详谈电网电能质量对高铁运行的影响

　　近日，由北京西开往深圳北站的G79次高铁发生停电故障，上千人被困在40+℃的车厢内，持续近2小时，不少孩子和老人出现了不适和脱水现象。高铁安全稳定运行与其电网电能质量密不可分，如何保障高铁电网电能质量成为了当下讨论的热点。
　　到2020年，中国将新建高速铁路1．6万公里以上，形成以“四纵四横”高铁为主骨架的快速铁路网，现在高铁运行时速达到300km/h，提速至350km/h的呼声也在不断增强。
　　高铁的安全稳定运行与高铁电网的电能质量密不可分，电能质量问题可以导致电网电力故障和列车电力设备故障。探讨高铁电网电能质量问题对高铁列车的影响，我们就必须要了解高铁的供电原理和驱动原理。
　　
　　图1 2020年地图规划图
　　高铁牵引供电系统
　　
　　图2 高铁结构示意图
　　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。电气化铁路的牵引供电方式主要有：BT（吸流变压器）供电方式、AT（自耦变压器）供电方式和TR直接供电方式。由于高速铁路功率大，牵引电流较大，因此一般采用功率输送能力最强的AT供电方式，典型的
　　AT供电系统如图3所示。
　　
　　图3 典型的AT供电系统
　　引供电系统主要由牵引变电站（变电所）、自耦变压器AT、接触网T、回馈线F、铁轨R及高速列车组成。基本原理为：牵引变电站为整个牵引系统提供电源，电流从牵引变电站流出，通过接触网给高速列出提供电能，然后通过回馈线流回牵引变电站，AT供电方式的工作原理如图4所示。
　　
　　图4 AT工作原理图
　　高速铁路供电是按照“供电段”来进行划分的，平均数十千米/座。每个变电站伸出两个供电支，提供不同相的电流。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，每个供电支之间采用电气绝缘（隔离）的结构设计，因此各供电支之间不会短路。列出从一个供电支运行到另一个供电支是瞬时完成的。