1、哈大電氣化鐵路牽引供電系統情況介紹作者:日期:哈大電氣化鐵路牽引供電系統情況介紹哈大鐵路為中國鐵路網中一條重要干線，貫穿哈爾濱、長春、沈陽、大連四大樞紐，始建于 18981898 年，為雙線鐵路，線路全長 946.5946.5 公里。在東北乃至全國鐵路運輸中具有十分重要的地位。國家計委于 19901990 年 1212 月3131 日批準對哈大鐵路進行電氣化技術改造。20012001 年8 8 月 1818 日開通沈陽至哈爾濱段，1111 月 3030 日開通沈陽至大連段，既全線開通運行。哈大電氣化鐵路是我國首次系統引進具有國際先進水平的德國技術、設備和管理模式，其牽引供電系統適應 200km

2、/h200km/h 高速鐵路。牽引供電系統新建牽引變電所 1717 座，架設接觸網33143314 條公里，RTU135RTU135 個，隔離開關 900900 余臺，遠動控制系統設置 1 1 個主控中心和 4 4 個分控中心，設置搶修基地 4 4 個，引進接觸網動態檢測車 1 1 輛。開通之初成立了哈爾濱、長春、沈陽、大連 4 4 個供電中心，隨著鐵路改革的深入，維修體制也幾經變化，現全線由沈哈兩局的沈陽、長春、哈爾濱供電段擔負運營管理工作。哈大電氣化工程系統引進規模大，設備技術水平新，建設速度快，自全線開通至今，系統設備性能穩定，總體質量優良，達到了項目引進的預期目的。現全面介紹如下：一、

3、哈大牽引供電系統特點（一）供電方式1 1、全線采用 220/27.5kv220/27.5kv 單相變壓器供電，牽引變壓器利用率高，變電所接線簡潔，接觸網電分相數目少，適應高速、繁忙區段。兩路進線電源，設有跨橋連接，兩臺主變壓器互為備用。2 2、采用帶回流線上下行全并聯直接供電方式。上下行正線的接觸網在車站通過一個帶短路報警互感器的柱上開關進行并聯。為了改善接觸網的電傳輸特性，沿正線貫通架設加強線和回流線，每隔 15001500 米加強線和回流線進行一次電連接，可每隔 300300 米上下行的回流線并聯一次，以明顯降低接觸網阻抗值和電壓降，從而加大變電所的間距，減少牽引變電所的數量，節省了工程投

4、資，降低了運營成本。3 3、牽引變電所在饋線出口同方向上下行供電臂共用 1 1 臺斷路器。4 4、采用了以接觸網柱上隔離開關替代目前我國電氣化鐵路雙線區段分區所和樞紐內建開閉所的新技術，取消了土建及配套工程，節省了工程投資及運營費用。（二）牽引變電所1 1、采用單相變壓器、室外補償電容裝置及室內柜式 27.5kv27.5kv 電氣設備。2 2、變電所內設置了接觸網自動檢測裝置，即短路檢測裝置和反向電壓檢測裝置。保證設備及作業人員的安全。3 3、采用饋線斷路器操作失靈保護，斷路器箱體和變壓器碰殼保護、接觸網熱保護技術,提高了運營可靠性。4 4、1717 座牽引變電所的結構相同，區別在于變壓器的容

5、量、與變壓器安裝容量相匹配的有關設備，以及接觸網的饋線數量。一般變電所饋出 3 3 條線路，編組站、區段站根據分場、分束供電要求設置饋線數目。5 5、全線采用遠動系統，牽引變電所無人值班。6 6、牽引變電所設備全套系統引進，中方施工單位安裝，德方專家調試。7 7、牽引變電所保護系統全部采用數字化保護，動作準確、可靠。保護設備部件集成化,體積小，占用空間少，故障率低，維修量少。（三）接觸網1 1、正線采用德國 Re200CRe200C 系統，使用 Ris100Ris100 銀銅接觸線，較目前國內采用同材質接觸線截面小。站線采用 Re100Re100 的懸掛方式，使用 Ri100Ri100 純銅接

6、觸線。2 2、編組站和區段接觸網分段。在站場內，由許多柱上開關組成若干可單獨開合的電氣分段。這些柱上開關（除機車整備線外）配備了電動操作機構，可由電調值班人員遠程控制，停送電作業和故障判斷準確快速。43 3、利用弓網關系仿真軟件計算跨距配合、吊弦長度、道岔定位等問題，接觸網穩定性很好。保證最佳弓網配合關系，提高列車運行安全性。4 4、采用新型接觸網接地系統。架設上下行全并聯完全非絕緣回流線，回流線兼做架空地線，每隔 300300 米上下行回流線并聯一次，在區間用過軌單芯銅電纜連接，在車站用導流軟橫跨承力索連接。5 5、在低凈空橋處，支持裝置采用了德國進口的彈性支撐部件。6 6、接觸網構件采用了

7、大量的鋁合金材料，降低了接觸網重量，增加了彈性，便于維修更換。各部構件強度層次分配科學，使設備故障影響最小化。（四）遠動系統（SCADASCADA）全線設置一個電調中心和四個分調中心，使用的是一個控制系統，由德國 S.P.I.D.E.RS.P.I.D.E.R系統構成，采用較成熟的 SCADASCADA 遠動設備及支持軟件，通過分布在沿線各站 135135 個 RTURTU被控站，控制全線 1717 座牽引變電所及 900900 臺接觸網柱上隔離開關和負荷開關，自動化程度高，具有較強的可靠性，便于各控制中心調度員之間的協調。在我國首次實現了牽引變電所無人值班，提高了勞動生產率。（五）接觸網檢測方

8、式沈局接觸網動態檢測車是哈大電氣化系統引進工程的重要組成部分，全面引進了具有國際先進水平的德國檢測技術。檢測車車體部分由長春客車廠制造，于 20012001 年 1010 月 2727 日出廠。車體采用了 CW-200CW-200型轉向架， 構造速度 200200 公里/小時； 1515 號小間隙車鉤， G1G1 型緩沖器； 雙管制動系統， 盤型制動； 安裝了 PerkinPerkins s發電機組，并可采用客車發電車 AC380VAC380V 電源、電力機車 DC600VDC600V 電源及地面 AC380VAC380V 電源多種供電方式。檢測設備全面由德國引進。采用 DSA350DSA35

9、0 型受電弓，可以承載最高 350350 公里/小時的運行速度，在受電弓上裝有 2424 塊高性能傳感器，能精確檢測出弓網間水平和垂直接觸壓力、接觸導線高度、接觸線高差、接觸線斜率、拉出值、沖擊加速度、導線接近、車體振動加速度、接觸網電壓、運行速度、運行里程及支柱號等多項接觸網重要參數。接觸網電壓、運行速度、導線接近、定位器坡度、接觸線高度、接觸力、拉出值、運行里程、支柱號等參數實現實時和離線圖形顯示及打印，精準體現接觸網接觸導線的真實運營狀態，我們稱它為接觸網的“心電圖：通過檢測軟件對檢測數據實現自動評估，產生接觸壓力、拉出值等一系列參數的缺陷清單。目前，接觸網動態檢測車擔負著哈大電氣化鐵路

10、和秦沈客運專線的接觸網檢測任務，為接觸網的檢修、維護及安全運行發揮著重要作用。(六)運營管理1 1、運營體制(1)(1)、實行三級供電調度管理：路局電調和供電段操作電調(原分局電調)、供電段生產電調，供電段操作電調負責辦理日常停送電具體操作、系統故障判斷和組織處理任務。(2)(2)、開通之初 4 4 個供電中心只配備維修人員 863863 人，組織結構精干，職能分配合理，管理人員少。(3)(3)、牽引變電所采用無人值班，有人值守，每個變電所只配備 4 4 人編制。網工區設置少，管轄范圍大。每個網工區配置一臺軌道作業車，一臺平板車。(4)(4)、全線推行周期修與狀態修相結合的維修制式，最長檢修周

11、期為 4 4 年。結合引進設備特點和德方資料組織人員編寫了牽引變電所和接觸網檢修規程。2.2.運行指標僅以 20052005 年為例，該年度哈大線沈局管內各項技術指標統計如下：牽引變壓器容量 746746 兆伏安，受電量 12.412.4 億度，功率因數平均達到 0.93,0.93,全年跳閘288288 次，重合成功 254254 次，停電時間 5.875.87 小時，供電原因跳閘 1010 次，重合成功 7 7 次，停電時間 0.40.4 小時，每百萬千瓦時跳閘 0.0300.030 件，跳閘平均停電時間 1010 分/件，每百萬千瓦時供電原因跳閘 0.0020.002 件，供電原因跳閘停時

12、 8 8 分/件，弓網故障 2 2 件，每百萬千瓦時弓網故障 0.0020.002 件，每百萬千瓦時供電原因弓網故障 0.0010.001 件。3 3、安全情況僅以 20052005 年為例，沈陽局管內發生牽引供電事故及故障 2727 件，都發生在接觸網方面，其中因工程施工造成接觸網故障 1313 件（占 48%48%）、自然災害造成接觸網故障 4 4 件（占 14.8%14.8%）、因設備被盜造成接觸網故障 3 3 件（占 11.111.1%）、因列車事故造成接觸網故障 3 3 件（占 11.1%11.1%）、因設備質量造成接觸網故障 4 4 件（占 14.8%14.8%）、另外人身安全方面

13、發生 1 1 件職工觸電死亡事故，1 1 件觸電職工輕傷事故。二、運行中發現系統存在的問題及部分改進措施雖然哈大線牽引供電系統是從德國引進的，技術設備較先進，但在設計、施工、運營管理等方面存在與中國國情不相適應的地方，具體問題如下：（一）供電方式1 1、牽引變電所在饋線出口同方向上下行供電臂共用 1 1 臺斷路器，當發生故障或檢修時，停電范圍擴大，必須先將斷路器斷開，即同供電臂的上下行線路同時停電，再分開上下行隔離開關，切除故障或檢修區段，最后合斷路器，使非故障或檢修線路受到另一線路的影響，對運輸生產影響較大。2 2、編組站各場分束供電設置范圍過大，檢修停電作業對運輸產生干擾。（二）牽引變電所

14、1 1、牽引變電所維護問題德國進口電氣設備大多為免維護、壽命制運行設備，但是由于運行條件和運行環境的影響，這些免維護產品也需要維護，而德方采用其國內牽引變電所設備出現故障時，由生產廠家負責維護的維修方式，而哈大線牽引變電所設備出現故障時，沒有生產廠家或經銷商的授權人員處理故障，因此，從這點上，給安全供電帶來了一定威脅。2 2、牽引變電所無人值守問題。牽引變電所按設計要求無人值守，在設備方面也是可以實現無人值守，但是，由于中國的社會治安不同于德國，牽引變電所也沒有安裝相應的防盜措施，偷盜現象時有發生，對人身安全和設備安全構成了威脅。因此，沈局根據實際情況，開通后在每個牽引變電所院內修建了值守房，

15、安排值守人員 2424 小時值守。因在設計之初未考慮變電所有人值守，在交通、生活等方面給值守人員帶來了很多困難。3 3、牽引變電所排水系統問題。哈大線牽引變電所的排水采用滲水方式，無自動強排設備。對于中小量降水可以滿足，但是如果遇大暴雨則可能出現因排水不暢而引起的倒灌。（三）接觸網1 1、承力索的截面積偏小，抵御事故能力較弱。哈大線承力索截面為 50mm250mm2 的青銅絞線，全路所有電化線路的承力索截面都大于此截面。從幾年來的統計看，接觸網發生短路故障時，多數會造成承力索斷線，截面偏小是承力索斷線的重要原因。針對這個問題，運營單位對易發生短路處所（如上跨橋、與其它建筑物相近的地方）的承力索

16、進行絕緣防護，減少了此類事故的發生。2 2、接觸網的絕緣設計為重污染設計，而絕緣爬距為 1200mm1200mm, ,不能滿足大連沿海地段和個別重污染地段的絕緣要求，在雨雪霧等惡劣天氣條件下，造成絕緣子的閃烙和放電，引起斷路器跳閘，嚴重影響運輸和相關部門設備的安全。應該制定解決措施，如將污染區段絕緣子更換為防污型，購置絕緣子帶電水沖洗車等。3 3、部分大站正線上的隔離開關設置不合理，如四平站 05#05#、06#06#、07#07#、08#08#隔離開關無法斷開加強線，停電作業時，只能整條正線全部停電，與正線相連的所有渡線均不能通過電力機車，導致整個上行場或整個下行場無法行駛電力機車，影響范圍

17、大。這樣的站上下行正線維修天窗很難兌現。4 4、三跨非絕緣錨段關節只在開口側安裝一組雙線電連接，而閉口側沒有電連接。在運行中發現，由于機車取流較大，閉口側工作支和非工作支間存在電位差，多次燒斷斜拉線，使定位管下落，造成打弓，嚴重時還曾經直接燒斷接觸線。因此，在此問題比較突出的地方，采用閉口側安裝一組雙線電連接的方式，解決了該問題。5 5、由于選擇材質未考慮國內治安環境，地面設備丟失比較嚴重。如火花間隙連接電纜、過軌回流電纜、吸上線電纜都是銅材質，補償裝置的限制管和托架均為鋁合金材質，銅和鋁合金材質比較貴重，沿線偷盜情況較為嚴重，在威脅安全的同時，增加了運營成本。為解決設備丟失問題，經與鐵三院研

18、討后，把銅電纜改為帶絕緣的鋼絞線，把鋁合金管改為角鋼，在不影響功能的情況下，偷盜現象明顯減少，而且降低了運營成本。6 6、德國產分段絕緣器空氣絕緣距離不夠的問題。德國產分段絕緣器空氣絕緣距離為210mm210mm, ,技規規定為 300mm300mm, ,困難情況下不得低于 240mm240mm, ,不符合技規要求。現以對部分拉弧嚴重地點采用國產設備進行代替。（四）遠動系統1 1、遠動系統的短路點測量距離值不準確，給調度員判斷故障點的位置造成一定難度，主要原因是正式投運前沒有進行短路試驗。建議今后新線開通前在系統調試階段應該做短路試驗，正式運行后短路試驗將無法實施。2 2、遠程控制設置方式使通

19、信受干擾的機率增大。分調工作站發出的命令或遙測信息都要經過沈陽控制中心處理，再傳到控制終端執行，中間曲折多，分調操作速度慢，受通信設備故障影響的機率較大。即將采用的調度集中方式可解決此問題。3 3、通訊通道只有一條光纜，所以實際上沒有實現真正的一主一備，一但損壞影響遠動功能。（五）運營管理哈大線引進德國的設備和管理模式，設備是先進的，管理理念是科學的，但是沒有全面細致地考慮中國國情，如人員配置問題，沒有考慮值班、配合作業等所需要的人員。造成設計定員少，相應的房屋面積小，工裝設備缺，具體問題如下：1 1、網工區數量少。管轄范圍大，維修任務重，事故搶修時人員到達現場時間長。2 2、網工區人員不足。

20、最初編制，每個作業組 9 9 名網工，去除 1 1 人留守網工區，1 1 人駐站防護，兩側掛地線兼防護各 2 2 人，軌道車司機 2 2 名，1 1 名工作領導人，真正上網作業的只有 2 2 人，只能利用作業車處理網上簡單的問題。稍微復雜一點的作業，如調整補償裝置、調整弛度等，人手顯然不足，故障搶修時人員不足問題更為突出。網工區無汽車值班司機，影響事故搶修。3 3、搶修列車沒有定員，參加搶修時間滯后。4 4、土建房屋不足。第一，每接觸網領工區的原房屋面積是按定員為 1212 人設計的，現領工區定員配置 2929 人，超出了原設計規模，由于網工區房屋面積小，現不能滿足生產、生活的需要；第二，網工區沒有檢修間，生產所需常用簡易設備無處安裝；第三，由于材料庫較小，網工區日常檢修及事故搶修材料無處可放。5 5、牽引變電所建設問題。沒有獨立的工具備品間，圍墻高度設計為 2.5m2.5m, ,大門為網狀柵欄門，無法滿足防盜要求。6 6、牽引