轨道交通牵引供电系统综述

轨道交通牵引供电系统综述

侯建鑫

济南轨道交通集团第一运营有限公司  山东济南   250300

摘要：随着人们出行需求的不断提高，轨道交通牵引供电系统开始受到广泛关注。因此，本文主要对轨道交通牵引供电系统进行了简单分析，指出了当前轨道交通牵引系统的几种形式，并简单列举和说明了目前轨道交通牵引电源系统可能出现的各种问题。为缓解城市化进程中的持续拥堵，近年来，中国在各城市加大了轨道交通建设。城市轨道交通是城市交通的重要组成部分。为了保证其正常运行，有必要加强对城市轨道交通直流牵引供电系统的研究。对于更为重要的牵引供电系统，本文在介绍了交直流牵引供电系统的作用和优缺点后，重点介绍了不同牵引供电系统相关技术，以供参考。

关键词：轨道交通；牵引供电；综述举措

引言

随着近年来我国经济水平的快速发展和逐步提高，我国基础设施建设逐步取得了一些令人瞩目的成就。特别是在中国的地铁道路建设中。根据目前可靠的调查数据，我国目前的铁路运营历史已达到12万多公里，铁路仍在持续建设过程中，技术水平也在进一步提升过程中。同时，全国各大城市基本实现了铁路的布局和建设。轨道交通涉及的内容很多，组成部分比较复杂。然而，除了中国轨道交通发展里程电气化率达到60%以上的优异成绩外，牵引供电系统也是保障轨道交通供电系统正常运行不可或缺的一部分。因此，本章重点对轨道交通牵引供电系统进行分析研究，确保供电系统在铁路运输过程中提供可靠、安全、优质的电能。在推动轨道交通牵引供电系统发展的同时，还需要进一步有效推动轨道交通系统发展。

1牵引供电系统的简介

牵引供电系统的组成非常简单，主要包括牵引变电所和牵引网两部分。除了牵引变压器的类型和牵引变电站的连接方式外，我们在轨道交通系统中最关注的主要问题还包括供电方式的选择对牵引网络电压水平的影响。

1.1牵引变电器

为了避免一台牵引变压器的问题对整个铁路交通造成巨大影响，直接设置两台牵引变压器来解决这个问题。一般而言，高速铁路使用的牵引变压器为接线牵引变压器。这种连接式牵引变压器主要由以下部分组成：单相变压器、变压器：接触网、中间抽头、轨道连接等。

1.2牵引供电系统

虽然并非每个车站都是我们传统的混合牵引降压变压器，但最常见的是车站和牵引变电站中的降压变压器。牵引变压器的整定不能随意进行，其使用时间涉及多方面。例如，在设置牵引变压器时，应严格考虑以下类型的问题，主要包括牵引系统网络结构、牵引网络电压水平、线路能耗、杂散电流保护、土建施工成本、运行维护、牵引网络失压、牵引供电电压水平、，以及牵引网电压水平。牵引变电站的主要设备还包括几个部分。在最佳情况下，开关柜需要使用绝缘全封闭组合电器，其优点是有效减少占地面积，而缺点是可能增加经济投资或造成某些安全隐患。为有效避免雷电波的侵入和破坏，开关柜进线应加装避雷器。

2轨道交通牵引供电系统应用

2.1轨道交通牵引供电系统发展历程

毫无疑问，牵引变压器是变压器中最独特、最重要和最核心的部件。其如此重要的原因在于，其承诺转换由电力供应系统提供的相关电能或直接将由电力供给系统提供的电能输送至牵引网络。同时，牵引供电系统也是轨道交通动车的核心能源，其主要部件是牵引变压器和牵引网络。牵引网的电压水平实际上受到许多因素的影响，但牵引网选择的供电模式对其影响最大。

牵引供电系统的发展历史也随着铁路运输的逐步繁荣发展以及高速铁路和重载铁路的发展变化而展开。首先是早期铁路运输。当时，对铁路运输没有太大的要求。既不要求列车运行速度高，也不要求牵引变压器容量大。因此，以往的轨道交通普遍采用单相牵引变压器，完全可以满足铁路运输的需要。虽然单相电压互感器在轨道交通中很少使用，但单相变压器易于制造、易于维护、不需要大量项目预算投资，且容量利用率高。单相变压器确实对中国早期轨道交通产生了重要影响，并发挥了巨大作用。然而，随着我国社会经济水平的快速提高和人民生活水平的逐步提高，单相变压器已不能满足轨道交通的大量需求。目前，铁路运输量不断增加，对铁路运输速度的要求越来越高。

2.2轨道交通牵引供电系统实际应用

因此，为了满足大容量变压器的要求，我们目前在铁路中广泛使用接线牵引变压器。这种连接牵引变压器具有单相牵引变压器所不具备的一些优点。例如，接线牵引变压器可以具有大容量，可以在二次侧同时保持三相，结构相对简单，制造工艺逐渐完善和成熟。它可以实现多个优点，例如同时为接触网和变压器供电。但这并不意味着连接变压器没有缺点。对负序电流无抑制作用，对电网的功率和电量影响较大。后来，在原有连接变压器的基础上进行了优化改进，初步实现了更大的容量和良好的抑制不利影响的效果。随着轨道交通的快速发展，牵引供电系统已成为研究热点之一。

本文将牵引供电系统引入普通高速铁路、高速铁路和地铁的牵引供电系统。随着铁路运输和列车运行速度的不断加快，线路建设逐渐向中小城市延伸，这对铁路牵引供电系统提出了更高的要求。因此，铁路牵引供电系统将面临两个问题，一是提高其供电能力，二是降低其对电力系统电能质量和沿线通信的影响。因此，研究具有负序抑制效应的牵引变压器和供电能力强的供电方式，有利于我国铁路牵引供电系统的发展。地铁牵引供电系统存在两个问题：一是列车频繁制动造成的能量浪费；二是牵引变电站供电距离短，增加了线路牵引变电站的数量，增加了工程成本。针对上述两个问题，一方面，新型反馈直流牵引供电系统可用于回收新列车的制动能量；另一方面，可以适当增加牵引网电压，提高供电能力，减少牵引变电站的数量。

结语：

轨道交通供电和牵引系统之所以开始引起人们的关注，主要是因为中国轨道交通行业的繁荣发展。本文将介绍铁路、高速铁路和地铁的牵引系统，并分析这三种供电系统的异同。指出当前轨道交通供电牵引系统需要解决两个问题。一是进一步提高供电系统供电能力，二是有效降低供电系统供电质量对铁路沿线各类通信设施的负面影响。地铁牵引供电系统存在两个问题：一是列车频繁制动造成的能量浪费；二是牵引变压器供电距离短，增加了线路上牵引变压器的数量，增加了工程成本。针对上述两个问题，一方面，新型反馈直流牵引供电系统可用于回收新列车的制动能量；另一方面，可以适当增加牵引网电压，提高供电能力，减少牵引变电站的数量。通过本文对轨道交通供电系统的各种分析，希望为未来轨道交通供电体系的持续发展和逐步完善提供相应的建设性建议。

参考文献

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