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高速铁路同相供电
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西南交通大学电气工程学院
客运专线列车速度高，高峰时段密度大。空气阻力随速度呈几何级数增长，列车牵引力主要克服空气阻力运行，牵引负荷很大。350km/h速度时，列车运行所需功率最高达到24000kW。
客运专线速度快，运输能力大，将成为旅客运输的主要交通工具。在国民经济和社会生活中，具有十分重要的作用。高速铁路运输必须确保安全、可靠、正点。
（一）牵引负荷大，可靠性要求高
高速铁路负荷特性
列车在运行中，主要克服轮轨磨擦阻力、线路坡道阻力和空气阻力前进。轮轨磨擦阻力、线路坡道阻力与速度关系不大，而空气阻力随速度呈几何级数增长。高速时，空气阻力成为列车运行的主要阻力，列车需要持续从接触网取得电能。所以，高速列车负载率高，受电时间长。
（二）列车负载率高，受电时间长
客运专线具有显著的时段特征。在早、晚时段和节假日的高峰客流期，根据客流量需要，可能组织大编组、高密度运输，甚至在短时形成紧密追踪，牵引负荷集中特征明显。牵引供电系统应具有应对各种集中负荷供电的能力和条件。
（三）短时集中负荷特征明显
越区供电能力要求高
由于旅客运输能力和准点的需要，牵引供电系统应具有应对各种各样条件下的供电能力。在出现某一牵引变电所解列，退出供电的情况下，往往采用由两相邻牵引变电所越区进行供电。为了尽量减少越区供电对运输能力和准点的影响，应避免过多的限制列车数量或降低列车速度，这样会相应加大两相邻牵引变电所的供电负荷。
（五）国外普遍采用高电压、大容量电源供电
日本、法国等国家高速铁路建设起步较早，积累了比较丰富的经验。目前，国外高速铁路考虑到牵引负荷大，可靠性要求高，绝大多数都采用220kV或以上的电压供电，个别采用132kV或154kV时，都要求有较大的系统短路容量。日本高速铁路建设最早，在电源问题上曾走过弯路。东海道新干线1964年建设时，限于当时电网的条件，采用了77kV电源供电。上世纪80年代，旅客运输量急增，供电能力严重不满足需要，只得对电源系统进行了改造，改用275kV电源供电，适应了旅客运输的需要，列车速度也提高到了270km/h，最高300km/h。我国客运专线建设刚开始起步，尚没有成熟的经验和标准。国外的经验值得我们研究和参考。
世界主要高速铁路国家电铁供电电源电压等级一览表
国名
序号
铁路名称
最高速度（km/h）
供电
方式
供电电压（kV）
附 注
日本
1
东海道新干线
300
AT
275
个别牵引站154 kV
2
山阳新干线
300
AT
275
个别牵引站154 kV
3
北陆新干线
300
AT
275
4
东北新干线
260
AT
275
个别牵引站154 kV
5
上越新干线
275
AT
275
法国
1
巴黎－里昂
300
AT
225
1个牵引站400 kV
2
巴黎－图尔
300
AT
225
1个牵引站400 kV
3
巴黎－加莱
300
AT
225
1个牵引站400 kV
4
里昂－瓦朗斯
300
AT
225
5
瓦朗斯－马赛
350
AT
225
6
巴黎－斯特拉斯堡
350
AT
225
1个牵引站400 kV
西班牙
1
马德里－塞维利亚
250
直供
220
3个牵引站132 kV，但短路容量不小于2000MVA
2
马德里－巴塞罗拉
350
AT
400
3个牵引站220 kV
电力牵引是实现铁路货运重载和客运高速的必由之路，高速与重载铁路的发展, 使原有的电气化铁路供电系统面临一系列的改造。
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目前我国牵引供电系统主要采用异相(两相) 供电方式, 为求得相对平衡必然要进行换相, 即在牵引供电系统中设置分相绝缘器环节, 电力机车受电弓如何平稳地通过电分相环节, 采用自动过电分相装置是解决问题的方法之一, 但由于装置工作电压高、转换动作频繁,可靠性方面还需进一步完善，这对实现货运重载和客运高速将产生极大制约作用。分相环节成为制约列车运行速度的主要障碍。
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自动过分相技术研究
两相供电方式
直接供电方式
两相供电方式
AT供电方式
车载自动过分相