同相供电技术综述

零部件技术参数
同相供电技术综述
Co-phase Power Supply Technology
所属分类	基础理论 > 回流与防护
常见型号	负序补偿模型、平衡变换单元、贯通同相供电方案
执行标准	GB/T 45658-2025
适用场景	城市轨道交通 AC 25 kV 牵引供电制式及铁路牵引供电的同相化改造方向

概述

同相供电（co-phase power supply）是相邻牵引网供电臂采用相同相位电压的供电方式（依据 GB/T 45658-2025 第 3.1 条）。传统交流牵引供电因单相牵引负荷接入三相电网，存在两大结构性问题：一是负序电流——单相负荷在三相系统中产生负序分量，引起电网不对称；二是电分相——相邻供电臂相位不同，必须在分界处设置分相绝缘器或锚段关节式分相，列车过分相需断电惰行（交叉链分相绝缘器与电分相布置设计）。同相供电通过电力电子装置补偿负序、统一各供电臂相位，从源头上取消电分相、治理负序。GB/T 45658-2025《轨道交通牵引供电系统交流25kV 同相供电装置》（2025-05-30 发布、2025-12-01 实施，标准卡）首次以国家标准形式规定了同相供电装置的技术要求，本条目给出该技术的原理综述。

结构与组成

同相供电系统的技术构成：

同相供电装置：用于补偿单相牵引负荷在三相电网中产生的负序电流，从而实现牵引变电所向牵引网提供单一相位电能的电力电子装置（依据 GB/T 45658-2025 第 3.2 条）。其核心为背靠背变流器（单相变流单元与三相变流单元经公共直流环节耦合）与配套变压器。
牵引变压器接线：装置与牵引变压器配合实现单三相变换与负序补偿；变电所出口的相位由装置统一，供电臂间不再存在相位差。
贯通同相方案：全线各变电所出口电压同相位、同幅值，理论上面取消分相区，列车整条线路不断电过分相。
配套系统：继电保护与测控、再生制动能量利用接口（交叉链再生制动能量回送）。

工作原理

同相供电的机理分两层。负序补偿层：单相牵引负荷电流在三相电网中分解为正序与负序分量，同相供电装置的三相变流单元按检测到的负序电流实时输出反相补偿电流，使电网侧注入的负序分量趋于零——牵引负荷对三相电网表现为近似平衡的三相负荷。相位统一层：装置的单相变流单元向供电臂输出与相邻供电臂同相位的电压，变电所之间不再因电网相别轮换（常规设计的换相接线）而产生相位差，从而不再需要电分相装置。两层的物理代价是装置容量：补偿负序与传递有功均占用变流器容量，装置容量配置与牵引负荷特性、再生制动能量的回馈需求相关（电能质量背景见电能质量与谐波）。

技术参数

GB/T 45658-2025 的框架性口径（实值摘录，完整要求以标准文本为准）：

事项	实值	依据条款
标准名称与实施	轨道交通牵引供电系统交流25kV 同相供电装置；2025-05-30 发布、2025-12-01 实施	封面著录
适用范围	城市轨道交通的 AC 25 kV 牵引供电制式中牵引变电所采用的同相供电装置	第 1 章
同相供电定义	相邻的牵引网供电臂采用相同相位电压的供电方式	第 3.1 条
装置定义	补偿单相牵引负荷在三相电网中产生的负序电流，实现牵引变电所向牵引网提供单一相位电能的电力电子装置	第 3.2 条
章节框架	使用条件、总体要求、技术要求（功能要求等）、试验方法、检验规则、标志与包装运输储存	目次
绝缘水平配合	牵引供电设备绝缘水平按 TB/T 2805-2021（规范性引用）	第 2 章

常见型号

同相供电方案的工程谱系（方向性综述，装置具体型号以制造商与工程招标为准）：

方案形态	构成特征	应用方向
变电所内同相补偿装置	牵引变压器+背靠背变流器，负序补偿为主、分相保留或简化	既有线负序治理改造
贯通同相供电	各所出口同相，全面取消分相	新线建设与市域铁路方向
城轨 AC 25 kV 应用	城轨市域线的工频交流制式	GB/T 45658-2025 直接适用对象

执行标准

GB/T 45658-2025《轨道交通牵引供电系统交流25kV 同相供电装置》：国家铁路局提出、全国轨道交通电气设备与系统标准化技术委员会（SAC/TC 278）归口；起草单位包括广州地铁集团有限公司、西南交通大学、株洲中车时代电气股份有限公司等（依据前言著录）；全文在库（技术标准库 2026-10-08 查验，标准卡）。
配套关联：TB/T 2805-2021《牵引供电设备绝缘水平》（标准卡）；供电电压体系 GB/T 1402-2025 标准卡。

安装与施工

同相供电装置的工程实施要点（方向性归纳）：装置为电力电子设备，安装场所的通风散热、谐波环境与接地按变电所工艺执行（交叉链牵引变电所与接触网接口施工与接地与综合接地系统设计）；取消电分相后接触网的分段绝缘器与分相区相关安装工序随之简化（对照分段绝缘器安装）；装置投运前的试验按标准检验规则与交接试验执行（交叉链验收流程总览）。

验收要求

同相供电工程的验收核对（方向性归纳）：装置出厂与型式检验报告按 GB/T 45658-2025 检验规则核查；交接试验执行 GB 50150 相关条目（标准卡）；系统级验证关注负序补偿效果与供电臂电压质量；取消分相的区段，弓网动态验收按常规流程进行（交叉链联调联试（综合调试））。

运维与检测

同相供电系统的运维关注（方向性归纳）：电力电子装置的散热系统与功率器件状态监测；补偿效果的在线评估（负序电流趋势，交叉链远程监控与在线监测）；分相取消后，原分相区的弓网异常磨耗与燃弧热点随之消失，但新增变电所侧装置的可靠性成为供电连续性的单点，其检修预案须纳入应急体系（交叉链弓网应急处置总纲）。

常见故障与案例

传统分相供电的相关故障案例（同相化的治理对象）：分相绝缘器烧伤见关节式电分相烧伤；分相联动异常见分相绝缘器联动状态异常；断电过分相的系统匹配要求见 GB/T 36981-2018 客运列车断电过分相系统相互匹配准则标准卡。同相供电的运行故障案例站内暂无公开收录，属综述性提示。