1、發電廠或變電站（電力系統）輸電線（電力系統）牽引變電所電力機車接觸網鋼軌饋電線鋼軌回流線牽引供電系統接觸網牽引變電所電力機車鋼軌直接供電方式（基本型）接觸網牽引變電所電力機車鋼軌直接供電方式（帶負饋線）NF接觸網牽引變電所電力機車鋼軌BT供電方式（BT-回流線方式）NFBTBT接觸網牽引變電所電力機車鋼軌BT供電方式（BT-鋼軌方式）BTBT接觸網牽引變電所電力機車鋼軌AT供電方式 AFATATAT 分內橋接線和外橋接線。 （1）內橋接線：如下圖所示。內橋接線中帶有隔離開關構成的外跨條，作為檢修橋斷路器時旁路用。該接線的特點是線路中有一回故障時，不影響供電，但變壓器故障時，造成線路中斷。考慮到

2、變壓器故障率比進線線路少，因此這種接線可加強牽引負荷供電的可靠性而對電力系統不會帶來多大影響，目前采用較多。由于解列變壓器時也會造成線路中斷，所以如經常需要操作主變壓器時，則不宜采用內橋接線。必須注意，采用該接線時應與電力系統研究好斷路器檢修時的運行方式。 （2）外橋接線：如下圖所示。該接線的特點是變壓器故障不影響線路，變壓器的投入和切除方便，線路穿越功率只經過橋斷路器，但線路故障時影響一臺變壓器的供電。這種接線往往用于電力系統中比較重要的系統聯絡線上。1客運專線列車負荷特點牽引功率和列車速度關系曲線牽引功率和列車速度關系曲線10016020025030035001002003004002.8

3、4.67.413.318.624.8單位重量牽引功率（k W / t )列車速度( k m / h)1客運專線列車負荷特點負荷大各國代表性高速列車特性（300km/h以上） 參數車型國名載重（t）電機(kW)額定功率(kW）噸功率（kW/t）營業速度(km/h）JR-500日本700285641824026.1300TGV-A法國47911008880018.4300TGV-R法國41611008880021.2300Eurostar法國8161020121220015.0300AVE西班牙42111008880020.9300ETR500意大利63511008880013.5300TGV-K

4、orea法韓7741100121320017.1300AGV 法國35960012720020.1350ICE3德國40050016800020330ICE3-350E德國40055016880022350設計用車型中國800330481584019.8300100501001502002503003502003004005006007008009001000A(kN)km/h300km/h350km/h300km/h350km/h電流牽引力高速列車牽引和供電特性曲線速度高密度大功率因數高諧波含量低動力集中型和動力分散1客運專線列車負荷特點2牽引供電方式東海道、東北 、上越 、山陽、北陸、盛岡

5、-秋田、盛崗八戶等 所 有 新 干 線 總 長2154km，全部采用AT供電方式，運營速度為260300km/h。日本東 南 線 （ 4 2 6 k m ，270km/h）為AT與直供混合供電方式，而大西洋線、北方線、地中海線總長918km，全部采用AT供電方式，運營速度為300350km/h。法國德國曼海姆斯圖加特、漢諾威維爾茨堡、漢諾威柏林、法蘭克福科隆、紐倫堡英格爾斯塔特等所有高速線路全長880km，均采用直接供電方式，運營速度為250330km/h。漢城釜山全長412km，采用AT供電方式，運營速度為300km/h。韓國馬德里塞維利亞（471km，250km/h）采用直接供電方式，馬德

6、里巴塞羅那（730km，350km/h）采用AT供電方式。西班牙都靈佛羅倫薩，羅馬 那 不 勒 斯（620km，300km/h）采用AT供電方式。意大利另外，中國臺灣的臺北高雄高速鐵路也采用AT供電方式。2.1國外供電方式1996年1996年 日本日本山陽線新干線山陽線新干線300km/h300km/hAT方式AT方式1983年1983年 法國法國TGV東南線TGV東南線300km/h300km/hAT和直供混供AT和直供混供1990年1990年 法國法國TGV大西洋線TGV大西洋線300km/h300km/hAT方式AT方式1994年1994年 法國法國TGV北歐線TGV北歐線300km/h

7、300km/hAT方式AT方式2001年2001年 法國法國TGV地中海線TGV地中海線350km/h350km/hAT方式AT方式2003年2003年 韓國韓國漢城釜山漢城釜山300km/h300km/hAT方式AT方式2004年2004年 西班牙西班牙 馬德里巴塞羅那馬德里巴塞羅那350km/h350km/hAT方式AT方式2004年2004年 意大利意大利 都靈米蘭博羅尼亞佛羅倫薩都靈米蘭博羅尼亞佛羅倫薩 300km/h300km/hAT方式AT方式2008年2008年 意大利意大利 羅馬那不勒斯羅馬那不勒斯300km/h300km/hAT方式AT方式50Hz、25kV牽引供電方式（30

8、0350km/h）2.1國外供電方式牽引網電壓系統結構供電能力:電壓水平、越區供電能力運營成本防干擾外部電源適用場合2.2 AT方式與直供方式一般性比較饋線電壓2.3 AT方式的發展2.3 AT方式的發展輔助分區所GISAT間距2.3 AT方式的發展高速接觸網接地系統法國TGV大西洋線接觸網架空地線、鋼軌和新增的預埋地線相連，連接點間距為1.21.5公里國外接地方式2.3 AT方式的發展客運專線接觸網接地系統國外接地方式法國TGV大西洋線預埋地線埋設在接觸網支柱外側路堤內。2.3 AT方式的發展客運專線接觸網接地系統3牽引變電所與接觸網 我國227.5kV開關設備過去采用戶外型，布置分散、集成

9、化程度低、施工安裝復雜、占地面積大、運營維護條件差。27.5kV戶內開關柜（哈大線）227.5kV戶內開關柜（西班牙）3.2 GISGIS的使用壽命和維護使用壽命：30000次維護： 5年一次外觀檢查 10年一次簡單檢查 20年一次換氣檢查牽引變電所總平面布置占用場地面積比較占占 用用 場場 地地 面面 積積 比比 較較010002000300040005000600070008000900010000高 速 - 2 2 0 k V 戶 外 布 置高 速 - 2 2 0 k V G I S既 有 線 - 2 2 0 k V既 有 線 - 1 1 0 k V變變 電電 所所 布布 置置 方方 式

10、式占占地地面面積積（平平方方米米）27.5和227.5 kV開關設備3.2 GIS綜合自動化系統結構示意圖 層隔層間通層信理處通管理理處信地當監控通遠 程信處信通理控保測護單元測單元控護保測單元控護保測控元單保護測單元控護保測單元控護保測單元控護保測單元控護保 綜合自動化系統采用分層分布式系統結構，充分體現分散控制、集中管理的結構特點，詳見下圖。3.3 二次設備全所自動化系統3.3 二次設備牽引供電調度系統安全監控系統 弓網受流系統是高速鐵路關鍵系統之一，國外300km/h及以上高速鐵路弓網系統選用如下：國別國別線路名稱線路名稱最高運行速度最高運行速度(km/h)接觸線接觸線類型類型接觸線張力

11、接觸線張力(kN)(kN)接觸線波動傳播速度接觸線波動傳播速度(km/h)(km/h)受電弓受電弓類型類型接觸網懸掛類型接觸網懸掛類型日本日本山陽新干線山陽新干線300300CuSn170CuSn1702020414414Win350Win350復鏈復鏈法國法國大西洋線大西洋線300300Cu150Cu1502020441441GPUGPU簡鏈簡鏈北方線北方線300300CuSn150CuSn1502020441441地中海線地中海線350350CuSn150CuSn150、CuMg150CuMg1502525493493德國德國法蘭克福科隆法蘭克福科隆300300（設計（設計330330）R

12、im120Rim1202727572572DSA380DSA380彈鏈彈鏈紐倫堡英格爾斯紐倫堡英格爾斯塔特塔特300300（設計（設計330330）Rim120Rim1202727572572西班西班牙牙馬德里巴塞羅那馬德里巴塞羅那350350CuMg150CuMg15031.531.5553553DSA350DSA350彈鏈彈鏈韓國韓國漢城釜山漢城釜山300300Cu150Cu1502020441441GPUGPU簡鏈簡鏈3.4 弓網受流系統3.4 弓網受流系統受電弓Faero=0.0006xV2N7.12kg6kg5.8kgFsta=90N2496N/m14100N/m70Ns/m70Ns

13、/m80N/m3.5Ns/m3.5Ns/m2Ns/m2Ns/mGPU基本參數 DSA380基本參數 9.4kg8.1kg23kgFaero=70NFsta=70N6300N/m1200N/m1N/m5Ns/m140Ns/m3.4 弓網受流系統弓網受流質量的評價標準采用歐洲標準，如下表。評 價 項 目標 準300km/h350km/h平均接觸力 Fm（N）160190接觸力最大標準偏差0.3Fm離線率（%）0.14定位器允許抬升量與最大抬升量之比值23.4 弓網受流系統弓網系統受流評價標準4.設計暫行規定的說明4.1 牽引供電正線宜采用225kV(AT)供電方式牽引供電系統應保證獨立性和完整性接

14、觸網標稱電壓為25kV，長期最高電壓為27.5kV，短時（5min）最高電壓為29kV，設計最低工作電壓為20kV牽引變電所應采用兩回進線，并互為熱備用，進線電源優先采用220kV牽引供電系統應考慮再生和諧波對電力系統的影響牽引變壓器宜采用單相變壓器牽引變壓器和自耦變壓器采用固定備用方式；變壓器的安裝容量按近期運量需要確定，并按遠期運量預留基礎，其過負荷能力應滿足高峰小時牽引負荷的需要正常情況下分區所及自耦變壓器所處的上下行接觸網實行并聯4.2 牽引變電所 牽引變電所進線側宜采用線路變壓器組接線方式 綜合自動化系統宜具有供電臂自動組態，自耦變壓器故障自動解列線路故障區段自動隔離，故障點自動測距

15、功能。 牽引變電所、分區所、開閉所、自耦變壓器所宜采用無人值班、無人值守的運營方式 牽引變電所227.5kV側采用氣體絕緣開關柜（GIS），進線電源側在用地困難情況下，可采用氣體絕緣組合電器（GIS）4.3 牽引供電調度調度管理模式應符合以下規定：1.在綜合調度中心內應設置電力調度系統,并作為子系統納入綜合調度系統,負責牽引供電系統和電力供電系統的調度工作。2.在牽引供電維修車間內應設置牽引供電維修調度管理層，負責在總調度層的督導下對牽引供電系統的維修/搶修調度管理工作。本層配置牽引供電維修調度管理系統，并與綜合調度系統聯網。3.綜合工區內設置接觸網維修、搶修作業層。負責在牽引供電維修車間的督

16、導下對牽引供電系統接觸網的維修、搶修管理工作。本層配置接觸網工區維修管理系統，并與綜合調度系統聯網。4.在綜合檢測中心內應設置牽引供電檢測設備及信息管理系統，并與綜合調度系統聯網。在牽引變電所、分區所、開閉所、自耦變壓器所內應設置安全監視系統，并實現在供電段、搶修基地的遠程集中監視，主要配置功能宜包括：1.視頻圖象監視功能.2.防盜報警功能4.4 接觸網接觸懸掛主要技術要求應符合以下規定: 1.接觸網宜采用全補償簡單鏈型懸掛或彈性鏈行懸掛,弓網受流質量可參照下表規定的評價標準。弓網受流質量評價標準評價項目數值平均接觸力Fm(N)如下圖所示最高運行速度下接觸力最大標準偏差 0.3Fm最高運行速度

17、下的燃弧率0.14%定位器允許抬升量與最大抬升量之比值2平均接觸力與運行速度的關系曲線2.正線接觸線宜采用銅合金材質,額定張力不宜小于25kN。3.承力索宜采用銅合金絞線。4.接觸線允許工作應力應不超過其最小拉應力的65%，并應考慮有關不利因素引起的折減系數。支柱、基礎與支柱結構應符合以下規定：1.正線區間接觸網支持結構應采用旋轉腕臂結構形式，車站及多股道并行區段宜采用硬橫跨結構，動車段（所）等低速場合宜采用軟橫跨結構。2.路基地段單腕臂柱可采用環形預應力鋼筋混凝土支柱或鋼柱,高架橋上應采用鋼柱,腕臂柱外形宜全線統一。3.支柱基礎宜采用法蘭連接型基礎。接觸網的主要技術參數應按以下規定執行：1.

18、 接觸線懸掛點距軌面連線的高度宜全線采用5300mm2. 采用簡單鏈型懸掛時，正線接觸線宜設置0.5L的預留馳度(L為跨距)3. 正線接觸網的結構高度不宜小于1400mm。4. 正線接觸線在最大風時對受電弓中心的偏移不宜大于400mm5. 接觸網標準跨距為60m,最大跨距不大于65m,最小跨距不宜小于48m,相鄰距距之比不宜大于1.5：1,橋梁、隧道口、站場咽喉等困難區段不宜大于1.5：1。6. 正線區段接觸網錨段長度不宜大于2700mm。接觸網宜與通信、信號等專業共用接地體，采用綜合接地系統。4.5 電磁干擾防護計算雜音干擾影響應根據機車、動車組的諧波特性。計算電磁影響應根據高速鐵路的聲屏障

19、、橋梁、城市環境等綜合屏蔽特性。確定無線干擾影響應根據高速鐵路的弓網受流特性。防護措施的選用、應從干擾源、設備和線路各個方面進行技術經濟比選后確定；防雷接地等電磁干擾防護措施應采用綜合接地系統。5.國際咨詢成果5.1 背景5.2 牽引供電系統的牽引網供電方式和供電方案牽引變電所的合理間距供電方式牽引變電所間距（km）AT所間距（km）125kV26.9225kV49.711供電方式 由于125kV供電方式分區所數量較多，因此不推薦CHI高速鐵路遠期運營（車速350km/h，列車追蹤間隔3分鐘）采用這種方式。 同時125kV供電方式的電源供電點比225kV供電方式多一倍遠期牽引變壓器容量 屆時需

20、要130MVA的供電容量才能保證列車的正常運行。接觸網最大電流，接觸導線的載流能力 CHI高速鐵路的接觸網系統，與法國高速鐵路地中海的接觸網相似，完全能夠滿足CHI高速鐵路近期和遠期運營的需要。接觸網電壓水平 列車受電弓的最小電壓表明設計能滿足CHI高速鐵路近期運營的要求，但不能滿足運營要求，有必要對遠期進行進一步研究，理由是根據EN50163：最低持續電壓（V）標稱電壓（V） 最高持續電壓（V）最高短時電壓（V）（5分鐘）19000250002750029000 盡管CHI預留了4kV電壓儲備，但在供電分區所附近還是可能出現較大的壓降，應對這一點進行模擬檢驗。 結論兩種供電方式綜合比較如下：比較內容125kV225kV變電所間距+供電容量=接觸網電流=接觸網電壓=電能損耗+總投資+ 總的來說，經濟角度的比較顯示出225kV從電方式更有利，再加上該方式在技術方面的優勢，我們認為CHI高速鐵路采用225kV方式是更合適的。5.3 高速鐵路接觸網電壓標準 推薦采用EN5