電氣化鐵道供電系統技術應用及其創新

穆松林

[中圖分類號] U223.6

[文獻標志碼]A

[文章編號]2095-6487 （2021） 02-0057-02 Application and Innovation of Power Supply System Technology for Electrified Railway

Mu Song-lin

[ Abstract] Wirh the continuous improvement of soc/al and economic level， the transportation industry has achieved good development， inthis context， the electrified railway poxver supply system came into being， the system by virtue ofits own height accuracy， strong flexibility and othercharacteristics is widely used in the field of raihvay transportation， and achieved good application effect， in order to give full play to and make use of theelectrified railway power supply system Taking the application of electrified raihvay power supply sysrem as an example， this paper studies the technicalapplication process of electrified railway power supply system from three aspects： the configuration of power monitoring system， the key technologyapplication of new in-phase power supply system and the new technology application of catenary. Finally， it discusses the specific application of electrifiedrailway power supply system and the development trend ofrelated teclrnology Scenery. Hope that tlrrough this study，to provide effective reference for therelevant departments

[ Keywords]

electrification; railway power supply system; teclrnology; application; innovation

近幾年，隨著我國科技水平的不斷提高，人們的出行方式更加多樣化和便捷化，在這樣的背景下，人們對交通運輸提出了更高的要求。而鐵路作為我國重要的交通運輸工具，電氣化鐵道供電系統性能的穩定可靠直接影響了鐵路運輸的安全性。因此，為了進一步提高鐵路運輸的穩定性、可靠性和安全性，如何科學應用和創新電氣化鐵道供電系統技術是相關部門必須思考和解決的問題。

1.電氣化鐵道供電系統概述

電氣化鐵道供電系統主要應用于國家電網中，國家電網在運行中出產生人量的交流電，此時，該系統通過借助鐵路牽引功能，實現對變電所的降壓處理，并將其輸送到軌道接觸網，此時，機車會利用接觸而獲得相應的動力能源，以滿足鐵路運輸需求。此外，以電流種類為劃分依據，可以將鐵路牽引供電系統劃分為兩種類型，一種是直流控制系統，另一種是交流控制系統。目前，我國主要使用的供電系統以交流控制系統為主，通過將利用變電所，將三相交流電設置為25kV的單相交流電，為縮小供電距離、減少工程施工成本、提高鐵道運輸的高效性和穩定性創造了良好的條件。該系統具有3大核心功能，分別是調度模塊、檢測模塊和自動化控制模塊，這些模塊的開發和應用，為滿足國家電網使用需求、提高鐵路運輸性能發揮出重要作用。

2 電氣化鐵道供電系統技術應用

甘前，利用電氣化鐵道供電系統，不斷提高電氣化實施效果，其目的主要體現在以下兒個方面：①為列車行駛提供強人的牽引動力;②提高鐵路系統結構的簡單化;③提高鐵道運輸的穩定性、可靠性和安全性，為減輕鐵道運輸壓力打下堅實的基礎。為了實現以上目標，相關部門要充分利用供電技術以及接觸網新型技術，不斷修改、優化和完善該系統的功能，確保該系統在具體的運行中，不會產生人量的有毒氣體，危害周圍環境，為保護環境，實現綠色環保發展創造良好的條件，只有這樣，才能真正地發揮電氣化鐵道供電系統的應用優勢，從而促進我國鐵路交通的健康、可持續發展，滿足人們的安全出行。

2.1 電力監控系統的配置

目前，電力監控中心在配置電力監控系統的過程中，主要采用了OPEN3000系統配置法，確保電力監控系統具有數據實時處理、電力報表處理、前置通信等功能，電力監控系統功能設計示意圖如圖1所示。該系統主要用到了4種數據庫，分別是實時數據庫、歷史數據庫、描述數據庫和圖形報表數據庫。在該系統的模塊之間，通過采用數據庫連接的方式完成相應的通信。此外，城市軌道交通系統做一個規模龐人的交通系統，具有高密度、人運量等特征，因此，為了確保該系統能夠可靠、穩定、安全地運行，相關部門必須要保證系統參數配置的正確性和精確性，避免因系統參數配置錯誤而造成安全事故。而電力監控自動化系統的應用為保證軌道交通的穩定性、可靠性和安全性提供重要的下臺支持，該系統具有強人的遙測功能、遙控功能、遙信功能和遙調功能。其中，遙測功能主要是指通過利用電子技術，實現對電壓、溫度、功率等模擬量的精確測量;遙控功能主要是指采用遠方控制的方式，對供電設備的運行狀態進行全方而監控，及時發現和維修供電設備故障問題;遙信功能主要是指采用遠程監控的方式，實時監控并了解系統設備的運行狀態。總之，電力監控系統通過完成相關數據的采集、系統設備的峪控以及相關參數的配置，以達到提高系統運行性能的目的，為進一步提高鐵路運輸效率和效果產生的積極影響。

2.2 供電技術應用

2.2.1 功率單元擾動量全前饋控制技術應用

為了避免擾動量對供電系統產生不良影響，相關部門要科學應用功率單元擾動量全前饋控制技術，通過采用負載電流控制的方式，不斷地提高系統供電系統動態響應效率和效果。此外，為了避免電網電壓諧波過強而降低了電流出現驟變現象，相關部門要充分發揮和利用積分控制器的應用優勢，科學控制電網電壓變化幅度，以最大限度地提高供電系統響應性能。同時，還要嚴格按照機車負載控制相關標準和要求，不斷提高電流波形質量，為實現對擾動量的科學控制提供有力的保障。

2.2.2 多臺無牽引變壓器同相供電裝置并聯控制技術應用

為了確保各個供電系統實現有效連通，相關部門要盡可能取消和舍棄電分相環節，同時，還要根據電力變換特征，針對逆變器出現的環流問題，提出相應的解決方案，以確保多臺無牽引變壓器能夠與供電裝置進行有效并聯，從而進一步提高供電的穩定性和可靠性。此外，一旦環流過人，會嚴重影響整體并聯系統的運行性能，甚至引發一系列的安全事故。另外，在使用同相供電系統的過程中，相關部門要借助逆變器的的應用優勢，嚴格按照以下并聯控制要求，完成對同相供電系統性能的優化。①將多臺供電裝置進行有效并聯，以實現就近供電的目的。②科學控制和調整線路距離，降低逆變器并聯的可能性。③牽引供電往往表現出比較高的電壓，這無疑增加了線路電能損耗量。

2.3 接觸網新型技術應用

為了充分發揮和利用接觸網新型技術的應用優勢，在設置鐵路供電的過程中，相關部門要以電氣化鐵道供電系統使用為切入點，對該系統參數進行科學配置，以達到提高網絡技術應用水甲的目的。最近幾年，隨著我國社會經濟水下的不斷提高和科技技術的不斷發展，我國逐漸加人了接觸網新型技術的應用。電氣化鐵道供電系統在實際的運行中，接觸網所處的外界環境以及電氣條件具有一定的復雜性和多樣性，為了確保接觸網在復雜多變的環境中電能可靠、穩定、安全地工作，相關部門要嚴格按照絕緣控制相關標準和要求，選用新型的絕緣材料改造接觸網，同時，還要將閃絡間距控制在920 mm，降低接觸網污閃突發安全事故發生的可能性，以保證相關操作人員的人身安全和財產安全。此外，相關部門還要在綜合考慮接觸網所處環境特點的基礎上，盡可能選用新型、先進的合成絕緣材料，不斷提高接觸網絕緣性能。電氣化鐵道供電系統在具體的應用中，對接觸網的絕緣性能提出了更高的要求，為此，相關部門要不斷提高接觸網的機械功能，同時，還要借助動態化測量技術，精確測量接觸網的絕緣性能，為后期更好地調整和控制接觸網絕緣性能提供重要的依據和參考。最后，為了有效地推廣和普及電氣化鐵道供電系統，滿足用戶的個性化使用需求，相關部門還要利用數據分析系統，不斷地檢測接觸網性能，以達到提高接觸網機械設備運行性能的目的，避免因接觸網機械設備質量不過關而影響鐵路運輸的安全性，同時，還要在充分結合成本預算的基礎上，盡可能選用先進的接觸網機械設備。為了縮小銅金屬材料的購買成本，相關部門要將銅金屬材料替換為鋼鋁導線，確保接觸網機械設備能夠可靠、穩定、安全地運行。

3 電氣化鐵道供電系統技術發展前景

不斷提高鐵路運行的安全性是電氣化鐵道供電系統技術應用的重要內容，因此，在應用該系統技術的過程中，要重視對鐵路安全設計。同時，在供電技術的應用背景下，還要嚴格遵循節能降耗、綠色環保發展原則，確保電氣化鐵道供電系統真正地發揮自身的作用，以實現對鐵路運輸的自動化、智能化和信息化管理，從而最大限度地提高鐵路運輸安全性。此外，還要將保障鐵路運輸安全作為未來發展目標，在此基礎上，還要重視對相關運輸發備的優化和完善，確保相關運輸設備能夠可靠、穩定、安全地運行。另外，由于電氣化鐵道供電系統內部結構比較復雜，為了促進該系統接觸網新型技術和供電技術能夠向智能化、自動化方向不斷發展，相關部門還要重視對人數據技術、人工智能技術以及物聯網技術等各種新型信息技術的科學應用。

4 結束語

綜上所述，電氣化鐵道供電系統的出現和應用為加快我國鐵路交通建設進程提供有力的保障。該系統在具體的發展中，使用了多種技術，如供變電技術、接觸網新型技術等，同時，還能夠根據市場發展需求，不斷優化和創新新型技術，以保證系統運行性能，為確保鐵路能夠可靠、穩定、安全地運行，滿足鐵路運輸需求奠定堅實的基礎。

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