1.4.1 牽引供電及其連接

于1992年開通的馬德里—塞維利亞新建線路長470km。它始于馬德里—阿陶查(Madrid-Atocha) 車站，止于塞維利亞的圣提斯塔站 (st.Justa)。兩端還各有8.5km及12.5km的3kV直流電氣化鐵道區(qū)段。在兩種系統(tǒng)分段 (見第8.2節(jié)) 之間450km的線路采用了單相交流25kV、50Hz的牽引供電系統(tǒng)，列車的運(yùn)行速度能達(dá)到300km/h。

考慮到每個(gè)供電臂上有2列牽引功率為8.8MW的動(dòng)車組，在不采用吸流變壓器的情況下變電所間距最大為50km和全線變電所總?cè)萘繛?00MVA。其中包括輔助用電，如車站、道岔加熱裝置和信號(hào)樓所需電源。線路的牽引供電設(shè)12座AC 25kV、50Hz牽引變電所，變電所的一次側(cè)由西班牙公共電網(wǎng)的220kV或132kV三相電網(wǎng)供電。牽引變電所一次側(cè)與三相電網(wǎng)的連接采用了盡可能使交流三相負(fù)荷平衡的方式。

如圖1.18a所示，當(dāng)各變電所依次按循環(huán)方式接入三相電壓時(shí)，可使變電所SS1、SS2和SS3的二次電壓依次有120°的相位差。如果以電壓矢量的尾部接地取代圖1.18a) 的電壓矢量頭部接地，SS1′、SS2′和SS3′變電所的電壓矢量及結(jié)果如圖1.18b) 所示。

如果SS1與SS2相鄰， 則分相處兩側(cè)的電壓差為△U2-1＝25kV≈43.3kV。 由于該電壓可能在斷路器故障或相間短路時(shí)波及到變電所，因此在交流25kV的其它線路上的中壓設(shè)備必須采用較高的絕緣水平，其戶外開關(guān)設(shè)備絕緣水平要按72.5kV設(shè)計(jì)。在馬德里—塞維利亞鐵路采用了兩種120°移相方案的組合，其變電所接線和相鄰變電所二次電壓呈60°相位差，如圖1.18c) 和d) 所示。它可使變電所25kV側(cè)的設(shè)備按36kV電壓等級(jí)設(shè)計(jì)。

與120°相位差接線方式相比，由于在分相區(qū)段發(fā)生相間短路時(shí)的電壓可達(dá)43.3kV，因此變電所設(shè)備必須按52kV電壓系列考慮，分相區(qū)段須設(shè)置于變電所之間。該線路采用了上述技術(shù)方案進(jìn)行牽引供電和接線，這使變電所采用較經(jīng)濟(jì)的標(biāo)準(zhǔn)部件成為可能。

圖1.18 牽引變電所60°相位角接法

1.4.2 牽引變電所及其設(shè)備

馬德里—塞維利亞線路的所有變電所是按照統(tǒng)一結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)的。它們的主接線圖見圖1.19，其與德國鐵路的組合式變電所的結(jié)構(gòu) (見圖1.11，1.12) 極為相似。在高壓側(cè)裝有作為附加設(shè)備的母線隔離開關(guān)，在中壓側(cè)裝有用于變電所自用電源的所用變壓器。高壓側(cè)的戶外開關(guān)設(shè)備(見圖1.20)，由于接入220kV和132kV不同的電壓而呈現(xiàn)不同相間距離。每臺(tái)主變壓器的額定容量為20MVA并且其設(shè)計(jì)可以滿足在150%負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行15min以及在200%負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行6min的運(yùn)行要求。高壓斷路器采用經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的SF6(六氟化硫) 絕緣氣體保護(hù)技術(shù)。

圖1.19 馬德里—塞維利亞線路牽引變電所主接線圖

中壓部分的戶內(nèi)開關(guān)設(shè)備包括一條工作母線 (OBB) 和一條檢測(cè)母線 (TBB) (圖1.19)。真空斷路器的標(biāo)稱電流為1600A，斷路容量為25kA。檢測(cè)電阻允許使用5A的檢測(cè)電流。所用變壓器額定容量為100kVA，同時(shí)以所需的自用電供給相鄰的三相開關(guān)設(shè)備。

保護(hù)方案包括接觸網(wǎng)和變壓器，其通用保護(hù)與德國鐵路組合式變電所的保護(hù)相同。由于單邊供電不存在選擇性的問題，可以放棄作為接觸網(wǎng)保護(hù)的一個(gè)組成部分——距離保護(hù)�？刂圃O(shè)計(jì)方案是以德國鐵路無數(shù)據(jù)顯示的變電所控制和保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)作為基礎(chǔ)的。其自動(dòng)裝置可進(jìn)行接觸網(wǎng)自動(dòng)檢測(cè)和回流電壓自動(dòng)檢測(cè)。

圖1.20 馬德里—塞維利亞線路牽引變電所平面布置圖