国际铁路标准高速铁路设计标准供电制定研究 -电力系统保护与控制杂志社投稿

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国际铁路标准高速铁路设计标准供电制定研究

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0 概述

UIC 高速铁路设计标准是由国际铁路联盟（简称UIC）客运部城际与高速委员会于2018 年初立项并组织制定的一系列重点International Railway Solution（简称IRS）标准，是UIC 标准化发展战略的重要组成部分[1，2]，其主要包括4 项标准：IRS 高速铁路设计标准-基础设施；IRS 高速铁路设计标准-通信信号；IRS 高速铁路设计标准-供电；IRS 高速铁路设计标准-接口设计。该系列标准由中国专家组牵头，UIC 其他国家专家参与共同编制完成。

IRS 高速铁路设计标准-供电是该系列标准的主要组成之一，内容涵盖了电力牵引供电、电力、远动系统等设计内容。该标准基于各国实践经验，提出了高速铁路供电工程的主要设计概念和要求。本文将介绍UIC 国际标准IRS 的编制原则和各主要章节技术内容。

1 编制原则

根据UIC 最新版的《标准化指南》，IRS 是由UIC 发布的用于铁路企业的标准化文件。IRS 结合各国的解决方案，支持铁路系统的设计、施工、运营和维护以及为铁路企业提供其他服务[3]。IRS 包含不同的类别：技术要求、技术规范、技术报告、最新技术研究、用户指南等。本标准属于技术规范类别[4，5]。

IRS 标准由UIC 标准化平台统一管理，其中高速铁路IRS 相关标准由高速委员会制定，其定位体现在如下几点：（1）从铁路企业的角度关注高速铁路系统的需求；（2）基于系统综合层面反映高速铁路的技术架构；（3）体现各国高速铁路的建设经验，为各国高铁建设提供经验性技术指导；（4）需要与UIC 其他IRS 标准及相关国际标准相协调。

基于IRS 标准的定位以及前期IRS 和IRS 的编制研究成果，IRS 标准的编制原则为：

（1）侧重于系统全面体现设计要求，而不是专项技术标准。UIC 之前也发布过关于供电工程的标准，但其技术内容主要聚焦专项技术领域，例如接触网。而本标准将作为UIC 首册针对整个供电工程，包含各个主要技术领域的系统性标准出现。

（2）突出高速铁路设计的基本概念、原则和关键技术要点，避免深度技术细节内容。该原则与IRS 的定位第（3）点相谋和，本标准重在总结各国高速铁路成熟经验，向没有建设高速铁路的国家推荐高铁这种节能高效的交通运输方式，使其通过本标准了解高铁供电工程设计的要点和主要技术要求，深度技术细节则需要不同的国家根据其具体情况进行实际工程的具体设计。

（3）兼顾各方利益，以举例方式反映各国的最佳实践。作为国际标准，本标准需要充分考虑各国在高速铁路设计中的最佳实践，对于可以统一的设计标准给出推荐值，对于各国不同的实践方案以举例的方式进行列举。

（4）避免与其他IRS 标准出现重叠。本标准作为综合性、系统性的IRS 标准，在系统全面地规定各专业设计内容的同时，需要注意与其他专项IRS 标准技术内容的协同性，避免出现大量重复甚至不一致的情况。

本标准主要分为五章内容，分别是“基本规定”“牵引供变电工程”“接触网工程”“电力工程”和“远动系统”。

2 牵引供变电工程

电力牵引供电系统是通过铁路沿线设置的牵引变电所将外部电源经牵引变压器降压后，再由牵引网向动车组提供牵引动力的系统。电力牵引供电系统设计主要包括牵引供变电设计和接触网设计。

牵引供电设计对供电制式、供电方式、供电方案等内容进行了技术规定；牵引变电所设计对所址选择、主接线、配电装置等内容进行了技术规定。以下对其中的重点技术内容进行介绍。

2.1 牵引供电制式

牵引供电制式是指高速铁路接触网采用的电压、频率形式。由于高速铁路速度快、负载率高，世界各国接触网普遍采用交流制式，只是具体的电压、频率因各国的实际情况不同而不同。中国采用的是25 kV、50 Hz，德国采用的是15 kV、50/3 Hz，法国采用的是25 kV、50 Hz，日本采用的是25 kV、50 Hz 或25 kV、60 Hz。

本标准中引用IEC Railway applications -Supply voltages of traction systems 中的规定[6]作为对电压、频率的要求，内容覆盖了目前世界各国的所有情况，具体见表1。

表1 高速铁路牵引供电系统电压等级和频率频率/Hz 50 或60 16.7 最低非持续电压Umin2 /V 17 500 11 000 最低持续电压Umin1 /V 19 000 12 000 标称电压Un /V 25 000 15 000 最高持续电压Umax1 /V 27 500 17 250 最高非持续电压Umax2 /V 29 000 18 000

2.2 牵引网供电方式

牵引网由牵引变电所馈电线、接触网、轨道、回流线等组成，负责对动车组进行送电。牵引网供电方式是指牵引网自身的结构、组成形式。高速铁路牵引网供电方式主要有2 种形式：自耦变压器供电方式（AT 供电方式）和带回流线的直接供电方式[7]，具体见图1。

文章来源：《电力系统保护与控制》网址: http://www.dlxtbhykzzz.cn/qikandaodu/2021/0730/971.html