行业的发展，为人们的出行提供很大程度上的便利条件，促进着我国各地区的经济文明建设，在我国经济发展中功不可没。文章通过对高速铁路牵引供电系统的分析，研究了牵引供电系统当中的关键技术。

关键词：高速铁路；牵引供电系统；关键技术 1.引言

随着人们对高速铁路的不断运用，高速铁路建设也迎来了蓬勃的发展，在其发展的过程当中就有可能会产生相关的影响，对于这些影响需要以先进的关键技术来避免，因此对于我国高速铁路牵引供电系统关键技术的分析能够让国家在高速铁路本身技术的基础之上不断进行技术的革新，从而能够不断为电力机车的速度提升提供一定的技术基础，不仅能够保证高速铁路牵引供电系统的正常稳定运行，还能够为电力机车的安全行驶提供技术支持，从而达到为人们出行服务的目的，也不断推动着我国现代化国家的建设进程，促进着我国的经济发展速度。

2.高速铁路牵引供电概述

现阶段高速铁路运行过程当中主要是由电量提供系统和电力机车构成的，其中的电能提供系统包括了提供电能的电源以及牵引供电系统。提供电能的电源的主要功能就是提供电力机车行驶过程中所需要的电能，其提供电能的方式就是通过特定的高压变电站以及铁路建设中所搭设的相应配送电线路将产生的电能输送到牵引供电系统当中。组成牵引供电系统的要素主要是牵引变电站和相关的牵引网，电力机车在高速铁路上行驶的过程中通过特定的接触设备与牵引网之间相互接触之后在滑动的过程中不断从牵引网上获取电能，之后再利用电力机车本身的车载变流器、牵引电机等相关设备的转换作用转变成电力机车的动力而驱动其行驶。在我国高速铁路投入使用之前列车的牵引供电电源的电压值一般是以110kV为主，随着高速铁路逐渐建设以及投入使用，并且由于电力机车与普通列车相比较在牵引负荷方面的差异性较大，所以为了能够满足牵引负荷方面不断提高的需求以及降低大功率作用下牵引负荷所产生的谐波、负序等现象而对高速铁路牵引供电网造成一定的影响和降低牵引变电所母线电压的波动和线损，就需要对高速铁路的牵引供电电源的电压值级别进行提高，通常情况下高速铁路牵引供电电源采取的是220kV电压值级别，而在我国西北地区则是采用的330kV的电压值级别。高速铁路牵引供电过程中最简单的供电方式也是直接供电的方式，这种方式是直接通过高速铁路牵引供电接触网以及铁路轨道形成一个闭合的电路来进行供电的，具有组成结构简单、投入资本较低、维护维修较方便的优点，但是这种方式的缺点就是会对高速铁路沿线途经地区的临界位置的通信线路造成一定程度上的影响。

3.高速铁路牵引供电技术特征

在我国高速铁路当中的电力机车速度不断提升的情况下，需要不断保证电力系统能够持续为其提供充足的电能，在这一环节当中电力牵引运行过程是其中一项至关重要的内容。高速铁路拥有着相对于普通铁路列车运行时较高的供电负荷，并且电力机车运行过程中的电容负荷具有不平衡性、波动性和冲击性的特点，这就导致了高速铁路运行过程中所需要的设备以及设施结构参数也会与普通铁路运行具有很大的差异性。

4.高速铁路牵引供电关键技术分析 4.1高速铁路牵引供电技术特性 （1）可靠性

在进行高速铁路牵引供电系统设计的过程当中需要以强有力的科学技术为设计基础，通过对先进制造技术以及先进设备的综合应用来为整个高速铁路牵引供电系统提供可靠的技术支持，此外还需要完善有效的施工体系来确保高速铁路牵引供电系统的建设。这些可靠性的技术以及体系的支撑，为我国高速铁路以及其牵引供电系统的建设奠定了很大程度上的基础，使得后续电力机车的稳定安全运行得到了技术以及设备上的保证。 （2）可用性

在高速铁路牵引供电系统正常运行过程中难免会因为一些外在或者内在的因素而导致其出现一定的故障，这些因素中包括了牵引供电系统本身出现的故障以及由于相关工作人员的操作失误而使得牵引供电系统出现一定的故障，而由于高速铁路牵引供电系统自身所具备的某些关键技术而使得牵引供电系统发生故障时不会达到失效的地步。 （3）可维护性

对于投入使用后的高速铁路牵引供电系统需要建立相关的维护制度来定期对牵引供电系统进行必要的维护工作，通过定期进行维护来保证牵引供电系统能够实现不间断进行供电的目标，从而达到为电力机车不断供电的目的，这个环节当中需要对牵引供电系统中的相关设备进行选择，尽可能将维护频率低、维修次数少的设备产品应用到牵引供电系统当中，以此来达到系统的可维护性，确保牵引供电系统的稳定运行。

（4）安全性

对于高速铁路牵引供电系统来说，还需要制定相关的安全性措施来防止运行过程中会发生的安全性故障和问题，从而影响整个高速铁路电力机车的正常运作，甚至安全事故的发生。在合理有效、切实可行的安全控制措施的引导下对高速铁路牵引供电系统进行必要的安全保证还应该在系统产生的干扰性方面进行考虑，将牵引供电系统避免产生铁路内部危害性干扰以及对系统之外的其他系统的相互作用影响降到最低，从而保证牵引供电系统的安全性。 （5）环保和可持续性发展

建设高速铁路牵引供电系统时应当充分考虑其环保性能，保证其符合国家相关规范标准中的要求，并且系统所产生的电磁干扰以及电

力机车所产生的噪声等对人体有害的方面也要达到相关规定中的要求，使其不能对人体等构成一定的危害。高速铁路牵引供电系统所具有的环保以及可持续性发展的特性将绿色、节能环保的理念融入到了高速铁路建设当中，使得其对铁路沿线上的环境进行了一定程度上的保护，另外系统中的相关设备所具备的可回收性能以及再利用性能能够满足国家绿色环保型社会的发展理念，保证了整个高速铁路牵引供电系统符合国家可持续发展的战略。 4.2高速铁路牵引供电关键技术 （1）外部电源

对高速铁路牵引供电系统当中的外部电源选择上需要通过电力机车所需要的牵引负荷方面、负荷特性方面、牵引供电的可靠性方面、牵引供电系统的提供电能的条件以及电源对整个供电系统所产生的影响等方面进行必要的考虑，通过对这些影响因素的综合分析来选择合适的供电系统外部电源，从而在发挥电源本身功能运用的同时还能够达到节能的效果。 （2）雷电防护技术

受雷电作用的影响，在牵引供电系统进行设计时还需要采用必要的雷电防护技术来防止雷击效应对供电系统造成的影响。在这项技术的应用上应当在满足国家相关规范标准的要求下采用相关的避雷器或避雷针与绝缘子的结合使用来对雷电进行防护，从而保证牵引供电系统正常的工作，同时还需要采取相关的自动合闸技术来解决雷击后的跳闸现象。 （3）接触网技术

高速铁路电力机车运行时的动力主要是靠接触网来进行电能的传递，因此对于接触网的选择来说也是至关重要的环节。在进行接触网技术设计时，要对接触网自身的弹性进行分析，避免电力机车运行过程中存在的跳动问题而产生的影响，从而保证高速铁路牵引供电系统的正常运行。 5.结束语

综上所述，我国高速铁路牵引供电系统方面的设计需要一定的技术支撑来确保其能够在稳定的环境中运行，对于电力机车的行驶安全也是一种保证，对推动我国经济发展具有促进作用。 参考文献

[1]何正友，冯玎，林圣等.高速铁路牵引供电系统安全风险评估研究综述[J].2016（3）. [2]高鹏.中国高速铁路牵引供电关键技术[J].城市建设理论研究（电子版）.2016（9）. [3]李亚楠.高速铁路牵引供电关键技术分析[J].中国高新科技.2018（10）.