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7月12日上午主题:中国电气化铁路牵引供电技术、装备与维修体系的发展主持人:中国铁道学会副秘书长,国建华中国铁路电气化技术与装备概述

中国铁路电气化技术与装备发展交流会

7月12日上午
主题:中国电气化铁路牵引供电技术、装备与维修体系的发展
主持人:中国铁道学会副秘书长,国建华

中国铁路电气化技术与装备概述
——铁道部工程鉴定中心电气化处处长景德炎

中国铁路牵引供电维修体系建设现状与展望
——铁道部运输局装备部供电处处长周伟

高速接触网施工技术与装备
——电气化工程局副总工程师单圣熊

运用管理及作业装备与技术的发展

铁路牵引供电管理信息系统(EMIS)
——郑州意达信息技术有限公司董事长宋东健

接触网整治及硬点消除 安全高效的接触网检修方法
——北京天泽电力集团技术总监黄桂宏

电能量计量与管理解决方案
——深圳科陆电子科技股份有限公司产品推广部经理王建谊

7月12日下午
主题:检测技术与装备的发展
主持人:世界轨道交通发展研究会秘书长,于新安

 数字化激光接触网检测仪
——山东济南蓝动激光技术有限公司副总经理文骁阳

第6次大提速接触网安全检测设备
——铁科院机辆所韩通新主任

电铁牵引扩能与电能质量综合治理
——株洲研究所工程中心高级工程师王卫安

随车弓网检测技术
——西南交通大学光电工程研究所、成都主导科技有限公司 高晓蓉教授

VX接线牵引变压器等电气化设计新技术的应用
——铁道第三勘察设计院电化电信处副总工杨振龙

  

中国铁路牵引供电维修体系建设现状与展望

一、第六次提速供电装备概况
全路电化里程24123.6公里,电化率为31%
时速120公里及以上线路延展里程2.2万公里;
时速160公里及以上线路延展里程1.4万公里;
时速200公里及以上线路为6003公里;
时速250公里线路为806公里

二、牵引供电检修体系建设现状
        牵引供电装备检修质量体系的建设
        明确提出了接触网检修必须坚持“预防为主、修养并重”的指导方针,坚持“周期检测、状态修理、寿命管理”的基本原则。以牵引供电设备“零故障”为目标,以“零缺陷”的管理理念构建牵引供电装备检修质量体系。积极开展标准化网工区、标准化变电所创建活动,强化质量基础管理工作。
接触网检修作业标准体系的建立
        颁布了《接触网安全工作规程》和《接触网运行检修规程》,提出了接触网硬点及其缺陷的整治要求,制定了接触网安全专项整治方案,建立接触网动态验收制度
接触网综合检测监控体系的建设
        以接触网状态检测与监控为目标,提出了构建接触网综合监控体系的框架方案,目前已开展研制工作。同时,组织做好既有机车弓网检测、动车组弓网检测装置,建立检测数据分析制度,指导接触网维修工作,提高接触网检修作业质量与效率。
        牵引供电检修作业能力的建设
        积极采用新型接触网检修作业机具与工具和测量工具,组织开展既有检修作业车辆的技术提升工作,做好先进作业装备技术引进的准备工作。
接触网应急抢修能力的建设
         积极推广供电故障抢修技术支持系统,完善接触网故障抢修预案,建立健全事故演练制度,组织供电故障修复演练,组织抢修装备的技术改进,强化抢修材料的管理,提高快速反应能力。
牵引供电检修人员的技术培训
        组织完成了牵引供电专业培训教材的编制工作,加强了培训基地建设工作,组织了各级管理与专业技术人员的培训工作,组织了接触网硬点整治经验交流会,提高了干部职工的技术素质

三、牵引供电面临的新挑战
       接触网既要满足开行时速250公里双列重联动车组的高速要求,又要满足开行双层集装箱的运行要求,还要满足开行重载货物列车的运行要求。因此,接触网的平顺性、稳定性和零部件的可靠性面临着严峻挑战;接触网故障检测的及时性与准确性
接触网的几何参数是建立在线路数据基准上结构参数。铁路高速重载的运输特征,特别是重载运输对线路的平顺性、稳定性构成严重危害,线路的维修养护更为频繁。因此,要求接触网的养护与维修必须与线路同步, 其接触网维修面临新挑战
        时速200及其250公里要求弓网受流及其安全运行,要求接触网的几何参数及其平顺性必须满足标准要求。因此,接触网技术状态的检测与监控能力面临新挑战
高速运行的动车组制动距离长,一旦发生严重的弓网事故,接触网故障范围大、设备损伤重,接触网事故救援装备的综合抢修能力(包括救援装备的运行速度、架线能力以及随车救援物料的配置等等)提出新挑战
四、构建牵引供电维修保障体系
        完善的设备检修体系
        科学的检测监控体系
        健全的规章制度体系
        精细化的科学管理体系
        快速化的应急抢修体系
        可靠的人才保障体系

铁路牵引供电管理信息系统(EMIS)

        随着计算机网络技术的飞速发展,人类社会全面步入信息时代。计算机网络不仅方便了人们日常的信息交流,更可为铁路运营管理所用。牵引供电专业的特点一是点多、线长、面广;二是接触网设备漏天布置、没有备用;三是运输对供电专业的要求是“零故障”。信息化建设可大大缩短供电专业的管理距离,增强接触网检修管理的精细度,提高管理的实效性和效率。在当今铁路“高速、正点、重载”的新形势下,信息化建设可为牵引供电的运营管理提供全新的思路,为建立科学、规范、可靠、高效的管理体系提供技术支持。
        近年来,牵引供电各级管理部门在信息化建设和计算机技术应用方面进行了积极的尝试,积累了宝贵的经验并取得了很好的效果。基于郑州局“牵引供电管理信息系统”8年来的建设成果和经验,依照《铁路牵引供电管理信息系统建设方案审查意见》和《铁路机务信息化规划》以及新形势下运输对供电安全的基本要求,我们调整补充了《铁路牵引供电管理信息系统(EMIS)》的功能结构,并对EMIS各应用子系统进行了修改、完善。
EMIS功能简介
        牵引供电系统的基本任务是通过对牵引供电设备的有效管理,实现安全、不间断供电前提下的经济运行。各级管理部门须充分了解设备运行规律、状况,及时发现各种安全隐患,适实制定检修措施,适时调整工作重点。各级事故抢修指挥人员需要及时了解事故区段情况、故障设备情况,制定并迅速启动抢修预案,发布抢修命令,尽快恢复供电。
        围绕牵引供电的基本任务,以先进的供电管理理念和ERP理论为指导,以各项管理制度、规程为依据,以供电段为基础,构建牵引供电资源计划体系,各应用子系统的功能规划,着重考虑了生产力布局调整后的管理架构,充分考虑了各类资源的充分利用,便于系统分阶段实施,我们整体规划出若干个子系统。
        如传统的纸、笔、电话等,信息系统是各级管理者实施管理的工具。体现管理者的理念,支持管理过程,实现管理目的是信息系统建设的终极目标。伴随着铁路的发展和计算机技术的进步,EMIS系统的功能结构也会不断丰富和完善。

第6次大提速接触网安全检测设备

        我国铁路第六次大提速的线路绝大多数为既有线改造电气化线路,接触网直接与提速列车运行速度相关,在提速线路中占有十分重要的地位。提高接触网的运行可靠性,保障牵引供电系统的安全,成为搞好铁路提速安全的重要一环。为保证接触网具有良好的安全状态及弓网间的良好受流性能,对接触网和受电弓进行检测并随时掌握接触网的状态参数是一项非常重要的工作。
        提速线路中客货共线开行双层集装箱列车的电气化线路,接触线距轨面的最低高度为6330 mm。在这样的接触网下既要开行双层集装箱列车又要求开行时速200公里以上的动车组,这在世界上是前所未有的,弓网受流技术是一项具有开拓性的新技术。世界上的高速铁路接触网的接触线距轨面高度一般为5300~5600mm,高速受电弓也是针对在这种高度的接触网运行的条件下设计的。接触线距轨面高度6330 mm的接触网与200 km/h动车组的高速受电弓的弓网运行匹配关系和弓网适应性试验研究是一项新的科技攻关课题。
        针对第六次大提速接触网安全检测的要求和弓网受流性能试验的特点,铁道科学研究院机车车辆研究所研制开发了以下接触网检测和弓网受流性能测试设备:1)接触网-受电弓系统受流性能测试设备;2)综合检测车接触网检测系统;3)动车组车载接触网实时检测装置。

电铁牵引扩能与电能质量综合治理

 

        随着国民经济的快速增长,电气化铁路所承担的运输任务也持续增长。但是,一些既有线路,特别是坡度较大的区段,近年来由于实际运量远超过设计运量,在运营中经常发生运缓、坡停、跳闸等现象,严重影响铁路的正常运输。通过大量的测试及研究得出,引起上述现象的主要原因为随着负荷的增加,无功电流引起系统、牵引变压器、接触网等的电压损失增大导致牵引网末端电压严重降低,不能达到机车正常工作所需的最低电压19kV。同时,电力机车在运行时无功变化迅速,电压波动大,也严重影响公用电网的电能质量,并威胁其自身的安全。特别是功率因数低而导致的罚款,无功补偿不足造成的附加损耗,以及电压波动大而影响线路的通过能力等造成的直接和间接损失巨大。
        静止无功补偿装置(Static Var Compensation-SVC)的输出无功能快速跟踪冲击负荷的突变,随时保持最佳馈电功率因数,实现动态补偿,减少电压波动,提高电能质量,节约电能。由于这种技术相对成熟,性价比高,是目前适合于电气化铁路的较佳补偿装置。

随车弓网检测技术

        在电气化铁路中,电力机车的牵引方式与内燃机车和蒸汽机车不同,电力机车的电源来自沿线的接触网。具体地说,电力机车就是通过其受电弓滑板与接触导线的滑动接触而取得电能的。接触网沿线路架设,地理环境和线路条件复杂多变,而且受电弓与接触网又是在振动中传输电流,接触导线与受电弓之间的可靠接触,是保证电力机车良好取流的重要条件。在运行中,接触悬挂的运行状况与受电弓的运行状况密切相关,在取流过程中,受电弓和接触线在机械和电气方面都紧密相互作用着,因此,弓网关系是电气化铁路的主要特点之一。弓网关系匹配不好,轻则影响机车受流的稳定性,重则产生弓网故障,甚至导致恶性弓网事故的发生。
        为保证对弓网状态的检测和监控,世界上一些以电力牵引为主的国家,如:日本、德国、法国、原苏联等,都无一例外的在发展电气化铁路的同时,大力研究接触网和受电弓的检测技术,其检测内容基本相同,并且都是在运营速度下带电对弓网状态进行检测。
        我国电气化铁路自1961年宝鸡凤洲段第一条运行通车以来,几十年来得到了迅速的发展,特别是随着铁路五次大提速和即将实施的第六次大提速,对弓网状态的实时监测和质量控制更为重要,因此,检测弓网状态以指导维修工作非常必要。
        就现阶段而言,对于已经具备接触网检测车和“弓网装置”的电气化铁路局,作为弓网故障的安全预防性检测设施,接触网检测车和弓网动态检测设备二者应相辅相成,互为补充,为弓网状态的检测提供技术依据,为电气化铁路的安全运营发挥积极作用。

VX接线牵引变压器等电气化设计新技术的应用

        铁三院电化电信处处承担并开通运营的铁路电气化项目主要有秦沈客运专线、京秦提速改建工程、哈大电气化铁路、京沪电气化工程、沪杭电气化工程、丰准线、朔黄线、迁曹线、秦四期工程等众多工程,目前正在进行的主要项目有石太客运专线、津秦客运专线、京石客运专线、石郑客运专线、沈大客运专线、京九线电气化、石德线电气化、徐连线电气化、津秦沈电气化工程等项目。
        在工程设计中,我处设计并实践了几乎全部种类的电气化设计工作,如在秦四期工程秦北牵引变电所率先采用了单相变压器的AT供电方式,并在准东铁路福兴城变电所、朔黄线龙宫变电所继续发展为 VX接线的AT供电方式,这为我国电气化铁路采用AT供电方式引导了潮流,又如我们是第一个在哈大线采用全并联供电方式、第一个在秦沈客运专线工程采用牵引变电所安全监控及综合自动化系统,第一个作为设计院牵头实施“四电集成”项目石太客运专线的施工设计总承包。
        在设计的工程中,我院采用过外桥接线、内桥接线、带跨条的分支接线、不带跨条的线路变压器组接线、设计过110、220kV牵引变电所并获得了建设部颁发的220kV变电站设计资质证书、设计过各种类型变压器接线型式的牵引变电所,如YNd11、SCOTT、单相、单相AT、V/v、平衡变压器、 VX、 Vy等,我们在设计中采用过箱式分区所、开关柜、故障性质判别装置、电缆进出线等。
        在我们设计的项目中,哈大电气化工程获得了全国优秀设计工程银奖和铁道部优秀设计一等奖,秦沈客运专线工程、京秦提速改建工程获得了铁道部优秀设计二等奖,主持的科研项目“电气化铁路牵引供电新型成套技术”获得了工程总公司科技进步一等奖和天津市科技进步二等奖,参与的科研项目“牵引变电所安全监控及综合自动化系统”获得了铁道科学技术奖二等奖,参与的科研项目“牵引供电自动化系统成套技术及应用”获得了2005年国家科技进步二等奖。
    到目前为止,国内电气化铁路中由铁三院设计的具有显著特色的成果为:
    1.胶济电化项目, 郭店220kV牵引变电所近期外部电源220kV韩仓220kV地区变~济南500kV地区变I线开断供电,因此郭店220kV牵引变电所采用了外桥接线。
    2.济南应急工程济南西牵引变电所为与电力变合建的220kV牵引变电所,内设两台容量为45MVA单相牵引变和两台容量16MVA的220/10kV电力变。在客运专线大力发展的今天,本项目可为铁路电力用220/10kV设计提供参考。
    3.AT方式 VX接线110/2×27.5kV这种新型的V系列牵引变压器已经首次于2005年4月在准(格尔)东(胜)线地方铁路周家湾至西营子段铁路电气化工程福兴城牵引变电所投入运行;2007年3月,第二个采用 VX接线牵引变压器的朔黄铁路龙宫牵引变电所也投入了运行。
    4.适应开行2万吨列车需要,设计迁曹线重载铁路的聂庄牵引变电所采用了新型的单相AT牵引变压器:容 量25MVA,其中T绕组20MVA,F绕组12MVA。
    5.京沪电化安定牵引变电所谐波治理试点工程:采用SVC方案,安装3、5、7次滤波装置,在牵引变压器两牵引相各装设一组固定滤波器加晶闸管控制电抗器(FC+TCR)装置。北京方向3、5、7次滤波装置采用分立式电容器,上海方向3、5、7次滤波装置采用了密集式电容器。 

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