一、铁路电力供电系统组成及原理特点分析
铁路供配电系统是电力系统的重要组成部分。铁路供配电系统按照其功能不同，可以分为铁路牵引供电系统和铁路电力供电系统。其中，铁路牵引供电系统是指向电力机车或者动车组进行供电的系统，其主要由牵引变电所和牵引网构成；铁路电力供电系统是为铁路车站及沿线区间等非牵引负荷进行供电的系统。铁路电力供配电系统由外部电源、变配电所、高压配电系统和低压配电系统等组成，在运行过程中，上述系统需要时刻保持协调互动关系，以提高铁路电力供电系统的质量和安全性。近年来，随着我国智能化管控技术和自动化生产技术的不断提高，铁路电力供电系统积极将智能化和自动化技术相结合，实现对电力供电系统运行全过程的监督控制，如何利用机电设备监控系统和火灾自动报警系统等，避免以往人工管理的失误，进一步增强电力供电系统的安全性和可靠性。
1.1供电原理
对于高速铁路电力供电系统，供电原理的建立需要从以下两个方面进行研究分析：一方面，电力供电系统必须严格坚持“安全可靠供电”的理念，要求从免维护、少维护、无人值守的原则对现行铁路电力供电系统进行改进和完善，确保铁路电力供电系统始终处于正常运行状态，处于安全可靠的运行状态。另一方面，电力供电系统要结合各用电设备的实际需求，从可靠、安全用电的角度，对各级供配电系统的匹配进行研究分析，除不可抗拒因素或人为破坏外，铁路电力供电系统的可靠性必须满足全天候不间断运行的要求，包括维修天窗的时间。
1.2供电特性
根据以往运行经验，铁路电力供电系统的供电特性主要有：
(1)铁路供电电压等级电力供电系统相对较低，变电站结构单一
我国大部分高铁运营，对电压等级的要求都比较低，结合实际情况，就高铁电力供电系统使用标准而言，多采用10kV或35kV变电站，同时，这些变电站结构相对简单，用电负荷需求较少。
(2)铁路电力供电系统接线形式比较简单
与其他电力供电系统不同的是，铁路电力供电系统在布线方面主要以单一辐射状网络为主。其中，铁路变电站需沿铁路方向合理布置，并遵循科学合理的连接方式，确保其能够形成持续供电的方式，根据以往的经验，在这种模式下，布线方式可分为自闭线和穿线两种。一般来说，铁路中的连接线路可以实现各变电站之间的有效连接，为铁路的安全运行提供可靠的电力供应。
(3)铁路电力供电系统的可靠性和安全性要求比较严格。
从客观上看，铁路电力系统承担着调度指挥铁路运输生产、旅客服务等供电任务，是保障铁路质量、安全、高效运行的重要设施的铁路运输。因此，在运行可靠性和安全性方面要求要严格，铁路电力供电系统虽然在布线方面比较简单，但在整个过程中供电中断时间必须严格控制在标准范围内，一般不超过150s，如果超过这个限制时间，很容易对高铁的安全运营造成威胁。
二、 铁路电力供电系统关键技术
2.1 电力系统监控技术
电气化铁路电力供电系统中的安全监测系统在应用时，可以及时提供风速、地震等环境信息预警。环境警报模块用于确保警报的有效性，还可以监控和处理系统自身的问题，确保系统处于稳定的运行状态。在构建该系统的应用程序时，为了具有实际效果，要在施工期间积极构建供电综合调度子系统的结构配置，并在子系统下构建三个自动化系统和特定的监控模块。该子系统用于确保监控系统掌握自身情况，不断改进系统自身运行，提高运行效率。在构建子系统时，需要构建一个能够实现自动监控的自动化系统，使子系统具有自动监控功能，并及时提醒系统故障。而在建设供电监控系统时，需要通过网桥设备加强子系统与综合系统连接。而在建设综合系统时，需要在内部设置2个车站监控模块，以便实时了解车站运行情况，确保车站稳定安全运行，并保证铁道供电正常。
2.2 分散供电技术
为了保证整个电力供电系统的稳定运行，广泛采用分散供电（也称为独立供电），以避免任何电路故障。目前，随着铁路电力远程控制系统功能的日益复杂，对其安全性和稳定性的要求也逐渐提高，供电独立性显得尤为重要。为了确保系统的每个功能块都能承受电压过载，我们需要安装独立的保护措施，并对每个环节进行全面的测试，以及时发现并解决任何可能的问题。此外，注意如何应对线路之间的串扰等情况也很重要，以免扩大故障范围。
2.3 集中控制技术
所谓集中控制方法，主要是指系统能够将从配电系统终端获得的故障信息反馈给主站。主站对反馈的故障信息进行统一处理，经过精确的计算和分析，制定科学合理的恢复计划供实际使用，并最终将该计划反馈给配电系统终端。根据实际应用经验，集中控制方式在可靠性和安全性方面有着严格的要求。通常，工业系统需要具有高可靠性和安全性，以确保它们能够提供高速信息指令并完成相关命令。通过这种方式，基本上可以隔离并有效处理故障。
2.4 供变电技术
在电气化铁路的发展过程中，对电力供电系统的要求不断提高，各种新技术不断涌现。主要介绍了以下内容：（1）机组扰动全前馈控制技术。相关部门利用这项技术来防止干扰影响电力供电系统，并提高基于负载电流控制的电力供电系统的动态响应效率。此外，为了防止电网电压谐波过大导致电流突变，相关部门需要充分利用积分控制器的有效性，科学控制电网电压幅值，有效提高电力供电系统的响应性能。同时，还需要根据机车负荷控制的要求，提高电流波形的质量，科学地控制扰动。（2）多台无牵引变压器同相供电装置的并联控制技术。为了把各种电力供电系统连接好，相关部门需要根据电力变化的特点，尽量消除分相过程，解决逆变器循环问题，使多个非牵引变压器与供电装置并联，从而确保电力供电系统的稳定和可靠操作。另外，若是环流超过限度则会导致整个并联系统运行受到影响，导致安全事故。在同相电力供电系统中，利用逆变器并根据并联控制要求优化同相电力供电系统性能，通过并联多台供电装置可以实现就近供电，通过科学调整并控制线路距离可以减少逆变器并联。牵引供电一般电压比较高，这导致线路电能损耗量增加。
2.5 配电自动化技术
铁路电力供电系统的供电质量关系到高速列车的正常运行，直接关系到铁路职工和旅客的生命财产安全。当铁路电力供电系统执行调度指挥、信号、通信和服务等关键运营任务时，任何运营故障都将给铁路运输系统造成无法弥补的重大损失。基于此，要从自动化的角度将配电自动化技术应用于铁路电力供电系统。通过将优化环节延伸并转化为配电自动化技术，确保了铁路运输的安全性和连续性。配电自动化技术在铁路电力供电系统中应用的最关键的原因是它可以确保电力供电系统的连续、稳定、有序和安全运行。铁路电力供电系统在应用配电自动化技术的同时，可以从自动化的角度进行实时的自动化调控，促进电力供电系统配电工作的高效顺利实施，对许多不利风险产生良好的规避效果。同时，配电自动化在铁路电力供电系统中的应用可以显著降低人工工作压力。对于复杂和困难的任务，可以使用配电自动化技术进行优化处理，以避免人为错误造成的危害。例如：在一些偏远地区，铁路电力供电系统涉及的供电范围较为庞大，直接增加人工工作难度，如果单纯依地赖人工进行管理和控制，较容易产生检修滞后性问题。在应用配电自动化技术的过程中，人工参与管理和控制的占比迅速降低，能够产生更加高效、有序的检修、调控效果。
结束语
综上所述，随着社会的发展，人们对速度的要求与日俱增。这种情况为中国高速铁路建设带来了新的机遇，为此，充分利用和及时改进牵引供电的核心技术，建立有效的标准化管理体制和机制。设备管理的标准化和自动化将大大提高铁路设备运营的质量和安全水平，这是中国高速铁路发展的重要保障。尽管目前铁路电力自动控制系统的完善程度尚不尽如人意，但其发展前景广阔，随着其不断完善，必将为我国铁路运输带来显著的增益效应。
参考文献：
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