高铁电力与普速电力的区别

1、2010-12高铁电力与普速电力的区别高铁电力与普速电力的区别济南供电段2010-12一、电力线路与既有线完全不同。 既有线一般采用架空线敷设，京沪高铁全线采用全电缆敷设，名称与既有线不同，分为一级贯通及综合贯通，其中一级贯通为单芯70mm2铜芯电缆，综合贯通为单芯95mm2电缆，单芯铜芯非磁铠装。 单芯电缆的型号为：YJV62，即为交联聚乙烯双铝带铠装聚氯乙烯护套电缆。与普速上使用的YJV22不同，YJV22电缆为交联聚乙烯双层钢带铠装聚氯乙烯护套电缆。因为高速上使用的是单芯电缆，为了防止在电缆钢带上产生涡流，导致钢铠发热，长时间运行烧坏电缆，故采用非磁材料护铠，一般采用铝铠、铝合金铠、不锈

2、钢铠等非磁材料，从而不在电缆外铠装层上产生涡流。2010-122010-12 同理，单芯电缆在敷设时，为了防止闭合磁路产生同理，单芯电缆在敷设时，为了防止闭合磁路产生涡流，施工时必须注意：电缆的固定必须采用非磁材料涡流，施工时必须注意：电缆的固定必须采用非磁材料做抱箍进行固定，在电缆穿越铁路、公路时，若单相电做抱箍进行固定，在电缆穿越铁路、公路时，若单相电缆穿管，必须使用缆穿管，必须使用PVC等非磁材料管，严禁使用钢管、等非磁材料管，严禁使用钢管、铁管等导磁性能好的材料。若使用铁管或钢管，必须三铁管等导磁性能好的材料。若使用铁管或钢管，必须三相同穿一根铁管或钢管。相同穿一根铁管或钢管。2010

3、-12二、补偿的不同。二、补偿的不同。 电缆线路不同于架空电力线路，具体区别如下：电缆线路不同于架空电力线路，具体区别如下： 架空电力线路，多数故障为瞬时故障，能够自行架空电力线路，多数故障为瞬时故障，能够自行恢复。线路对地电容电流很小，正常运行时电容电流约恢复。线路对地电容电流很小，正常运行时电容电流约为为0.026A/km，单相接地时电容电流约为，单相接地时电容电流约为0.078A/km。正常运行时，正常运行时，60km架空线路电容电流约为架空线路电容电流约为1.6A。 电力电缆线路，多数故障为永久性故障，不能自电力电缆线路，多数故障为永久性故障，不能自行恢复。线路对地电容较大，正常运行时

4、电容电流约为行恢复。线路对地电容较大，正常运行时电容电流约为0.3304A/km，单相接地时电容电流约为，单相接地时电容电流约为1.11.3A/km。正常运行时，正常运行时，60km电缆线路电容电流约为电缆线路电容电流约为2024A。2010-12 为此，京沪高铁补偿采用的是加装电抗器补偿的为此，京沪高铁补偿采用的是加装电抗器补偿的方案，区间一般每隔方案，区间一般每隔12KM设置一台设置一台100Kvar的电抗器，的电抗器，主要解决线路性能问题，由于电缆上下桥等，主要解决线路性能问题，由于电缆上下桥等，12KM铁铁路地段电缆约为路地段电缆约为13KM。 13KM电容电流电容电流=0.4A/km

5、*12km=5.2A。 100Kvar额定电流额定电流=100*/1732*10=5.77A 再考虑到低压电缆容性电流，所以基本可以满足再考虑到低压电缆容性电流，所以基本可以满足本区段电容电流的补偿。本区段电容电流的补偿。 同时，在两端配电所集中设可自动投切电抗器补同时，在两端配电所集中设可自动投切电抗器补偿，一般设置三台电抗器，分别是偿，一般设置三台电抗器，分别是36Kvar、72 Kvar、144 Kvar，集中解决线路中欠补偿的问题，可以根据，集中解决线路中欠补偿的问题，可以根据线路中功率因数的大小，适当进行投切电抗器，达到满线路中功率因数的大小，适当进行投切电抗器，达到满足补偿的要求。

6、足补偿的要求。2010-122010-12三、单相电缆接地方式的不同。三、单相电缆接地方式的不同。 以前普速线路电缆大多数是三芯电缆，在正常运以前普速线路电缆大多数是三芯电缆，在正常运行中，流过三个线芯的电流矢量总和基本为零，在铝包行中，流过三个线芯的电流矢量总和基本为零，在铝包或金属屏蔽层外基本上没有磁链，这样，在铝包或金属或金属屏蔽层外基本上没有磁链，这样，在铝包或金属屏蔽层两端就基本上没有感应电压，所以两端接地后不屏蔽层两端就基本上没有感应电压，所以两端接地后不会有感应电流流过铝包或金属屏蔽层。会有感应电流流过铝包或金属屏蔽层。2010-12 而当采用单芯电缆，电缆金属外护层的感应电压问

7、题也越加而当采用单芯电缆，电缆金属外护层的感应电压问题也越加明显。为了减轻电缆外护层感应电荷的影响，可将电缆按照品字明显。为了减轻电缆外护层感应电荷的影响，可将电缆按照品字形敷设，而由于实际原因（如电缆沟过于狭窄、电缆过硬难以弯形敷设，而由于实际原因（如电缆沟过于狭窄、电缆过硬难以弯曲），很难讲其按照品字形敷设。此时，金属护层两端的感应电曲），很难讲其按照品字形敷设。此时，金属护层两端的感应电压则不会为零，单芯电缆的导线与金属护套的关系，可以看作是压则不会为零，单芯电缆的导线与金属护套的关系，可以看作是一个变压器的初级绕组与次级绕组，当电缆导线通过电流时，其一个变压器的初级绕组与次级绕组，当电

8、缆导线通过电流时，其周围产生的一部分磁力线将于金属护套交链，使护套产生感应电周围产生的一部分磁力线将于金属护套交链，使护套产生感应电压，感应电压的大小与电缆的长度和流过导线的电流成正比。由压，感应电压的大小与电缆的长度和流过导线的电流成正比。由于电磁感应，长线路高压单芯电力电缆与金属屏蔽层（或金属护于电磁感应，长线路高压单芯电力电缆与金属屏蔽层（或金属护套）产生较高的感应电压，护套上的感应电压叠加起来可达到危套）产生较高的感应电压，护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度，如果此时电缆两端金属护套同时接地，由于及人身安全的程度，如果此时电缆两端金属护套同时接地，由于电缆的电阻较小，就会

9、在金属护套上形成较大电流，导体和金属电缆的电阻较小，就会在金属护套上形成较大电流，导体和金属护套同时发热使得电缆的绝缘老化，同时降低了绝缘等级，造成护套同时发热使得电缆的绝缘老化，同时降低了绝缘等级，造成电缆寿命减少，也在一定程度上浪费电能；更严重的在线路发生电缆寿命减少，也在一定程度上浪费电能；更严重的在线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时，屏蔽上会形成很高的短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时，屏蔽上会形成很高的感应电压，一旦感应电压超过电缆外护套击穿电压值，导致外护感应电压，一旦感应电压超过电缆外护套击穿电压值，导致外护套击穿时，形成单芯电缆接地故障。因此，大电缆护层不能两端套击

10、穿时，形成单芯电缆接地故障。因此，大电缆护层不能两端直接接地。直接接地。2010-122010-12 然而，当铝包或金属屏蔽层有一端不接地后，接然而，当铝包或金属屏蔽层有一端不接地后，接着带来了下列问题：当雷电流或过电压波沿线芯流动时，着带来了下列问题：当雷电流或过电压波沿线芯流动时，电缆铝包或金属屏蔽层不接地端会出现很高的冲击电压；电缆铝包或金属屏蔽层不接地端会出现很高的冲击电压；在系统发生短路时，短路电流流经线芯时，电缆铝包或在系统发生短路时，短路电流流经线芯时，电缆铝包或金属屏蔽层不接地端也会出现较高的工频感应电压，在金属屏蔽层不接地端也会出现较高的工频感应电压，在电缆外护层绝缘不能承受

11、这种过电压的作用而损坏时，电缆外护层绝缘不能承受这种过电压的作用而损坏时，将导致出现多点接地，形成环流。将导致出现多点接地，形成环流。 因此单芯电缆应采用一端交联直接接地，一端用因此单芯电缆应采用一端交联直接接地，一端用护层保护器接地的形式运行，这样当护层上的电荷逐渐护层保护器接地的形式运行，这样当护层上的电荷逐渐积累，电压达到一定值时，护层保护器瞬间动作，释放积累，电压达到一定值时，护层保护器瞬间动作，释放电流，达到安全运行的要求，保证人身设备的安全。电流，达到安全运行的要求，保证人身设备的安全。2010-12 保护器一般采用无间隙金属氧化物保护器，相当保护器一般采用无间隙金属氧化物保护器，

12、相当于小的避雷器，使用前应测量其绝缘电阻、直流于小的避雷器，使用前应测量其绝缘电阻、直流1mA下电压等，确保其各项指标正常，若其绝缘损坏，同样下电压等，确保其各项指标正常，若其绝缘损坏，同样将电缆两端直接接地，会形成环流，运行后的护层保护将电缆两端直接接地，会形成环流，运行后的护层保护器应严密监视其温度，测量接地电缆的电流，发现异常器应严密监视其温度，测量接地电缆的电流，发现异常尽快处理。尽快处理。 应特别注意的是电缆护层与接地保护器连接的接应特别注意的是电缆护层与接地保护器连接的接地电缆，若此电缆采用的是电力电缆，应将其金属护层、地电缆，若此电缆采用的是电力电缆，应将其金属护层、铠装等金属扒

13、去，电缆头的制作应严格按照规程，半导铠装等金属扒去，电缆头的制作应严格按照规程，半导体层与电缆头的距离不能过近，否则感应电压易将其击体层与电缆头的距离不能过近，否则感应电压易将其击穿导致起火。穿导致起火。 再次，接地保护器的门应关好，在保护器未动作再次，接地保护器的门应关好，在保护器未动作前积累的电荷会对人身安全造成威胁，对此进行带电检前积累的电荷会对人身安全造成威胁，对此进行带电检修时务必穿绝缘鞋、戴高压绝缘手套，避免出现人身事修时务必穿绝缘鞋、戴高压绝缘手套，避免出现人身事故。故。2010-12四、调压器中性点采用小电阻接地系统。四、调压器中性点采用小电阻接地系统。 在普速中，因自闭贯通线

14、多为架空线，瞬时性故障较多，调在普速中，因自闭贯通线多为架空线，瞬时性故障较多，调压器一般采用中性点不接地系统。在高铁中，由于贯通线全部采压器一般采用中性点不接地系统。在高铁中，由于贯通线全部采用电缆敷设，使对地电容电流大大增加。同时，电缆故障一般为用电缆敷设，使对地电容电流大大增加。同时，电缆故障一般为永久性故障，如果不能及时迅速的切除故障点，将产生过电压现永久性故障，如果不能及时迅速的切除故障点，将产生过电压现象，特别是发生间歇性故障时，故障点将出现多次重燃，将产生象，特别是发生间歇性故障时，故障点将出现多次重燃，将产生较高的过电压现象，具体分析如下：当发生单相接地故障时，健较高的过电压现

15、象，具体分析如下：当发生单相接地故障时，健全相电压上升至线电压，也就是全相电压上升至线电压，也就是3p.u，当发生间歇性故障时，电，当发生间歇性故障时，电弧出现重燃，故障相电压在熄弧瞬间恢复，接地电容电压充电至弧出现重燃，故障相电压在熄弧瞬间恢复，接地电容电压充电至相电压，当再次出现接地电弧后，健全相电压会升至额定相电压相电压，当再次出现接地电弧后，健全相电压会升至额定相电压的的1.7+1=2.7p.u,继续重复这个过程中，健全相电压会上升到很高继续重复这个过程中，健全相电压会上升到很高的程度。当然，一般的程度。当然，一般2次重燃会上升至次重燃会上升至3.1p.u，多次重燃在特殊工，多次重燃在

16、特殊工况下会上升至况下会上升至5p.u。实际上，在实际工况中，不会到这样高的电。实际上，在实际工况中，不会到这样高的电压，因为系统其它设备已经出现闪络。这种情况是不允许发生的。压，因为系统其它设备已经出现闪络。这种情况是不允许发生的。当中性点连入电阻后，会提供给健全相的电容上的电荷一个泄放当中性点连入电阻后，会提供给健全相的电容上的电荷一个泄放转移的通道，由于电阻是个耗能设备，在回路中起到一个阻尼的转移的通道，由于电阻是个耗能设备，在回路中起到一个阻尼的作用，不仅能抑制电弧重燃过电压，而且可以防止铁磁谐振过电作用，不仅能抑制电弧重燃过电压，而且可以防止铁磁谐振过电压。压。2010-122010

17、-121.小电阻接地方式的优点小电阻接地方式的优点 中性点经电阻接地方式，瞬时性故障后保护动作跳中性点经电阻接地方式，瞬时性故障后保护动作跳闸，可以最大限度的保证正处中心区接地点的人员安全，闸，可以最大限度的保证正处中心区接地点的人员安全，将事故影响减小到最小。将事故影响减小到最小。 采用小电阻接地方式，具有如下优点：虽然不如采用小电阻接地方式，具有如下优点：虽然不如消弧线圈那种方式下，事故时可以坚持运行消弧线圈那种方式下，事故时可以坚持运行12个小时，个小时，但是它可以立即切除故障，最大限度的保证了核心城区但是它可以立即切除故障，最大限度的保证了核心城区的人身安全，减少了事故影响，它的优越性

18、还体现在：的人身安全，减少了事故影响，它的优越性还体现在： （1）经低电阻接地这种接地方式可以降低弧光接地过电压倍数，破坏谐振过电压的发生条件。 （2）当发生单相接地故障时，可以准确迅速地判断出故障线路，并在很短的时间内切除，使设备耐受过电压的时间大幅度缩短，防止系统设备绝缘水平降低，使系统运行的可靠性增加。 2010-12 （3）中性点经电阻接地的配网系统中，当中性点电）中性点经电阻接地的配网系统中，当中性点电阻阻值不是很大时，当接地电弧熄弧后，零序残荷将通阻阻值不是很大时，当接地电弧熄弧后，零序残荷将通过中性点电阻提供的通路泄放掉，所以当发生下一次燃过中性点电阻提供的通路泄放掉，所以当发生

19、下一次燃弧时，其过电压幅值和从正常运行情况发生单相接地故弧时，其过电压幅值和从正常运行情况发生单相接地故障时的情况相同，并不会象中性点不接地或经消弧线圈障时的情况相同，并不会象中性点不接地或经消弧线圈接地系统，由于多次燃弧、熄弧而使过电压幅值升高。接地系统，由于多次燃弧、熄弧而使过电压幅值升高。 （4）不接地运行方式，当发生单相接地故障时，）不接地运行方式，当发生单相接地故障时，目前是采用选线装置来寻找故障点，这种方式很不准确，目前是采用选线装置来寻找故障点，这种方式很不准确，而且易引发其它故障（如相间故障）；采用手动逐路拉而且易引发其它故障（如相间故障）；采用手动逐路拉试，影响供电可靠性。采

20、用低电阻接地后，可以通过继试，影响供电可靠性。采用低电阻接地后，可以通过继电保护及时将故障线路跳开，无需人工进行查找切除。电保护及时将故障线路跳开，无需人工进行查找切除。2010-122.小电阻接地运行方式评价小电阻接地运行方式评价 2.1供电可靠性供电可靠性 10kV中性点不接地或经消弧线圈接地方式与中性点中性点不接地或经消弧线圈接地方式与中性点经低电阻接地方式或直接接地方式相比，最大的优点是经低电阻接地方式或直接接地方式相比，最大的优点是在发生单相接地故障时，该系统可带单相接地故障运行在发生单相接地故障时，该系统可带单相接地故障运行2小时，获得足够的时间排除故障，以保证对用户的不小时，获得

21、足够的时间排除故障，以保证对用户的不间断供电，但这一优点在以电缆为主的高铁电力运行中间断供电，但这一优点在以电缆为主的高铁电力运行中并不突出。并不突出。 主要原因为：（主要原因为：（1）当发生接地故障时不应带故障）当发生接地故障时不应带故障运行运行,若长时间带故障运行，还可能造成电缆着火。若长时间带故障运行，还可能造成电缆着火。 （2）从实际运行情况看，单相接地故障引发的相间短）从实际运行情况看，单相接地故障引发的相间短路故障较多，反而扩大了停电范围，尤其是当发展为母路故障较多，反而扩大了停电范围，尤其是当发展为母线短路故障时，相当于变压器出口短路，从而可能造成线短路故障时，相当于变压器出口短

22、路，从而可能造成变压器损坏。变压器损坏。 2010-12 改成低电阻接地方式运行情况分析：改成低电阻接地方式运行情况分析：(1)绝缘事故的绝缘事故的降低，对供电可靠性的间接提高降低了母线绝缘故障的降低，对供电可靠性的间接提高降低了母线绝缘故障的概率。（概率。（2）保护配置得当，可不降低供电可靠性，对）保护配置得当，可不降低供电可靠性，对电缆线路为主的配电网中的架空线路，可依靠自动重合电缆线路为主的配电网中的架空线路，可依靠自动重合闸来减少停电时间，由于重合闸的成功率较高，所以对闸来减少停电时间，由于重合闸的成功率较高，所以对用户的停电时间不会有所增加。用户的停电时间不会有所增加。2010-12

23、 2.2有利用降低谐振过电压有利用降低谐振过电压 中性点经电阻接地方式由于在零序网络中接入了电中性点经电阻接地方式由于在零序网络中接入了电阻，是消除阻，是消除PT谐振过电压的有效方法之一。从限制谐振过电压的有效方法之一。从限制PT谐振过电压的角度出发，一般认为在单相接地故障电流谐振过电压的角度出发，一般认为在单相接地故障电流中，如果电阻电流大于容性电流，就可以有效地限制中，如果电阻电流大于容性电流，就可以有效地限制PT谐振过电压，而这对一般网络是很容易满足的。谐振过电压，而这对一般网络是很容易满足的。变电站在中性点不接地时，采用单相接地熔丝熔断来激变电站在中性点不接地时，采用单相接地熔丝熔断来

24、激发出的基频发出的基频PT谐振，在投入中性点接地电阻后，接地谐振，在投入中性点接地电阻后，接地熄弧后零序电压很快衰减为零，基频谐振被消除；分频熄弧后零序电压很快衰减为零，基频谐振被消除；分频谐振采用了和激发基频谐振同样的方法，投入电阻后，谐振采用了和激发基频谐振同样的方法，投入电阻后，接地消失后零序电压很快消失，谐振被消除；高频接地消失后零序电压很快消失，谐振被消除；高频PT谐振采用空投母线的方法，在中性点不接地时，经三次谐振采用空投母线的方法，在中性点不接地时，经三次空投，均激发出稳定的二倍频谐振，在投入接地电阻后空投，均激发出稳定的二倍频谐振，在投入接地电阻后再次空投均未出现谐振现象。另外

25、，当采用中性点经电再次空投均未出现谐振现象。另外，当采用中性点经电阻接地以后，中性点电阻对阻接地以后，中性点电阻对PT谐振过电压有很强的抑谐振过电压有很强的抑制作用。制作用。2010-12 2.3保护方式的采用保护方式的采用 中性点经低电阻接地后，保护的配置可以通过时间中性点经低电阻接地后，保护的配置可以通过时间进行配合，使故障停电范围缩到最小。对单相故障而言，进行配合，使故障停电范围缩到最小。对单相故障而言，故障电流增大，并有零序电流产生，因而保护配置应增故障电流增大，并有零序电流产生，因而保护配置应增加零序保护。根据经验，保护配置宜采用不同时限的零加零序保护。根据经验，保护配置宜采用不同时

26、限的零序电流保护，保护配置还应考虑：序电流保护，保护配置还应考虑： （1）线路采用零序电流互感器和反应工频电流值的）线路采用零序电流互感器和反应工频电流值的零序接地保护作为单相接地主保护，作用于跳闸。零序接地保护作为单相接地主保护，作用于跳闸。 （2）保护整定值躲过本段电容电流。）保护整定值躲过本段电容电流。 （3）零序动作定值的整定原则：零序速断）零序动作定值的整定原则：零序速断0.2s，对，对快速开关而言，级差可以选为快速开关而言，级差可以选为0.3秒或者秒或者0.5秒，如果用秒，如果用户端选为户端选为0秒秒,则开闭站可选为则开闭站可选为0.3或或0.5秒秒;出线开关出线开关0.6或或1.

27、0秒动作，母联开关选秒动作，母联开关选0.9或或1.5秒动作。秒动作。 2010-12五、高压设备选型的不同。五、高压设备选型的不同。1、高压开关柜一般选用、高压开关柜一般选用GIS高压柜，采用高压柜，采用SF6气体绝缘，气体绝缘，SF6气体的优点主要有：在一个大气压下，气体的优点主要有：在一个大气压下，SF6的绝缘的绝缘强度是空气的强度是空气的2.5至至3倍；倍；SF6灭弧能力是空气的灭弧能力是空气的100倍；倍；SF6的热传导性是空气的的热传导性是空气的2-5倍；室温和倍；室温和2.2MPa压力下，压力下，可以液化并储存于特殊气瓶中。可以液化并储存于特殊气瓶中。SF6高压柜的优点是：高压柜

28、的优点是：灭弧能力强、节省空间、可以模块化组合、快速安装，灭弧能力强、节省空间、可以模块化组合、快速安装，缩短项目周期、全密封设计，减少外部侵害。缩短项目周期、全密封设计，减少外部侵害。2010-122010-12 2、高压电缆头采用全密封式插接电缆头，高压避雷、高压电缆头采用全密封式插接电缆头，高压避雷器采用插接式避雷器，密闭性好，可以有效减少外部的器采用插接式避雷器，密闭性好，可以有效减少外部的侵害。侵害。 2010-123、高压电压互感器多采用外置式，检查方便，并有效、高压电压互感器多采用外置式，检查方便，并有效的减少占用空间。的减少占用空间。 2010-124、调压器及变压器全部采用干