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【摘 要】随着我国电气化铁路的不断发展，高速铁路正处在不断建设之中，牵引供电系统作为整个铁路工程的基础部分，它的优良与否直接关系到整个铁路工程的质量。本文就目前国内铁路工程的牵引供电系统的优缺点进行分析研究，提出优化设计与决策方案，并对决策进行评估，确保应用方案的可靠性。
【关键词】牵引供电系统；优化设计；决策评估
1、引言
高速电力火车自身并不攜带有供电设备，而是通过外部的牵引供电系统提供其电源，所以牵引供电系统的设计在整个铁路工程中显的尤为重要。目前我国的高速铁路正处在起步阶段，牵引供电系统的建设也存在许许多多的问题，享受着牵引供电系统带来优越性的同时，也相应的产生了各种不确定因素，如何优化牵引供电系统是目前研究提高高速铁路运营效益的关键性问题。下面将详细分析现有牵引供电系统的优缺点，并针对其优缺点提出想用的优化方案与决策。
2、牵引供电系统概述
牵引供电系统就是为电气化机车提供电力牵引供电方式的系统[1]。它一般由牵引变电所和接触网两大部分组成，牵引供电系统的简易结构图如图1所示。
如图所示，整个铁路工程的供电是先由地方变电所对牵引变电所供电，再由牵引供电系统提供给列车电力牵引。该种电力牵引方式的运用有利有弊，它的优点在于可以使机车获得强大的动力、效率高并且节约能源，又由于使用的是电力供能使得环境污染降到了最低限度；它的缺点也是由于系统自身因素带来的，笔者将其归纳为以下三点内容：
（1）发展初期的高效节能系统必然对其硬件设施建设要求极高，这就造成了人力物力投资的加大；
（2）牵引供电系统本身采用的是单向移动随机负荷，长时间的运行就会在电力系统中产生负序电压电流，且伴随产生大量的高频谐波，对电力系统本身和铁路沿线的各种线路都会造成一定的电磁干扰[2]；
（3）连接牵引变电所与机车之间的接触网需要按时检修，检修期间电力系统停止供电，机车也将随着停运，就会导致旅客滞留等问题。
3、牵引供电系统优化设计
由于现有的铁路供电系统已经运营多年，如果将其拆除重建的话必然会耗资巨大也严重影响正常的铁路营运，故需要在原有的设备设施基础上进行优化改进。针对上述提出的牵引供电系统的优缺点，再结合仔细的实地勘测，笔者提出以下几点优化方案：
（1）改进牵引变压器。牵引变压器是整个系统的重中之重，直接关系为机车供电的质量。变压器经常会在负荷情况下工作，所以我们需要针对不同的环境，选择与实际情况相匹配的变压器，变压器的考察性能包括其容量、牵引变电类型和接线方式等。
（2）改进系统中的导线。导线的载流能力也是影响电气性能的重要因素，由于供电系统的不断改进，原有导线的载流能力就可能不适合现有的系统，需要根据现有的供电能力对导线进行更换或者维护。
（3）改进接触网。由于接触网的维护改造需要在断电的情况下进行，所以我们的改造工程就要各部门的配合，在尽量不影响营运的情况下施工建设。接触网的改造包括五点内容，分别是桥梁、站台和雨棚、道岔定位柱、中间柱接触悬挂和接触悬挂下锚。
在改进接触网的同时，需要做到不影响桥梁结构的稳定性，必要时还需要在桥墩处加注钢筋混凝土以稳固桥梁，避免桥梁横向偏移的出现。现有的站台雨棚与接触网之间的悬挂方式按照最初的设计都无大的不同，而实际发展中各个地方对站台和雨棚都做过或大或小的改建，故接触网的悬挂方式就需要根据站台和雨棚的实际位置、环境等要素进行重新设计改造。由于长时间的运营，道岔定位柱往往会定位偏移，故需要根据现场环境对道岔定位柱进行调整，尽量使其在标准定位处或者偏向岔心。保持现有的中间柱接触悬挂，并在合适的位置再增设支柱，保证接触网的稳定性。现有的接触悬挂下锚位置的不恰当，可能就会影响该位置的铁路线路改造，针对这类问题，我们需要在其他位置增设悬挂锚柱，对现有的悬挂下锚进行改造。
（4）降低电磁波的干扰。在降低牵引供电系统产生谐波的同时，可以在铁路沿线每2-4公里处设置回流线和吸流变压器，这样供电系统产生的负荷电流就可以被牵引会变电所，大大减轻了对周围线路的电磁干扰。
（5）安全第一。在这些改造工作进行之前，一定要对现场环境、影响施工的各个因素进行透彻的勘察，工作人员的施工要严格按照设计方案和相应的行业操作规范进行，确保人身安全、机车安全、牵引供电系统安全和整条铁路工程的安全。
4、对设计方案的决策评估
上述优化方案的设计过程严格按照了既定的流程进行，首先分析现有牵引供电系统存在的问题，并针对这些问题进行了具体的规划设计，设计过程中考虑到了组成牵引供电系统的各方各面的改进方式、对周围环境影响的改进方案和施工中的安全问题，对具体的施工也起到了借鉴性的帮助[3]。所以针对牵引供电系统的决策方案是有合理性和可靠性的。
5、结束语
铁路工程的发展是利国利民的，方便人们日常的出行，也给国家经济发展带来了很大的助力。所以对铁路工程的不断改进建设是至关重要的，本文针对高速铁路的基础工程牵引供电系统的改造建设提出了几点优化设计方案，针对该决策的评估也是切实可靠的，希望能够在牵引供电系统改造方面给予铁路施工人员借鉴性的意见，帮助建设发展好国家高速铁路工程。
【关键词】牵引供电系统；优化设计；决策评估
1、引言
高速电力火车自身并不攜带有供电设备，而是通过外部的牵引供电系统提供其电源，所以牵引供电系统的设计在整个铁路工程中显的尤为重要。目前我国的高速铁路正处在起步阶段，牵引供电系统的建设也存在许许多多的问题，享受着牵引供电系统带来优越性的同时，也相应的产生了各种不确定因素，如何优化牵引供电系统是目前研究提高高速铁路运营效益的关键性问题。下面将详细分析现有牵引供电系统的优缺点，并针对其优缺点提出想用的优化方案与决策。
2、牵引供电系统概述
牵引供电系统就是为电气化机车提供电力牵引供电方式的系统[1]。它一般由牵引变电所和接触网两大部分组成，牵引供电系统的简易结构图如图1所示。
如图所示，整个铁路工程的供电是先由地方变电所对牵引变电所供电，再由牵引供电系统提供给列车电力牵引。该种电力牵引方式的运用有利有弊，它的优点在于可以使机车获得强大的动力、效率高并且节约能源，又由于使用的是电力供能使得环境污染降到了最低限度；它的缺点也是由于系统自身因素带来的，笔者将其归纳为以下三点内容：
（1）发展初期的高效节能系统必然对其硬件设施建设要求极高，这就造成了人力物力投资的加大；
（2）牵引供电系统本身采用的是单向移动随机负荷，长时间的运行就会在电力系统中产生负序电压电流，且伴随产生大量的高频谐波，对电力系统本身和铁路沿线的各种线路都会造成一定的电磁干扰[2]；
（3）连接牵引变电所与机车之间的接触网需要按时检修，检修期间电力系统停止供电，机车也将随着停运，就会导致旅客滞留等问题。
3、牵引供电系统优化设计
由于现有的铁路供电系统已经运营多年，如果将其拆除重建的话必然会耗资巨大也严重影响正常的铁路营运，故需要在原有的设备设施基础上进行优化改进。针对上述提出的牵引供电系统的优缺点，再结合仔细的实地勘测，笔者提出以下几点优化方案：
（1）改进牵引变压器。牵引变压器是整个系统的重中之重，直接关系为机车供电的质量。变压器经常会在负荷情况下工作，所以我们需要针对不同的环境，选择与实际情况相匹配的变压器，变压器的考察性能包括其容量、牵引变电类型和接线方式等。
（2）改进系统中的导线。导线的载流能力也是影响电气性能的重要因素，由于供电系统的不断改进，原有导线的载流能力就可能不适合现有的系统，需要根据现有的供电能力对导线进行更换或者维护。
（3）改进接触网。由于接触网的维护改造需要在断电的情况下进行，所以我们的改造工程就要各部门的配合，在尽量不影响营运的情况下施工建设。接触网的改造包括五点内容，分别是桥梁、站台和雨棚、道岔定位柱、中间柱接触悬挂和接触悬挂下锚。
在改进接触网的同时，需要做到不影响桥梁结构的稳定性，必要时还需要在桥墩处加注钢筋混凝土以稳固桥梁，避免桥梁横向偏移的出现。现有的站台雨棚与接触网之间的悬挂方式按照最初的设计都无大的不同，而实际发展中各个地方对站台和雨棚都做过或大或小的改建，故接触网的悬挂方式就需要根据站台和雨棚的实际位置、环境等要素进行重新设计改造。由于长时间的运营，道岔定位柱往往会定位偏移，故需要根据现场环境对道岔定位柱进行调整，尽量使其在标准定位处或者偏向岔心。保持现有的中间柱接触悬挂，并在合适的位置再增设支柱，保证接触网的稳定性。现有的接触悬挂下锚位置的不恰当，可能就会影响该位置的铁路线路改造，针对这类问题，我们需要在其他位置增设悬挂锚柱，对现有的悬挂下锚进行改造。
（4）降低电磁波的干扰。在降低牵引供电系统产生谐波的同时，可以在铁路沿线每2-4公里处设置回流线和吸流变压器，这样供电系统产生的负荷电流就可以被牵引会变电所，大大减轻了对周围线路的电磁干扰。
（5）安全第一。在这些改造工作进行之前，一定要对现场环境、影响施工的各个因素进行透彻的勘察，工作人员的施工要严格按照设计方案和相应的行业操作规范进行，确保人身安全、机车安全、牵引供电系统安全和整条铁路工程的安全。
4、对设计方案的决策评估
上述优化方案的设计过程严格按照了既定的流程进行，首先分析现有牵引供电系统存在的问题，并针对这些问题进行了具体的规划设计，设计过程中考虑到了组成牵引供电系统的各方各面的改进方式、对周围环境影响的改进方案和施工中的安全问题，对具体的施工也起到了借鉴性的帮助[3]。所以针对牵引供电系统的决策方案是有合理性和可靠性的。
5、结束语
铁路工程的发展是利国利民的，方便人们日常的出行，也给国家经济发展带来了很大的助力。所以对铁路工程的不断改进建设是至关重要的，本文针对高速铁路的基础工程牵引供电系统的改造建设提出了几点优化设计方案，针对该决策的评估也是切实可靠的，希望能够在牵引供电系统改造方面给予铁路施工人员借鉴性的意见，帮助建设发展好国家高速铁路工程。