高铁变电站内怎么安装

这是一篇针对高铁的科普文——

铁路机车是个庞大的家族，高铁只是这个大家庭的一个新成员，如果要连篇累牍赘述其他车辆，恐怕这个答案是写不下的，故本文针对高速铁路进行讨论。

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一、 高铁列车的动力来源是交流电还是直流电？

各国高铁基本采用交流电作为高铁列车的牵引网络的电流制式，简单列举如下。

中、法、日：25kV，50Hz；

德国：15kV，50/3Hz。

（萌萌的意呆立有3kV的直流线路。关于高铁电流制式这个问题，全世界都摸着意呆立过河）

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二、 高速列车如何获取电能作为动力？

（从电路角度来看，高铁采取AT（自耦变压器）供电方式。 关于AT供电@严同讲得很好，在此不赘述）

高铁能够跑起来，依靠的是牵引供电系统给高速列车提供电力。

牵引供电为电力系统的一级负荷。（德国是例外：德国高铁电网有独立于德国国家电网）

因此，高铁牵引供电系统包括架空接触网、牵引变电所、回流回路，如图1所示：

图 1 电力系统与牵引供电系统

一句话简述就是：

牵引变电所给架空接触线提供电能，高速列车将架空接触线的电能取回车内，驱动变频电机使列车运转。下面分三点详细解释这三个分句。

2.1 牵引变电所

牵引变电所为架空接触网提供电能。典型的架空接触网如图2所示。

图2 典型的架空接触网

架空接触网的末端是牵引变电站，平均数十千米/座。每个变电站伸出两个供电支，提供不同相的交流电，这就是「供电段」。据此可认为铁路供电是按照「供电段」来进行划分的。图3为典型「供电段」的运行模式：

图3 供电段运行模式

如图3，列车经过两个变电站的「供电段」时，先后通过A1-B1-A2-B2四个供电支。为保证供电安全，各供电支之间并非直接连结，而是存在确保电气绝缘（隔离）的结构或设计，因此各供电支之间不会短路。

列车从一相运行到另一相这个过程，叫做列车的过分相（电分相是线路上极短的一个区域，列车运行过程中，过分相瞬时完成）

因此，牵引变电所给架空接触网供能的过程可以简述为：

牵引变电所给各供电支提供电能，列车接受供电支的电能以维持运动，不断完成过分相-受流的循环（供电段）的同时向前运行。

AT供电方式主要是可以提供更大的电流给机车，现在的动车组额定功率都很大，一般都在10000kw左右，直接供电方式接触网无法满足一个供电臂内多组动车组的取流，必须采用AT供电方式。

目前我国电气化铁路牵引供电系统的供电方式有四种，即直接供电方式、BT供电方式、带回流线的直接供电方式、AT供电方式。

一、直接供电方式，虽然有结构简单，设备少，造价低，施工及运营维修方便等优点。但接触网对邻近通信线路干扰较大，所以一般不采用。

二、BT供电方式，是在牵引供电系统中加装吸流变压器和回流线，减轻了接触网对邻近通信线路的干扰。但接触线在吸流变接入处须设置电分段，电力机车通过时，易产生电弧，影响列车运行的安全和速度，当高速大功率机车通过时电分段时产生很大电弧，极易烧损机车受电弓和接触线，供电可靠性较低。且BT供电方式的牵引网阻抗较大，造成较大的电压和电能损失，故已很小采用。

三、带回流线的直接供电方式，是在接触网同高度的外侧增设了一条回流线，减轻了接触网对邻近通信线路的干扰。这种规定方式的特点是：结构简单，投资和维护量小；供电可靠性高；牵引网阻抗比直供和BT方式都小，能耗较低，供电距离增长；防干扰效果强于直供不如BT供电方式。

四、AT供电方式，优点是：

1、供电电压高。AT供电方式无需提高牵引网的绝缘水平即可将牵引网的电压提高一倍。线路电流为负载电流的一半，所以线路上的电压损失和电能损失大大减小。

2、防干扰效果好。

3、牵引变电所间距大、数量少。由于AT供电方式的输送电压高、线路电流小、电压损失和电能损失都小，输送功率大，所以牵引变电所的距离加大为80～120km，而BT供电方式牵引变电所的间距为30～60km，因此牵引变电所的距离大大减少，同时运营管理人员也相应减少，建设投资和运营成本都会减少。

4、适应高速大功率电力机车运行。因AT供电方式的供电电压高、线路电流小、阻抗小(仅为BT供电方式的1/4左右)、输出功率大，使接触网有较好的电压水平，能适应高速大功率电力机车运行的要求。另外，与BT供电相比，减少了电分相和电分段，提高了列车运行的安全和速度，提高了规定的可靠性。

虽然它有接触网结构复杂，供电设施较多，建设投资大，运营维护难度较大等缺点，但由于它的众多优点，我国高铁还是首选AT供电方式。

高铁变电站离高铁轨道有40米。根据查询相关资料信息显示4.1主变电所设置应设置在爆破警戒线以外。距离准轨铁路不小于40m。远离污秽及火灾、爆炸危险环境和噪声、震动环境。避开断层、滑坡、沉陷区等不良地质地带以及受雪崩影响地带。地面标高应高于当地上限洪水位0．5m以上。

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