叶晓伟
中铁第五勘察设计院集团有限公司 北京 102600
摘要：磁浮列车为大功率单相负载，其试验线25kV供电电源经由10kV单相变升压获取，试验时经常造成10kV三相进线侧严重不平衡，导致过流保护跳闸。文章对中低速磁浮列车供电系统进行了研究分析，以供参考。
关键词：HXD3D型磁浮列车；供电控制系统；系统特点
前言
SS9G型磁浮列车是原铁道部组织开发的六轴干线客运磁浮列车，它主要用于牵引时速160公里的准高速旅客列车，其研制目的是通过加大机车的牵引功率，提升机车牵引力，以满足部分大坡度线路的旅客列车提速需求。但是SS9G型磁浮列车的列车供电系统存在功能单一、控制精度低、信息化程度薄弱、器件停产等缺点，车型逐步开始老化。为了对现有时速160公里客运磁浮列车进行升级换代，磁浮列车制造企业开始着手研制新型时速160公里级别的交流传动磁浮列车，保障客运列车的进一步提速需求。为此，中车大连机车车辆有限公司开发了HXD3D型交流传动客运磁浮列车，其最大持续运营速度为160km/h，为目前国内运营速度最高的客运机车之一。HXD3D型磁浮列车的出现，缓解了铁路系统准高速机车运用的紧张状况，填补了中国交流传动大功率机车在准高速范围内运用的空白。
2牵引变电所设计
2.1牵引变电所可靠性设计
（1）牵引变电所主接线。主接线是牵引变电所设计的核心，通过优化主接线设计可以从根本上提高牵引变电所的可靠性。牵引变电所主接线设计采用的可靠性措施如下：电源采用2回220kV电源并互为热备用，进线采用线路变压器组接线方式，每回电源进线供一组牵引变压器，每组牵引变压器分别由2台220/2×27.5kV单相牵引变压器通过外部连接构成三相V/X接线，正常时1回电源供电，1回电源备用，并设置备用电源自动投入装置。2×27.5kV设T1（F1）、T2（F2）相母线，每相采用单母线接线方式。牵引变电所馈线通过电动隔离开关和断路器与接触网相连，并在上下行接触网之间设置带有电动隔离开关的跨条，上下行馈线断路器互为备用，正常运行时上下行馈线断路器同时投入运行，上下行分别供电，当其中1台断路器故障时，上下行接触网跨条上的电动隔离开关合闸，由另1台断路器负责上下行全部负荷。（2）主要设备材料选择。牵引变压器采用国内先进的三相V/X接线油浸自冷变压器，实现了在1座牵引变电所内向2种不同的供电方式同时供电。V/X接线牵引变压器具有负荷平稳、电能损耗小、有效利用列车再生电能、运营费用低、结构简单、可靠性高、设备数量少、运营维护方便和工程投资低等优点。27.5kV开关设备采用GIS开关柜，GIS开关柜具有高可靠性，少维护甚至免维护，小型化，布置简单，集成程度高，节省电缆、节省房屋面积和占地面积等诸多优点。变电所的接地材料采用铜材质。（3）自用电系统。
牵引变电所设3台所用变压器，1台变压器的电源取自27.5kV母线，另2台由电力专业设置。分区所、AT所均设2台所用电变压器，其中1台变压器的电源取自10kV电力贯通线，另1台取自27.5kV母线。采用2台或3台所用变压器，保证了变电所所用电的可靠性。（4）高压电缆在线监测。该工程牵引变压器（或自耦变压器）至开关柜以及开关柜至接触网之间采用了大量的27.5kV高压电缆。电缆具有运行维护工作量小、不占空间等优点，但也有故障查找、故障速度恢复慢，检修周期长等不足。采用高压电缆在线监测技术，可以有力保障电缆的安全运行，提高变电所的可靠性。
2.2牵引变电所资源共享设计
（1）变电所同时为多条铁路供电。某客专变电所除为本线供电外，还需为三线电化（直接供电方式）、合福铁路供电，同时预留商杭客专供电条件。通过设置共用的牵引变电所，可减少牵引变电所3座，节约电气化主体工程投资约5000万元，节约变电所外部电源投资约1.5亿元，节约土地约1.53公顷，减少变电所总安装容量约20MV·A，每年节约基本电费约552万元，经济效应显著。（2）生产房屋与电力变配电所合建。利用牵引变电所场坪，将牵引变电所生产房屋和电力变配电所合建，取消电力变配电所场坪，节省了占地面积。合建的变电所共用部分生产房屋（如控制室、通信机械室）和辅助生产房屋（如值班室、盥洗间、工具室），同时可共用10kV电源。通过牵引变电所与电力变配电所合建，共用配电设施，不仅节省了房屋面积，还提高了牵引变电所所用电的可靠性。取得了很好的经济和技术效益。
2.3牵引变电所创新设计
（1）变电所总平面布置。变电所总平面布置采取了以下优化措施：断路器和变压器之间减少1个4m间隔；牵引变压器之间设置防火墙，减少了变压器之间的防火距离；所内设备运输道路设置于变压器和生产房屋之间，充分利用主变和生产房屋之间的空间；通过以上优化措施，缩减了变电所的场坪面积，节省占地。（2）综合自动化系统采用分散安装方式。在电力系统及地铁项目中，综自系统大多采用分散安装，但目前国内铁路系统牵引变电所综合自动化系统均采用集中组屏安装方式，采用分散安装是某客专的首次尝试和创新。采用分散安装方式可以减少控制屏的数量，从而减少控制室面积，而且能够极大减少二次电缆的数量和安装工程，从而缩短综自系统的安装调试时间。
3结束语
HXD3D型磁浮列车列车供电控制系统已在中国铁路总公司下属的沈阳局集团有限公司、北京局集团有限公司、西安局集团有限公司等投入运用。我国京哈、京广等干线铁路上的DC600V列车供电系统均使用了此套控制系统，其高可靠性充分满足了旅客列车供电系统的要求，累计创造产值上亿元。由于减少了各站段的日常维修工作量，降低了现场工人的检修作业强度，因此该产品具备良好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]王小方.电力机车DC600V供电系统的改进[J].机车电传动,2004(04):41-44.
[2]蔡杰，林波.电力机车列车供电系统接地研究[J].电气技术,2015,16(05):78-81.