浅析铁道牵引供电系统分段供电技术

马冬木

摘 要 铁路牵引系统的供电方式通常采用的是直流制牵引供电系统，然而因其存在杂散电流等多种问题，需要较高的治理成本，并且治理过程较为困难，因此，可采用交流制牵引供电系统进行供电。基于此，本文首先介绍了铁道牵引供电系统，并对交流牵引供电系统的应用优势进行了分析，进而对其所应用的关键技术分段供电技术展开了探讨，以期可为现代交通轨道的发展与进步提供参考。

关键词 铁道牵引;供电系统;分段供电技术

引言

牵引电机可为铁道列车提供动力，牵引电机主要有两种，一是直流牵引机，二是交流牵引机。经过对比发现，交流牵引电机的成本相对较低，并且功率密度大，运行较为可靠，可满足高功率与快速运行的需求，因此，逐步成为铁道交通的主要供电方式，与之相关的研究也不断增多。分段供电技术是牵引供电系统中的关键技术之一，因此对铁道牵引供电系统分段供电技术进行探讨十分必要。

1铁道牵引供电系统分析

（1）直流供电系统。直流供电方式在城市变电所以及接触网等中运用较多，也可为牵引网进行供电，此种牵引网络大多运用的是双边供电方式，一旦线路出现故障，在大双边供电方式的支持下可保障供电的持续，可实现跨区域供电。直流供电可将电流进行分流，使之分布于各个网络当中，可实现远距离电流传输。然而在变电模式的影响下，供电距离不可太长，并且设备投资成本不断提高，且系统传输效率难以有效提升，总体而言，直流供电系统的应用价值并不高。

（2）交流供电系统。牵引变电所主要以单向“电压-电压”连接模式为主，一般变电所内会配备两部变压器，主要以双绕组单相变压方式为主，两者的结合形成了一角開口三角形结构。在结构中，高压侧一个公共端口以及两个开口端会与电网进行连接，低压侧公共端口会进行接地，而其余两个端口会与牵引侧母线分别进行连接。因为在线路区域内增加了加压系统，所以区域内设备照明使用变得更加便捷。但因为系统运行时间较长，且多处于动态取流状态之中，接触压力相对较大，所以此种供电方式对于设备耐磨损度有着极为严苛的要求[1]。

2交流牵引供电系统的优势分析

（1）经济性高。①直流供电系统中，35千伏均缆在为动力照明系统供电的同时也为供引系统供电，然而交流供电系统中二者所使用的电缆并不是同一个，可避免供电成本增加现象的发生。②交流供电系统应用时，无须进行整流机组的安装，也无须使用直流开关或安装迷流防护装置，地下设备较为简单，不会占用较大的土地面积，系统建设费用较低。③在交流供电系统建设时与直流供电系统的成本并无较大差异，然而变电所安装容量比牵引总容量要低，因此可有效节约电费及电力能源投入资金，再生电能利用率可得到有效提升，进而可节约电力资源使用成本。

（2）适用性强。在交流供电系统中运用了保护技术以及分段供电技术，还将状态辨识技术融入其中，可实现综合自动化系统的有效构建，可控制与优化牵引供电系统的运行方式，对其进行维修与维护时也较为简便。同时，在交流系统供电时，可利用主变电所同时进行多个线路的供电，可实现集中供电，电网接口数量得以有效降低，并可实现更加高效与便捷的管理，具有较高的适应性，

（3）可靠性佳。在交流系统供电时，无须进行整流机组的安装，使用的串联元件也并不多，可使系统的可靠性得以有效提升。同时，在保护技术及分段供电技术的支持下，供电系统的应用效果更强，可保持系统的稳定与安全运行。同时，交流断路器具有较高的可靠性，并且使用寿命较长，与直流供电系统相比，整体应用效果更为理想，因此，交流供电系统的应用价值更高[2]。

3牵引供电系统分段供电技术及其优势分析

（1）牵引供电系统分段供电技术。电缆牵引网在供电中应用率较高，主要是因为其可实现长距离传输，并且电能输送量较大，然而如果运用上行与下行线路并行的方式进行供电，其会消耗较高的供电成本，并且需安装较为复杂的设备，因此，可采用分段供电技术进行代电。在分段设计中，电缆可与接触网同步供电，也可实现分段供电。通常在变电器处可运用统一分段的方式，此种方式施工较为便利，而在其他区间线路一般会使用分开分段的方式进行供电，这可使系统运行更加可靠，也可对系统实施分段保障，以降低故障的发生率。

（2）分段供电方式。应用分段供电技术可及时进行故障问题的发现与解决，可降低故障产生的影响，同时也可使系统的可控性更高，维护更加便捷。在对单边或双边牵引网进行分段供电时主要有以下几种方式：①分区所处位置的自然分段。对双边供电牵引网进行纵向分段，使之分成两个部分，每部分的供电相当于之前单边供电的一个供电臂的供电量。②复线铁路上行与下行的自然分段。单边供电时可将牵引网的上行及上行采用横向分段的方式分成两个部分，双边供电时则需将两个相邻近的变电所之间的牵引网采用横向分段的方式分面四个部分。③AT供电方式的AT分段。应根据具体的线路情况进行细致分段，如可采用纵向分段的方式将之分为区间566（10km左右）的多个单元。接触网锚段属于最小的分段，而单边供电的一个供电臂属于最大的分段。

（3）分段供电与测控技术的优势。①可以更及时发现、隔离、排除故障，把故障限制在最小范围，把故障影响降低到最低程度，提高系统的可控性与可维护性。②牵引网分段供电与测控技术，将供电臂适当分段，运用同步测量技术，更准确、更及时地判别故障类型与部位，并把故障限制在最小范围内[3]。

4结束语

目前由于人们对出行的需求不断增加，各国交通事业也有了翻天覆地的变化，对于交通线路中不可缺少的供电系统，本文主要从交流牵引供电系统的电缆牵引网、分段供电保护等方向入手，对其进行了介绍，这种牵引供电系统的优势主要体现在可靠性强、传输电能大、成本相对较低等方面。

参考文献

[1] 王凡.城市轨道交通交流牵引供电系统及其关键技术[J].冶金丛刊，2017（5）：107-108.

[2] 张揽月，施晓芳.城轨交通牵引供电系统的新技术发展与应用[J].中国新技术新产品，2019（9）：18-19.

[3] 李张钢，刘志刚，魏路，等.新一代智慧型牵引供电系统关键技术与应用示范[J].都市快轨交通，2018（1）：136-142.