高速铁路牵引供电关键技术分析

发表时间:2021/7/9   来源:《中国电业》2021年第8期   作者:陶东博
[导读] 我国城市化进程现已进入高速发展期,高速铁路建设规模日益加大,为民众出行创造更多便利条件,
        陶东博
        武汉局集团有限公司信阳供电段  河南省信阳市  464000
        摘要:我国城市化进程现已进入高速发展期,高速铁路建设规模日益加大,为民众出行创造更多便利条件,也为社会各个行业的发展提供有力保障,牵引供电技术作为保障高速铁路平稳运行的核心技术,经过科研人员的不懈努力,现已完成初步优化与完善。本文将以高速铁路牵引供电系统的主要构成及基本特征为切入点,对其涉及到的关键技术加以综合探析,并在科学认识问题的基础上,研讨探究切实可行的实践策略,以期为相关研究者提供有用的参考依据。
        关键词:高速铁路;牵引供电;关键技术;探析
        引言
        牵引供电系统作为确保高速铁路正常运行的核心要素,其综合性能以及实际运行的可靠性、平稳性,直接决定高速铁路能否实现安全运行。新形势下,高速铁路对牵引供电系统的运转状态,提出更为苛刻的要求,具体而言,所构建的供电网需为高速动车组,提供较大容量的、电压级别较高的并且更加安全可靠的电能,与此同时,因高速动车组在实际运行期间,也会对电网带来较大干扰,故而,供电网的建设与后续维护工作,也需受到有关部门的特别注意。与发达国家电网相较而言,我国当下使用的电力系统电网,在短路及装机容量、系统指标等层面,还存有很多亟待改进的内容,这也就要求有关部门应重视起,牵引供电关键技术的优化革新与高效应用,以确保电网能够达到动车组供电电压、电能功效的预期要求及标准。
        1、高速铁路牵引供电系统的构成及特征
        为使高速动车实现安全可靠且平稳的运行,需充分发挥牵引供电系统的应有效能,确保其能够提供充足的动力支持。因高速铁路在实际运营期间,对动车组运行的密度、速率等,提出的要求较为严格,据此,针对高速铁路与常规铁路,所制定的列车技术规划方案,所采用的设备规格与功能,也需具有一定的差异性、执行性。现下较为常见的高速铁路牵引供电系统,大多由两部分构成,其一为接触网,其二为牵引变电,具体而言,牵引变电是利用牵引变压设备,将市政地区电力系统的电源电压,转化成能够推动电力动车完成行驶任务的电压,在此基础上,通过使用馈线将电压转移至接触网,而被输送至接触网的全部电压,在经受电弓完成转换后,即可确保电力动车获取足够的电能,继而为电力动车的运行行驶提供不竭动力。
        高速铁路的运行速率若想得到进一步提升,其核心关键是确保能量供给的充足稳定,为达到这一目标,需对电力牵引运行加以综合探析。高速铁路与常规铁路相较而言,前者所需的供电负荷较大,并且电容负荷波动也更为明显,与此同时,其具备的冲击性相对较强,平衡性相对较弱。据此,在高速铁路的实际建设阶段,有关人员需对列车电力牵引展开综合分析,确保铁路在日常运营期间的可靠性、平稳性。
        2、高速铁路牵引供电关键技术探析
        结合实践经验可以发现,牵引供电系统关键技术的主要特性,包括可用性、可靠性、安全性、可维护性、环保及可持续发展性等等。具体而言,可用性,当有关人员的操作行为不够规范,或是在发生问题时,牵引供电系统仍能继续运行发挥效能。譬如其具备的双回路供电系统,就可确保在发生突发情况后,系统仍能维持平稳的运行状态;可靠性,即所采用的牵引供电系统,必须要具备规范完善的设计体系,与此同时,还需配备可行性较高的设备与实行体系,只有这样,才能进一步强化可靠性;安全性,顾名思义就是指所实行的安全管理策略,需具有较高的科学性及可实施性,以确保能够有效预控问题事故,牵引供电系统不应受到高速铁路危险性的影响,同时要规避与其他系统的危险性,出现互相作用的情况。


        可维护性,针对这一特性,有关部门需采取切实可行的维护措施,保证牵引供电系统能够获得不间断地供电,并优先选择使用维护频率低或不需要维护的产品;在牵引供电系统实际建设阶段,有关部门需综合探析我国环境保护法的相关内容及要求标准,保证建设期间所产生的电磁、噪音等,不会对人员的人身安全、周边的自然环境等造成损害,并要体现出节能、环保理念,达到文明生产目标,继而实现长期可持续发展。
        3、高速公路牵引供电系统关键技术的实施策略
        3.1保障牵引供电系统电压质量
        有关部门在制定接触网电压标准时,需严格遵循普遍性原则,只有做到这一点,才能使电压标准适用于接触网设施、牵引变电机器、动车、车辆国际招标、物质购置等工作。现下,较为发达的国家对核心干线上接触网受电弓处的供电效能,提出了相对苛刻的要求,如若未能达到这一标准,将为机车带来诸多负面影响,甚至致使整个项目的安全效益与经济收益不断降低。
        3.2弓网受流系统
        在弓网配合方面,为使接触网更具安全性、可靠性,需尽可能地将接触网构成部分简单化;为使接触线的波动速率得以进一步提高,使高速铁路的整体运营水平,实现质的飞跃,需适当加大接触线的张力;为使接触网充分发挥出应有的效能,不断延长接触线的使用期限,需优先选择使用锡铜等抗磨损效果好且耐高温的合金接触线;有关部门应重视起对相符于接触网数据指标、运营速率的高速受电弓的研讨创新。接触线作为能够保障铁路实现高速运营的关键设备,实际使用的高速接触线,不仅要具备抗磨损、耐高温功效,还需具有极强的抗拉性。根据大量实践经验可以发现,镁铜合金线与锡铜合金线的抗磨损效果较好,其耐高温性与抗拉性也能达到规定要求及标准,可适用于运行速度较快的接触线。因各国家、各城市地区的具体情况有所不同,对弓网受流质量评定所提出的要求,以及所制定的评定标准也具有一定差异性,但其核心目标大同小异,都需提升受流质量的可靠性。具体而言,常见的评定因素虽然有很多,但其中最为关键的两项因素,一种是离线率,另一种则是接触压力,其他因素都需借助这两项关键因素进行体现。而判定牵引供电弓网是否匹配、受电弓能否达到标准,接触悬挂是否与玄关要求相符的重要标准,为弓网间的动态接触特性。
        3.3科学制定牵引供电采用的技术参数
        有关部门需对分相设备予以特别注意,并重点强调分相模式,必须要确保列车、牵引供电以及信号相互匹配,使其能够实现默契配合。通常情况下,其首要任务是明确列车采用的运行模式,分别确定单弓运行与多弓运行是何种方式,同时要查看母线是否处于并联状态,再选择使用有效的信号传送方法,只有在做好上述工作的前提下,才能快速实现供变电。现下,我国高速铁路专线在选择实际应用的运营模式时,大多会优先考虑单弓与双弓不并联这一运营模式,据此,分相设备的分相方式,应采用地表传输、车上切变信号等,与此同时,在选择接触网时,需优先考虑七跨锚段关节或九跨锚段关节。
        4、结束语
        总而言之,我国高速铁路事业现已取得一定进展,牵引供电系统技术水平也已实现质的飞跃,设备品种也基本配置齐全。在进行高速铁路工程的建设施工时,需要确保牵引供电系统达到运输要求、线路要求和动车组电气特性的各项要求,具有极强的越区供电效能,并且需要合理地确定外部电源、接线形式、牵引供电方式等,以保障高速铁路牵引供电能够实现列车正点运行,满足旅客运输要求。
        参考文献:
        [1]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):8-10.
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        [4]钱清泉,高仕斌,何正友,陈奇志,吴积钦.中国高速铁路牵引供电关键技术[J].中国工程科学,2015,17(04):9-20.
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