温德林根-乌尔姆高铁线路的牵引供电

一对开关上的高速架空接触线。信贷:阿明Kilgus

温德林根-乌尔姆高速铁路是德国斯图加特-乌尔姆铁路项目的一部分，该项目本身是欧洲铁路轴线巴黎-斯特拉斯堡-斯图加特-维也纳-布拉迪斯拉发的一部分，也是莱茵-多瑙河TEN 17走廊的一部分。从巴黎到维也纳，新建和升级的高铁线路将全程运行，高铁时速可达300公里。到2025年底，作为整个斯图加特-乌尔姆项目的第二部分，“斯图加特21”的完工将显著减少斯图加特到乌尔姆之间的旅行时间，从54分钟减少到30分钟以内。该线路设计的最高时速为250公里/小时。

Filstalbahn是建于19世纪40年代的现有连接线路，从乌尔姆到斯图加特，从1850年开始运行，通过Geislinger Steige，最大速度可达160公里/小时，但由于曲线半径和坡度，它也有部分路段的最大速度被限制在70公里/小时。对于这条新线路来说，挖隧道是工程的主要部分。由于景观的保护，以及乌尔姆市和斯图加特机场之间几乎直线的线路，这条59.5公里长的线路有一半在隧道中运行。

牵引供电

在德国，主线列车运行的牵引电源是用15kV/ 167 hz的电压实现的。虽然分散式换流站可以从50Hz的高压公用事业网络中为15kV/16,7 hz的路段供电，但大多数电气化轨道由7800公里长的德国铁路公司(Deutsche Bahn)拥有110kV 16,7 hz的单相中央网络供电。

110kV线路是可靠、安全、环保的骨干可持续发展的铁路运营。目前，超过60%的能源来自可再生资源。德国联邦铁路的目标是到2038年将可再生能源的使用率提高到100%。温德林根-乌尔姆项目已建成两座新的变电站、两座新的开关站，以及两条新的110kV架空线路和150多公里的架空接触线路。

一对开关上的高速架空接触线。信贷:Arnim Kilgus

110千伏架空线路

慕尼黑和斯图加特之间现有的110kV/16,7赫兹的架空线路是德国南部铁路网的重要组成部分，因为未来它将在1小时30分钟的旅行时间内连接两个主要城市。这个OHL也为连接乌尔姆和斯图加特的Filstalbahn提供设施。由于新线建在现有线路的南边，因此必须实现与新线的连接。

为尽量减少对环境的影响，新架空线路主要是将Netze BW有限公司现有的高压公用事业线路，转换为由DB Energie和Netze BW有限公司共同运作的架空线路。

由于Netze BW公司的高压线路是该地区安全的重要组成部分，因此线路工作必须与Netze BW公司协调好，因为整个线路必须在短时间内更换新的极点。然后，新的磁极允许在每个磁极上安装两个额外的110kV/16,7 hz的系统。
这些想法的结果是行“BL 592”和“BL 593”:

• 提单592 Abzw。二、Amstetten-Merklingen(更换39根杆子，新建三根杆子)
• 提单593 Abzw。- Uw Nabern(更换39根杆子，新结构:三根杆子)

这两条线路于2021年底完工，目前正在运营。

变电站

变电站的DB在德国是高度标准化的。所有主要组件和子系统都被详细定义，并通过框架合同提供给项目。其中包括110kV开关柜、牵引变压器、15kV室内开关柜及控制保护设备。

这两个变电站分别装有两个15兆瓦的变压器，位于Merklingen和Nabern村附近。

位于中央110kV电网的变电站主要由以下系统组成:

• 110 kv户外开关设备
• 变压器
• 15千伏室内开关设备
• 变电站控制和保护系统
• 变电站腋下供电。

110 kv开关柜

110kV开关柜根据DB标准分块变电站方案，由两条馈线、一条单母线和两个断路器变压器盘组成。位于梅克林根的变电站为未来第三个变压器的扩建做好了准备。每个变电站需要两个紧凑型开关设备模块和管状母线。紧凑型开关柜总成由SF6绝缘和空气绝缘组件组成。

紧凑的设计节省了空间和成本，减少了组件对环境的影响，并减少了现场施工时间。

变压器

每个变电站配备2台单相15MV油变压器120/ 17,25kv。

15kv室内变电站

每个变电所配备七盘单相气绝缘金属包壳中压开关柜，用于铁路供电。

金属包覆防弧结构，抽出式断路器设计，可靠性高，保护力强。2500a汇流排、断路器和电缆舱用金属隔板隔开。该开关柜的额定电压为24kV，额定耐短电流为31.5 ka /1s。

变电站控制和保护系统

变电站的变电站控制和保护系统保证以下功能:

• 本地控制和命令
• 联锁
• 架空线路测试自动功能(OLPA/OLRA)
• 变压器保护
• 架空线路保护
• 具有无线电备份连接的远程控制系统，通过IEC6185协议与网络控制中心连接。

主要架空线路保护功能是多级距离保护。该功能由时间过流保护和其他附加保护功能来完成。主变压器保护由差动保护实现，并由时间过流保护、Buchholz保护等附加功能完成。

变电站辅助供电

辅助电源由60V直流供电，230/400V交流供电，60V直流系统由蓄电池进行缓冲，相邻MV变电站由绝缘变压器为变电站400/230V交流系统供电。所有室内设备都在预制混凝土建筑中。

交换站

为尽量减少对环境的影响，新架空线路主要是将Netze BW有限公司现有的高压公用事业线路，转换为由DB Energie和Netze BW有限公司共同运作的架空线路。

在温德林根和乌尔姆建立了中转站。这些变电站由一个15kV的室内开关柜组成，一般用于连接不同线路的架空线路段，以达到保护的目的。铁路供电用的是七板单相空气绝缘金属包层中压开关柜。

这两个开关设备都是一个八面板的单相空气绝缘金属包层中压开关设备，与变电站的设计相同。每个开关柜由6个断路器板和2个分段板组成。变电站控制和保护系统保证控制和保护。与架空线路的连接是通过电缆与架空接触线路上的遥控极开关实现的。

开销接触线

为了保证高速列车的可靠运行，DB引入了RE330架空线路设计。该系统的设计速度为330公里/小时，已经在德国高铁线路上使用了20多年。虽然RE330不是一个新的系统，但是项目中需要处理新的要求(比如防鸟)和低于原来规定的3000米的曲线半径。

RE330设计满足受电弓和接触线的适当接触的机械要求，以及电气要求，以确保适当的电压水平和安全故障识别的保护设备。在设计和施工条件允许的范围内，采用了混凝土旋压杆。网格钢杆和h型钢杆可用于其他用途。大多数地基是通过钻孔桩实现的。两年多来，已经安装了1000多根杆子，4000多根悬臂，160公里的接触线和悬链线。

为后期架空线路安装用的RE330旋转混凝土杆。图片来源:Deutsche Bahn AG

每条轨道在极点(243-AL1)主要部分安装有一个返回导体，沿线路改装了馈线(243-AL1)。
架空接触线的分段是通过绝缘重叠结合极安装，遥控开关实现的。

高速架空接触线的安装对安装工艺要求较高。第一部分于2020年10月完成，而EBA认证工程师在2021年对该系统进行了测试和验证。随着该系统在2022年1月31日通电，下一个项目阶段，包括高达275公里/小时的高速测试将开始。