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【摘 要】如今现代的电气化铁路其性能已经不再是需求的重点，换句话说就是性能本身是可以满足人们的日常需求的，现在的电气化铁路需要攻克的是在满足当下理论性能的前提下，如何保证更高的稳定性。
【关键词】电气化铁路;牵引供电系统;可靠性
引言
铁路牵引供电系统使高速铁路列车的正常运行具有更高的稳定性和高质量的电能。由于其需要较大的牵引功率和更高的电压水平，因此本文通过分析牵引供电系统，对牵引供电系统的供电能力和可靠性要有更高的要求，使电能优质并且更加可靠地传输给高速行驶的列车。
1、牵引供电系统分类
按照供电电流种类的不同，可以将牵引供电系统分为工频单相交流制、低频单相交流制和直流制3种类型。目前工频单相交流制在我国应用比较广泛。列车供电系统示意图如图1所示。
交流电气化铁路供电系统主要由电力机车、牵引变电所和接触网组成。由于负载是感性负载，会导致牵引供电网的功率因数降低、发电设备效率变差、发电成本提高、电网电能损耗增加等问题。
2、提高电气化铁路牵引供电系统可靠性的措施
2.1分、合闸操作
继电保护装置的输出实质上就是为了操作断路器的分、合位置。分、合闸操作，可分为对电保持型断路器的控制和对磁保持型断路器的控制两种。由于电保持型断路器和磁保持型断路器的操作机构原理不同，其控制方法也是不相同的。
电保持型断路器控制合分闸的功能及时隙如图2所示。
电保持型断路器在合闸时继电器的动合接点K1闭合，将旁路电阻R短接，断路器合闸线圈Q受全压通过较大电流，操作机构驱动断路器的动触头动作合闸。在合闸后继电器的动合接点K1打开，旁路电阻R与断路器合闸线圈Q串联，合闸线圈Q通过的电流减小为保持电流，由于磁隙接近于零，磁阻很小，即很小的电流也能使断路器保持在合闸位置。
断路器的合闸动作顺序如图2所示，外合闸控制回路输出1秒宽度的脉冲，使继电器K1得电动作，旁路电阻R被短接，0.5秒后发出合闸电平并保持，断路器合闸线圈得电后合闸，再过0.5秒后继电器K1分断，K2一直保持闭合，断路器合闸线圈Q流过较小的保持电流。
其分闸顺序为：使继电器K2失电，断路器即分闸。
磁保持型断路器控制分、合闸的功能及时隙如图3所示。
磁保持型断路器的合闸线圈为短时通电型。
磁保持型断路器的合闸顺序如图2所示，外合闸控制回路输出1秒宽度的脉冲，接通合闸继电器K1，合闸线圈Q正向得电（左进右出），断路器合闸。合闸后合闸继电器K1返回，合闸线圈Q失电，断路器通过永磁机构保持在合闸状态。
磁保持型断路器的分闸顺序为：外分闸控制回路输出1秒宽度的脉冲，接通分闸继电器K2，使合闸线圈Q反向得电（右进左出），流过反磁极电流，给永磁机构消磁，断路器的动触头在分闸弹簧的作用下分断，分闸后，合闸线圈Q失电。
2.2线路测试与自动重合闸
城市轨道交通直流供电系统合闸时必须确保系统无故障，线路检测是检测系统是否有故障的唯一办法。线路检测的原理如图4所示：馈线断路器接收到合闸命令后，不会立即动作，而是先启动旁路接触器KM 1，在检测线路中串入限流电阻R1，直流电压通过限流电阻R1加到接触网上，通过检测电压与通过电阻R1的电流的比得出线路电阻值，从而判断线路是否存在短路。在实际检测过程中，可以连续检测n次，每次测量持续时间为T秒，与下一次侧量间隔m秒。如果第一次测量判定线路绝缘良好则不进行后续测量，启动断路器合闸回路使断路器合闸。如果第一次测量不通过，则m秒后进行下一次测量，如仍未通过则认为线路存在永久性短路故障，斷路器被闭锁，微机保护装置发出故障信号。参数n，m，T可由用户修改。
线路检测每次通过的条件是测得的线路剩余电阻值R大于系统设置值Rmin。假设正极母线上提供1500V的直流电压，限流电阻R1设为52Ω，系统整定最小剩余电阻1Ω，当断路器接收到合闸信号时，线路检测的接触器KM 1首先闭合，限流电阻R1先接入电路中，此时若测得：
I≦ =28.3A
U≧28.3A×1Ω=28.3V
共持续3s，在测试时间内，每次采样值同时满足I≦28.3A和U ≧28.3V两个条件，即得出线路绝缘电阻R>Rmin，则线路检测通过，断路器QF1执行合闸命令。
对于直流牵引供电系统的保护和控制系统来说，自动重合闸与线路测试是密不可分的。线路故障后通过继电保护装置使断路器跳闸，启动重合闸再次合闸时将面临着向故障点再次送电的风险，要避免这种风险就必须先对线路进行绝缘测试，线路绝缘测试通过以后，才可以合闸送电，如果反复测试，但故障仍然不能满足最低绝缘电阻的要求，则判定线路存在永久故障，这时就必须将断路器闭锁，发出报警信号，以防扩大事故。
结语
在我国高速铁路牵引的研究中，需求是功率大，负荷电流大，交-直-交动车组功率因数高、谐波含量低的特点，同时在运行中能耗要低，可以保证机车的运行平稳，通过本文的分析与研究，供电的结构和供电系统的组成得到了分析，可以更好的为高铁机车服务。
参考文献：
[1] 吴旭峰.探讨电气化铁路牵引供电系统事故恢复技术[J].商品与质量·建筑与发展，2014，（2）：55.
[2] 张喜龙.地铁牵引供电系统可靠性分析[J].江西建材，2017，（13）：205-205.
（作者单位：中铁电气化局集团西安电气化工程有限公司）
【关键词】电气化铁路;牵引供电系统;可靠性
引言
铁路牵引供电系统使高速铁路列车的正常运行具有更高的稳定性和高质量的电能。由于其需要较大的牵引功率和更高的电压水平，因此本文通过分析牵引供电系统，对牵引供电系统的供电能力和可靠性要有更高的要求，使电能优质并且更加可靠地传输给高速行驶的列车。
1、牵引供电系统分类
按照供电电流种类的不同，可以将牵引供电系统分为工频单相交流制、低频单相交流制和直流制3种类型。目前工频单相交流制在我国应用比较广泛。列车供电系统示意图如图1所示。
交流电气化铁路供电系统主要由电力机车、牵引变电所和接触网组成。由于负载是感性负载，会导致牵引供电网的功率因数降低、发电设备效率变差、发电成本提高、电网电能损耗增加等问题。
2、提高电气化铁路牵引供电系统可靠性的措施
2.1分、合闸操作
继电保护装置的输出实质上就是为了操作断路器的分、合位置。分、合闸操作，可分为对电保持型断路器的控制和对磁保持型断路器的控制两种。由于电保持型断路器和磁保持型断路器的操作机构原理不同，其控制方法也是不相同的。
电保持型断路器控制合分闸的功能及时隙如图2所示。
电保持型断路器在合闸时继电器的动合接点K1闭合，将旁路电阻R短接，断路器合闸线圈Q受全压通过较大电流，操作机构驱动断路器的动触头动作合闸。在合闸后继电器的动合接点K1打开，旁路电阻R与断路器合闸线圈Q串联，合闸线圈Q通过的电流减小为保持电流，由于磁隙接近于零，磁阻很小，即很小的电流也能使断路器保持在合闸位置。
断路器的合闸动作顺序如图2所示，外合闸控制回路输出1秒宽度的脉冲，使继电器K1得电动作，旁路电阻R被短接，0.5秒后发出合闸电平并保持，断路器合闸线圈得电后合闸，再过0.5秒后继电器K1分断，K2一直保持闭合，断路器合闸线圈Q流过较小的保持电流。
其分闸顺序为：使继电器K2失电，断路器即分闸。
磁保持型断路器控制分、合闸的功能及时隙如图3所示。
磁保持型断路器的合闸线圈为短时通电型。
磁保持型断路器的合闸顺序如图2所示，外合闸控制回路输出1秒宽度的脉冲，接通合闸继电器K1，合闸线圈Q正向得电（左进右出），断路器合闸。合闸后合闸继电器K1返回，合闸线圈Q失电，断路器通过永磁机构保持在合闸状态。
磁保持型断路器的分闸顺序为：外分闸控制回路输出1秒宽度的脉冲，接通分闸继电器K2，使合闸线圈Q反向得电（右进左出），流过反磁极电流，给永磁机构消磁，断路器的动触头在分闸弹簧的作用下分断，分闸后，合闸线圈Q失电。
2.2线路测试与自动重合闸
城市轨道交通直流供电系统合闸时必须确保系统无故障，线路检测是检测系统是否有故障的唯一办法。线路检测的原理如图4所示：馈线断路器接收到合闸命令后，不会立即动作，而是先启动旁路接触器KM 1，在检测线路中串入限流电阻R1，直流电压通过限流电阻R1加到接触网上，通过检测电压与通过电阻R1的电流的比得出线路电阻值，从而判断线路是否存在短路。在实际检测过程中，可以连续检测n次，每次测量持续时间为T秒，与下一次侧量间隔m秒。如果第一次测量判定线路绝缘良好则不进行后续测量，启动断路器合闸回路使断路器合闸。如果第一次测量不通过，则m秒后进行下一次测量，如仍未通过则认为线路存在永久性短路故障，斷路器被闭锁，微机保护装置发出故障信号。参数n，m，T可由用户修改。
线路检测每次通过的条件是测得的线路剩余电阻值R大于系统设置值Rmin。假设正极母线上提供1500V的直流电压，限流电阻R1设为52Ω，系统整定最小剩余电阻1Ω，当断路器接收到合闸信号时，线路检测的接触器KM 1首先闭合，限流电阻R1先接入电路中，此时若测得：
I≦ =28.3A
U≧28.3A×1Ω=28.3V
共持续3s，在测试时间内，每次采样值同时满足I≦28.3A和U ≧28.3V两个条件，即得出线路绝缘电阻R>Rmin，则线路检测通过，断路器QF1执行合闸命令。
对于直流牵引供电系统的保护和控制系统来说，自动重合闸与线路测试是密不可分的。线路故障后通过继电保护装置使断路器跳闸，启动重合闸再次合闸时将面临着向故障点再次送电的风险，要避免这种风险就必须先对线路进行绝缘测试，线路绝缘测试通过以后，才可以合闸送电，如果反复测试，但故障仍然不能满足最低绝缘电阻的要求，则判定线路存在永久故障，这时就必须将断路器闭锁，发出报警信号，以防扩大事故。
结语
在我国高速铁路牵引的研究中，需求是功率大，负荷电流大，交-直-交动车组功率因数高、谐波含量低的特点，同时在运行中能耗要低，可以保证机车的运行平稳，通过本文的分析与研究，供电的结构和供电系统的组成得到了分析，可以更好的为高铁机车服务。
参考文献：
[1] 吴旭峰.探讨电气化铁路牵引供电系统事故恢复技术[J].商品与质量·建筑与发展，2014，（2）：55.
[2] 张喜龙.地铁牵引供电系统可靠性分析[J].江西建材，2017，（13）：205-205.
（作者单位：中铁电气化局集团西安电气化工程有限公司）