[发明专利]高速客运专线动车组全程不设过分相的供电系统

说明书

技术领域

电气化高速客运专线供电系统是保证列车安全、稳定、高效运营的动力源。担负着由高压供电网安全取电，向列车提供稳定、持续、可靠的供电任务，是电气化高速铁路的重要基础设施之一。本发明涉及一种高速列车的牵引弓网供电系统，特别适用于CRH1型及CRH5型动车组不设过分相的弓网供电系统，也不在三相高压供电网引起负序电流的工程技术领域。

背景技术

电气化铁路是以电能作为列车的牵引动力供电和列车辅助供电的电力源，是专门供给高速铁路动车组输送电能的供电系统。本申请的发明人已针对CRH2型和CRH3型动车组提出了一个专利申请。高速铁路供电系统由两大部分组成，即外部和内部供电系统。

外部供电系统：外部供电系统首先是将发电厂输出的三相电升压或将公用三相高压电降压到110KV(高速电气铁路为220KV)，然后输至铁路专用三相高压电网。一条电气化铁路沿线设有多个牵引变电所，相邻变电所间的距离约为40～50km，牵引变电所的核心设备为牵引变压器，牵引变压器将110KV或220KV的三相高压电变换为27.5KV(额定电压25KV)的两路单相工频交流电，分别给铁路上下行牵引供电网输电，如图6所示。由于单相供电系统结构简单、建设成本低、运行和维护方便，所以铁路系统希望电气化列车采用单相工频交流供电。而电力系统的供电部门则希望铁路系统从电网三相平衡对称取电，以避免电网中三相不平衡，引起大量负序电流。负序电流会在电网中引起电压谐波、闪变、非线性等，这便严重影响电网的电能质量、降低功率因素，致使电网的能量线损增加，变压器效率降低、电动机产生附加震动，发电机出力不足，电机局部发热等。严重时以致影响保护的正常进行，甚至对电力系统引起巨大危害。为了减小牵引负荷对三相电网产生负序影响，电气化铁路的牵引变电所普遍采用换相轮换接入电力系统中不同相的供电方式，这些方式为：单相牵引变电所的换相联接，V，v牵引变电所的换相联接，YN，d₁₁牵引变电所的换相联接。两个相邻变电所的电压为牵引供电网电压，电压相位差60°。为了避免电网中的负序电流，电气化铁路采用相序轮换、分段分相供电的方案，在铁路沿线每20～25km作为一个供电区段，各个区段依次分别由电网中的不同相供电，就形成了电气化线路牵引供电系统的过分相结构。过分相结构为主断路器或分相绝缘器：

1)过分相时需配置主断路器，断开主断路器开关，只靠惯性通过中性段，如图7所示。由于主断路器的频繁开闭，影响其使用寿命，增加了投资和运行费用，又影响列车的运行速度。而且切换频繁会造成过电压，影响列车的电器设备，在切换过程中，还可能出现铁磁谐振现象，影响自动过分相的可靠性。

2)过分相时需配置分相绝缘器，分相绝缘器一般由三块相同的玻璃钢绝缘件组成，每块玻璃钢绝缘件长1.8m，宽25mm，高60mm，其底面制成斜槽，以增加表面泄漏距离。三块绝缘件之间的区域是不带电的，称为中性区域，中性区域的长度是以列车升双弓时不致短接不同相位为限，列车通过中性区域时必须不带电滑过，所以中性区域不能设置太长，以便越区供电，如图8所示。