铁路供电的现状与发展

摘要：高速铁路供电工程包含电力工程和电力牵引供电工程，在高速铁路总体投资中供电工程建设投资占比不大，但却贯穿了高速铁路施工建设全过程。确保高速铁路建设过程中供电工程按照施工设计组织要求有序推进和投入运行，对高速铁路建设推进具有重要意义。

关键词：铁路供电;发展现状;未来发展

引言

铁路系统运行过程中很大程度上受到供电系统影响，如果供电出现问题，会导致许多功能无法正常使用，极大降低铁路系统运行效率，还可能带来一些安全隐患。因此，需要持续加强铁路供电相关技术的研究，确保铁路建设实现可持续发展。

1高速铁路供电系统的建设现状

在高速铁路的建设优化之中，技术人员首先需要了解供电系统的主要功能。高速铁路供电系统在实际运行之中的主要工作包括牵引供电、生产及生活用电、供水用电、照明用电等多方面的内容，对于高速铁路列车的正常运行和安全运行有着不可替代的作用。一旦高速铁路的供电系统出现故障就会严重影响其运行过程。

1.1系统电压等级较低。高速铁路运行过程之中，列车对于供电系统的电压要求较低，就当前我国的高速铁路建设来讲，大部分高速列车的供电电压都在10-35kV之间，同时为了方便建设，供给铁路电压的变电所结构都较为简单，且由于其供应目标仅仅是高速铁路列车，因此供电负荷较小。

1.2供电系统的线路设计形式简单。在设计之中为了方便使用和检修，高速铁路供电系统的线路设计一般较为简单，当前我国的铁路系统之中一般使用单一辐射状网络。为了方便列车行驶过程之中的供电，用于铁路供电的变电所一般按照铁路的运行方向进行布置和链接，共同形成供电网络。在这种链接模式之下，供电系统的接线方式包括直闭线和贯通线两种形式。通过连接线的布置可以实现变电所之间的互相链接，提升高速铁路的运行质量。

1.3供电系统的设计稳定性要求较高。高速铁路在运行之中首先需要保证供电系统的稳定性，在供电线路设计之中，尽管配电线路的设计较为简单，但是为了供电过程之中断电时间不得超过150s，否则就会影响列车的正常使用，造成运行安全隐患[1]。

2高速铁路供电系统的技术发展趋势

2.1电容电流补偿方式

由于高速铁路的线路一般长于普通线路，因此在高度铁路的电力系统的运行过程中，贯通线的电缆线路都或多或少的存在对地电容，电缆线路相间及电缆线路的电容电流与架空线路的电容电流在供电系统正常的运行过程中有着许多风险：（1）供电设备中的变压器易存在电压过载的现象，从而造成危害。（2）可能会引起电弧重燃，从而引发过度电压，过度电压极易造成使供电设备的短路现象。（3）另外供电设备中电容极易产生无功过剩的状态，这种过剩的现象极大可能造成供电线路电压不稳定的现象。鉴于以上三种风险状况，我们在超长距离的10KV电力贯通电缆线路电容电流的补偿的问题方面，能够选择的最优的选择方案是设置专用的并联补偿的电抗器在高速铁路供电系统中。主要有在铁路沿线的配电所设置动态补偿仪器和在相关贯通线的沿线，按十千米左右分散设置，同时关联补偿的仪器。目前在我国的高速铁路的运行实践中，一般采取的是第二种补偿方式，这种新的技术能够帮助高速铁路供电系统有效地提高其系统运行的稳定性[2]。

2.2牵引供电系统防雷设计

雷电直击会影响铁路系统的电压供应。当铁路信号系统的周边变电所受到雷电直击时，由于预先的接地处理，外部的避雷网或是接地网络会将直接雷击约50%的能量引入地面，同时，供电系统可以分流大约40%的雷电能量，剩余的雷击能量一般是由信号楼之中的电缆以及金属管道等进行分流。在实际发生雷电直击时，电源线路和管线的设计结构会影响雷击能量的分配情况，当内部线路设计不当时，会造成雷击产生的过电压直接进入设备的内部，造成设备内部电路的损坏。在铁路电力设备的保护过程之中，最为主要的防治措施还是防雷设备的安装和使用。当前使用较多的防雷设备主要是避雷针、避雷线以及避雷网，避雷针的使用最广，在一些大型建筑、山区的信号塔以及面积较小的建筑物上都有使用，可以起到较好的防护作用。

目前我国正在开展高速铁路雷电防护的研究和牵引供电系统与动车组间绝缘配合的研究，相关标准尚不完善，而在建的高速铁路有相当线路区段处在多雷区和雷电活动特殊强烈地区，因此，若不能掌握雷电对高速铁路系统的危害并采取相应的措施，则有可能严重威胁高速铁路的运营安全。为了开展牵引供电系统雷电过电压防护方法的研究，高速铁路牵引供电系统的雷电防护研究，今后应深入调查分析既有线路的雷电事故，建立分析计算模型，计算牵引供电系统直击雷电过电压和感应雷电过电压，在工程实际中监测接触网雷电过电压波形及雷击故障点位置;利用覆盖铁路沿线走廊的地面雷电监测系统，根据雷电活动资料进行差异化防雷设计;研究雷害防护装置，分析雷害防护的动作方式和作用机理，在雷害严重的地区，检验既有防雷措施的有效性、可行性和合理性，根据研究成果提出改进措施，形成适合我国电气化铁路牵引供电系统的雷害防护指南。制定牵引供电系统的雷电防护标准是高速铁路面临的关键技术。我国牵引供电系统缺乏整体雷电防护相关标准，应在研究的基础上，制定相关标准。目前，各铁路设计单位正在研究，通过理论设计、试验研究、实际检验，确定了接触网专用避雷器和绝缘子并联间隙[3]。

2.3 制度建设

除了来自铁路供电系统的硬件设施之外，影响铁路供电系统运行状况的因素还来自于其他方面。其中，铁路供电系统的工作制度会直接影响这项工作的成效。实践经验表明，国内铁路出现供电故障的概率较小，这离不开整个铁路系统工作人员的共同努力。通过加强制度建设，已经能够对整个铁路供电系统形成严格的作业指导，通过规范的操作流程使他们能够正确操作各种设备，并且工作人员实时监测供电系统运行状况。一些先进的智能化监测设备能够显示出各项设备的运行参数，出现紧急情况时，能够立即触发保护和告警，有利于相关工作人员迅速锁定故障，排查故障。考虑到未来的发展状况，在建设铁路供电工作流程方面，还需要更多的从实际应用角度出发，深入考虑铁路供电系统使用的各项先进技术。从细节入手，这样才能确保铁路供电系统的制度建设更加优质，符合未来发展方向。安全生产作为制度建设的重要方面，能够提高铁路供电系统工作人员的安全意识，自觉按照规范流程来开展各项作业。有效落实了工作责任，实现清晰的权责划分，促使所有工作人员都能够自觉投入到工作中去，具备高超的职业道德素养，在工作上追求精益求精[4]。

3结束语

本文对铁路供电的实际状况以及未来发展进行了研究。总体来说，现阶段国内铁路供电系统建设已经取得了初步成效，为铁路运行提供了优质稳定的电能供应。在未来发展进程中，还需要进一步加强标准化建设，构建更加科学合理的工作制度，提前针对各种可能出现的情况来进行应急演练，全方位确保铁路供电系统运行的安全性以及稳定性。

参考文献

[1]李群湛.论新一代牵引供电系统及其关键技术[J].西南交通大学学报，2014，49（5）：559-568.

[2]周福林.同相供电系统结构与控制策略研究[D].西南交通大学，2012.

[3]程学庆，李月等.高速铁路供电系统安全风险研究.铁道科学与工程学报，2016，13（2）.

[4]孙珂，李勇.电气化铁路供电工程建设中存在的问题及相关建议[J].能源技术经济，2010（2）：40-42.