论文部分内容阅读
摘要：随着社会的发展与进步，重视铁路牵引供电技术及应用對于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍铁路牵引供电技术及应用的有关内容。
关键词铁路；牵引；供电；技术；设计；应用；
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
引言
目前，我国已经全面掌握了时速350公里—380公里电气化铁路设计、施工、检测技术体系；全面掌握了高速铁路接触网零配件、高强高导接触网导线、GIS开关、自动过分相等高铁关键产品研发和生产技术，构筑起了具有完全自主知识产权的中国高速铁路牵引供电技术体系平台，跻身世界高铁技术前沿。高速铁路是带动整个铁路电气化技术进步的重要动力，是铁路现代化上台阶的动力，通过引进、消化、吸收、创新，是我国电气化铁路建设的发展之路。
一、国内外牵引供电技术的现状
欧洲铁路200km／h及以上高速铁路网电气化技术体系。TsI是关于欧共体共同成员国铁路在实现横跨欧洲时牵引供电系统必须共同遵守的协同性技术规程书，适用于改造成200km/h和250km/h的高速线路，代表了欧洲铁路电气化的最新技术。目前形成商业运行的高速铁路有：法国瓦朗斯——马赛的地中海线、德国的法兰克福——科隆线、意大利的罗马——那不勒斯线、西班牙的马德里——巴塞罗那、日本盛冈——八户段的东北新干线。
我国牵引供电的技术现状。截止2012年我国的电气化里程已突破4.8万公里，到2020年，我国电气化里程要达到6．O万公里，面临空前大发展机遇。借鉴世界铁路的三种发展模式：一是以日本为代表的客运型；以美国、加拿大、南非为代表的货运型；以及中国、俄罗斯、印度的客货并重型，充分吸取较成熟的TSI标准，少走弯路，结合国情，我国一般采用直接供电方式，重载高速以AT供电方式；值守无人化将是大趋势；设备质量做到基本免维护、免维护，这就要求不断提高制造水平，降低寿命周期费用；采用简单链形悬挂；接触网实行状态修，以提高检测水平作为保证。
我国正在建设的客运专线，近期目标300km／h、远期350km／h，通过消化吸收，建立自主客运专线知识平台，以AT供电、220kv单相、设备拼装化、免维护、电缆出线、H型钢柱、150mm2接触线、简单链形悬挂、综合调度系统作为基本要素。
二、供变电技术及应用
我国电气化铁路一开始就选用了世界上最先进的电流制式———25千伏工频单相交流制。这种电流制式不需在牵引变电所内设置整流和变频设备，能直接从具有强大容量的电力系统取得电能，并以较高的电压向电力机车供电，使牵引变电所的供电设备简单化，牵引变电所间的距离增大，接触导线截面缩小，减少了电能损失，降低了建设投资和运营费用。而且全路采用统一的电流制式，也避免了交直流两种制式交接的技术难题。这是日、法、德、俄、意等国家所不及的。
我国电气化铁路采用的牵引供电方式有三种：直接供电方式（简称TR供电方式）、吸流变压器—回流线供电方式 （简称BT供电方式） 和自耦变压器供电方式（简称AT供电方式）。在最初修建的几条电气化铁路上采用的是直接供电方式。后来随着铁路电气化逐渐向繁忙干线发展，受影响的通信线路越来越多，其迁改工程量也越来越大。为了减少通信线路的迁改工程量和降低铁路电气化工程造价，于上世纪.70年代中期开始采用,BT供电方式。
1982年，根据京秦线运量大、牵引定数高等特点，我国从日本引进了整套AT供电技术设备，使牵引供电技术达到了新的高度。现在根据我国铁路的实际情况，依照经济技术合理的原则，在对沿线通信无特殊防护要求的一般区段，基本上都采用带回流线的直接供电方式，而在重载、高速、大密度的繁忙干线上和电源设施薄弱的地区则采用AT供电方式。牵引变电所设备是电气化铁路的心脏。牵引供电装置结合我国铁路实际，积极开发，不断改进，50年来也发生了巨大变化。如牵引变压器，在电气化初期基本采用普通三相接线变压器。进入20世纪90年代，在总结了过去几种牵引变压器的运行情况并结合电气化铁路的技术要求后，研制开发了阻抗匹配平衡变压器。这种变压器结构原理新颖，容量利用率高，三相平衡好。现在我国电气化铁路上已广泛采用。
我国电气化铁路的远动控制设备则经历了从无到有的过程。在早期修建的几条电气化铁路上，没有采用远动装置，牵引变电所均为有人值班方式。直到上世纪80年代初，石太线试装了晶体管型远动装置。后来在京秦线和大秦线则先后引进了日本和英国的微机型远动装置，并以此为基础，研制开发了我国自己的微机型远动装置。上世纪90年代末，京郑线北京枢纽工程中还引进了德国的远动装置，这种远动装置采用了先进的区域网络技术，功能已由过去只对单独线路的控制，延伸到对整个北京枢纽的控制，实现了真正意义上的综合自动化控制系统。现在我国电气化铁路的远动控制率已达70%，它已经成为我国电气化铁路牵引供电调度管理的重要技术设备。
三、接触网技术及应用
接触网是直接向运行中的电力机车供电的设备，它由接触导线、承力索、定位器等组成。接触网悬挂形式，在我国早期的电气化铁路线上主要采用半补偿弹性链形悬挂（正线）和半补偿简单链形悬挂（站线）。后来逐步在正线采用全补偿弹性链形悬挂，提高接受流质量。改革开放后，我国还于上世纪80年代在京秦线和大秦线引进了日本的重型全补偿简单链形悬挂技术，上世纪90年代在哈大线和秦沈客运专线上引进了德国的弹性链形悬挂技术。随着自主创新和技术引进，我国接触网悬挂型式不断改进，接触网受流条件得到了明显改善，接触网的稳定性和可靠性有了很大提高。现在，我国电气化铁路基本上都采用全补偿简单链形悬挂。接触导线最初在宝成线上采用普通铜导线。后来为解决缺铜问题，又研制了耐腐蚀钢铝导线。上世纪80年代后期开始，连铸连轧无接头铜导线开始成为我国电气化铁路的主型导线。上世纪90年代还在京郑线、广深线、哈大线和成昆线电气化工程中引进了德国银铜合金导线。承力索在一般区段采用镀锌钢绞线，在大电流区段采用大截面铜绞线。近年来随着防腐技术的发展，镀铝锌钢绞线开始逐渐推广使用。接触网零部件最初采用苏式零件。上世纪90年代先后在京秦线和大秦线电气化工程中引进了日本和法国的接触网零件。在材质上除铸铁件外，还增加了铝合金和铜合金零件。随着零件制造新工艺、新技术的采用，接触网零件的可靠性得到了很大提高。分相绝缘器最初采用过八跨式分相锚段关节，结构复杂，投资大。随后研制的三棒式分相绝缘器，在技术上前进了一大步，但机车过分相需要断电，而且合闸操作频繁。因此又设计了一套分相自动切换装置，使用在高速大电流区段。上面介绍的仅是电气化铁路上采用的部分牵引供电技术装备。
从总体上讲，我国电气化铁路的牵引供电技术有了很大发展，且在很多方面已经接近或达到了世界先进水平。但设备的可靠性、自动化水平及设计和施工技术标准等方面，特别是在时速300公里高速电气化铁路牵引供电集成技术方面，还有一定的差距，还不适应今天我国电气化铁路的发展。
结束语
现在，有关的科研、设计和施工等部门工程技术人员正在全力以赴地进行快速铁路相关技术的研究开发和相关技术标准的制定工作。相信随着我国快速铁路建设的发展和自主创新力度的加大，我国电气化铁路的牵引供电技术一定会有更快更大的发展，达到更新更高的水平。
参考文献
1. 孙震洋 哈大线牵引供电技术特点分析-铁道标准设计2010(6)
2. 冯金柱 我国电气化铁路牵引供电技术-铁道知识2006(3)
3. 花伟.杜旭升.刘启钢.杨文涛.喻乐.HUA Wei.DU Xu-sheng.LIU Qi-gang.YANG Wen-tao.YU Le 和谐号动车组作业流程调查分析-铁道运输与经济2007,29(9)
4. 李国锋 铁路牵引装备技术引进国产化策略-铁道技术监督2008,36(7)
个人简介
姓名 李欣 民族 汉
性别 男 出生年月 81.12
籍贯 江西 学历 大学本科
专业 电气工程及其自动化 学 制 4年 职称 工程师
研究方向 轨道交通电气工程施工技术及应用
毕业学校 华东交通大学
联系方式 手机:18611909165email:jack_lx@hotmail.com
简历 2003.7－2003.12：中铁十二局电气化公司朔郑徐铁路电气化工程指挥部第一项目部任技术员
2004.2-2004.12:中铁十二局电气化公司朔黄铁路工程二期电气化工程指挥部任第二项目部技术主管
2005.1-2005.6：中铁二十二局电气化公司计划经营部
2005.7-2006.1:中铁二十二局电气化公司株州至衡阳电气化改造工程项目部任项目副经理
2006.2-2007.9：中铁二十二局电气化公司计划经营部
2007.10-2008.9:中铁二十二局电气化公司包惠电气化改造工程项目部副经理
2008.10-2009.4：中铁二十二局电气化公司神朔电力工程项目部计划合同部部长
2009.5-至今：中铁二十二局电气化公司宜万项目部计划财务部部长
关键词铁路；牵引；供电；技术；设计；应用；
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
引言
目前，我国已经全面掌握了时速350公里—380公里电气化铁路设计、施工、检测技术体系；全面掌握了高速铁路接触网零配件、高强高导接触网导线、GIS开关、自动过分相等高铁关键产品研发和生产技术，构筑起了具有完全自主知识产权的中国高速铁路牵引供电技术体系平台，跻身世界高铁技术前沿。高速铁路是带动整个铁路电气化技术进步的重要动力，是铁路现代化上台阶的动力，通过引进、消化、吸收、创新，是我国电气化铁路建设的发展之路。
一、国内外牵引供电技术的现状
欧洲铁路200km／h及以上高速铁路网电气化技术体系。TsI是关于欧共体共同成员国铁路在实现横跨欧洲时牵引供电系统必须共同遵守的协同性技术规程书，适用于改造成200km/h和250km/h的高速线路，代表了欧洲铁路电气化的最新技术。目前形成商业运行的高速铁路有：法国瓦朗斯——马赛的地中海线、德国的法兰克福——科隆线、意大利的罗马——那不勒斯线、西班牙的马德里——巴塞罗那、日本盛冈——八户段的东北新干线。
我国牵引供电的技术现状。截止2012年我国的电气化里程已突破4.8万公里，到2020年，我国电气化里程要达到6．O万公里，面临空前大发展机遇。借鉴世界铁路的三种发展模式：一是以日本为代表的客运型；以美国、加拿大、南非为代表的货运型；以及中国、俄罗斯、印度的客货并重型，充分吸取较成熟的TSI标准，少走弯路，结合国情，我国一般采用直接供电方式，重载高速以AT供电方式；值守无人化将是大趋势；设备质量做到基本免维护、免维护，这就要求不断提高制造水平，降低寿命周期费用；采用简单链形悬挂；接触网实行状态修，以提高检测水平作为保证。
我国正在建设的客运专线，近期目标300km／h、远期350km／h，通过消化吸收，建立自主客运专线知识平台，以AT供电、220kv单相、设备拼装化、免维护、电缆出线、H型钢柱、150mm2接触线、简单链形悬挂、综合调度系统作为基本要素。
二、供变电技术及应用
我国电气化铁路一开始就选用了世界上最先进的电流制式———25千伏工频单相交流制。这种电流制式不需在牵引变电所内设置整流和变频设备，能直接从具有强大容量的电力系统取得电能，并以较高的电压向电力机车供电，使牵引变电所的供电设备简单化，牵引变电所间的距离增大，接触导线截面缩小，减少了电能损失，降低了建设投资和运营费用。而且全路采用统一的电流制式，也避免了交直流两种制式交接的技术难题。这是日、法、德、俄、意等国家所不及的。
我国电气化铁路采用的牵引供电方式有三种：直接供电方式（简称TR供电方式）、吸流变压器—回流线供电方式 （简称BT供电方式） 和自耦变压器供电方式（简称AT供电方式）。在最初修建的几条电气化铁路上采用的是直接供电方式。后来随着铁路电气化逐渐向繁忙干线发展，受影响的通信线路越来越多，其迁改工程量也越来越大。为了减少通信线路的迁改工程量和降低铁路电气化工程造价，于上世纪.70年代中期开始采用,BT供电方式。
1982年，根据京秦线运量大、牵引定数高等特点，我国从日本引进了整套AT供电技术设备，使牵引供电技术达到了新的高度。现在根据我国铁路的实际情况，依照经济技术合理的原则，在对沿线通信无特殊防护要求的一般区段，基本上都采用带回流线的直接供电方式，而在重载、高速、大密度的繁忙干线上和电源设施薄弱的地区则采用AT供电方式。牵引变电所设备是电气化铁路的心脏。牵引供电装置结合我国铁路实际，积极开发，不断改进，50年来也发生了巨大变化。如牵引变压器，在电气化初期基本采用普通三相接线变压器。进入20世纪90年代，在总结了过去几种牵引变压器的运行情况并结合电气化铁路的技术要求后，研制开发了阻抗匹配平衡变压器。这种变压器结构原理新颖，容量利用率高，三相平衡好。现在我国电气化铁路上已广泛采用。
我国电气化铁路的远动控制设备则经历了从无到有的过程。在早期修建的几条电气化铁路上，没有采用远动装置，牵引变电所均为有人值班方式。直到上世纪80年代初，石太线试装了晶体管型远动装置。后来在京秦线和大秦线则先后引进了日本和英国的微机型远动装置，并以此为基础，研制开发了我国自己的微机型远动装置。上世纪90年代末，京郑线北京枢纽工程中还引进了德国的远动装置，这种远动装置采用了先进的区域网络技术，功能已由过去只对单独线路的控制，延伸到对整个北京枢纽的控制，实现了真正意义上的综合自动化控制系统。现在我国电气化铁路的远动控制率已达70%，它已经成为我国电气化铁路牵引供电调度管理的重要技术设备。
三、接触网技术及应用
接触网是直接向运行中的电力机车供电的设备，它由接触导线、承力索、定位器等组成。接触网悬挂形式，在我国早期的电气化铁路线上主要采用半补偿弹性链形悬挂（正线）和半补偿简单链形悬挂（站线）。后来逐步在正线采用全补偿弹性链形悬挂，提高接受流质量。改革开放后，我国还于上世纪80年代在京秦线和大秦线引进了日本的重型全补偿简单链形悬挂技术，上世纪90年代在哈大线和秦沈客运专线上引进了德国的弹性链形悬挂技术。随着自主创新和技术引进，我国接触网悬挂型式不断改进，接触网受流条件得到了明显改善，接触网的稳定性和可靠性有了很大提高。现在，我国电气化铁路基本上都采用全补偿简单链形悬挂。接触导线最初在宝成线上采用普通铜导线。后来为解决缺铜问题，又研制了耐腐蚀钢铝导线。上世纪80年代后期开始，连铸连轧无接头铜导线开始成为我国电气化铁路的主型导线。上世纪90年代还在京郑线、广深线、哈大线和成昆线电气化工程中引进了德国银铜合金导线。承力索在一般区段采用镀锌钢绞线，在大电流区段采用大截面铜绞线。近年来随着防腐技术的发展，镀铝锌钢绞线开始逐渐推广使用。接触网零部件最初采用苏式零件。上世纪90年代先后在京秦线和大秦线电气化工程中引进了日本和法国的接触网零件。在材质上除铸铁件外，还增加了铝合金和铜合金零件。随着零件制造新工艺、新技术的采用，接触网零件的可靠性得到了很大提高。分相绝缘器最初采用过八跨式分相锚段关节，结构复杂，投资大。随后研制的三棒式分相绝缘器，在技术上前进了一大步，但机车过分相需要断电，而且合闸操作频繁。因此又设计了一套分相自动切换装置，使用在高速大电流区段。上面介绍的仅是电气化铁路上采用的部分牵引供电技术装备。
从总体上讲，我国电气化铁路的牵引供电技术有了很大发展，且在很多方面已经接近或达到了世界先进水平。但设备的可靠性、自动化水平及设计和施工技术标准等方面，特别是在时速300公里高速电气化铁路牵引供电集成技术方面，还有一定的差距，还不适应今天我国电气化铁路的发展。
结束语
现在，有关的科研、设计和施工等部门工程技术人员正在全力以赴地进行快速铁路相关技术的研究开发和相关技术标准的制定工作。相信随着我国快速铁路建设的发展和自主创新力度的加大，我国电气化铁路的牵引供电技术一定会有更快更大的发展，达到更新更高的水平。
参考文献
1. 孙震洋 哈大线牵引供电技术特点分析-铁道标准设计2010(6)
2. 冯金柱 我国电气化铁路牵引供电技术-铁道知识2006(3)
3. 花伟.杜旭升.刘启钢.杨文涛.喻乐.HUA Wei.DU Xu-sheng.LIU Qi-gang.YANG Wen-tao.YU Le 和谐号动车组作业流程调查分析-铁道运输与经济2007,29(9)
4. 李国锋 铁路牵引装备技术引进国产化策略-铁道技术监督2008,36(7)
个人简介
姓名 李欣 民族 汉
性别 男 出生年月 81.12
籍贯 江西 学历 大学本科
专业 电气工程及其自动化 学 制 4年 职称 工程师
研究方向 轨道交通电气工程施工技术及应用
毕业学校 华东交通大学
联系方式 手机:18611909165email:jack_lx@hotmail.com
简历 2003.7－2003.12：中铁十二局电气化公司朔郑徐铁路电气化工程指挥部第一项目部任技术员
2004.2-2004.12:中铁十二局电气化公司朔黄铁路工程二期电气化工程指挥部任第二项目部技术主管
2005.1-2005.6：中铁二十二局电气化公司计划经营部
2005.7-2006.1:中铁二十二局电气化公司株州至衡阳电气化改造工程项目部任项目副经理
2006.2-2007.9：中铁二十二局电气化公司计划经营部
2007.10-2008.9:中铁二十二局电气化公司包惠电气化改造工程项目部副经理
2008.10-2009.4：中铁二十二局电气化公司神朔电力工程项目部计划合同部部长
2009.5-至今：中铁二十二局电气化公司宜万项目部计划财务部部长