中文      English
 
 
世界轨道交通资讯网

20kV供电系统在市域铁路中的应用

发布时间:2016-08-12 10:32:32 编辑:gaoweinew
本文摘要:根据温州市域铁路S1线的负荷特点及电源情况,采用20kV双环网集中电力供电系统是能满足用电负荷要求,且经济合理的。


  各位领导、各位专家,大家上午好!我是中铁第四勘察设计院电化处电力专业工程师,我叫陈凯。今天我给大家汇报的题目是"20kv铁路系统在市域领域的应用"。

  我的汇报一共分为以下七个部分:一、工程概况;二、市域铁路电力负荷分析;三、铁路常规电力供电系统;四、市域铁路20kV电力供电系统;五、载流量及电压降分析;六、投资对比分析;七、结论及展望。

  一、工程概况

  市域铁路是指在一个城市或城市圈的市区或市郊范围内运营的电气化客运铁路,运营时速在80-160km/h之间,站间距较小,这种线路一般都直接进入市区,是介于城市轨道交通(地铁、轻轨)和城际、高速铁路之间的新型运输模式。

  以下将以温州市域铁路S1线作为代表来介绍。温州市域铁路S1线作为全国首条采用交流27.5kV牵引供电、开行动车组列车的市域铁路,一期工程线路全长52.22km,桥隧比96.3%。全线共设车站20个,其中预留车站3个。近期工程平均站间距3.1km,远期平均站间距2.6km。

  二、市域铁路电力负荷分析

  市域铁路电力负荷主要有以下两大特点:

  1.市域铁路电力负荷种类繁杂。

  市域铁路在市区多采用地下线路,在市郊多采用高架或地面线路。

  地下线路的电力负荷种类接近于地铁,除了包含站房内动力照明负荷外,还有区间隧道风机、水泵、人防门、防淹门等用电负荷。

  高架或地面线路的电力负荷种类接近于城际铁路,除了包含站房内动力照明负荷外,还可能有区间山岭隧道照明、站场照明、道岔融雪等用电负荷。

  2.市域铁路电力负荷密度不均。

  市域铁路在市区区段一般设站较密,多为地下车站,其用电负荷较大,用电密度大;而在市郊区段一般设站相对较疏,多为高架或地面车站,用电负荷较小,用电密度较小。

  结合以上两点,常规的10kV城际铁路供电系统很难满足地下区段电力负荷需求,而地铁35kV供电系统在无需给机车供电时其供电能力又有过剩,所以寻找经济、合适的电力供电系统是市域铁路发展的重要前提条件。

  三、铁路常规电力供电系统

  1.10kV贯通线分散供电方案。

  以沪宁城际铁路给大家做介绍。沪宁城际铁路线路全长298km,速度目标值为300km/h,平均站间距为15.7km。

  电力供电方案:每隔约40km设置一座10kV配电所,沿线设置两条10kV电力贯通线路,各车站设一座通信信号变电所和一座综合变电所,通号变电所电源取自两路贯通线,综合变电所电源取自地方电网。

  特点:贯通线路经调压器供电,截面较小;但每个车站需另外引地方10kV电源给综合变电所供电。

  分析比较:外部电源接引点过多,电源接引方案复杂,投资不可控,不适用于市域铁路。

  2.10kV贯通线集中供电方案。

  我以广珠城际为例给大家做介绍。广珠城际铁路线路全长105km,速度目标值为250km/h,平均站间距为6.2km。

  电力供电方案:每隔约10km设置一座10kV配电所,沿线设置两条10kV电力贯通线路,各车站设一座综合变电所,电源取自10kV贯通线。

  特点:贯通线采用直供方式,截面较大,每个车站无需另外引地方10kV电源。

  分析比较:10kV配电所数量多,10kV电缆载流量有限;不适用于市域铁路。

  3、35kV集中供电方案

  我以武汉地铁3号线为例给大家做介绍。武汉地铁3号线线路全长为27.2km,速度目标值为80km/h,平均站间距为1.8km。

  电力及牵引供电方案:每隔约2km设置一座35kV配电所,沿线设置两条35kV电缆线路,构成供电环网,各车站设一座动力照明变电所和一座牵引供电变电所,电源均取自35kV供电环网。

  特点:采用35kV供电环网,电力与牵引供电共用35kV电源。

  分析比较:35kV供电环网及设备造价较高,仅电力负荷用电采用35kV线路运营不经济;不适用于市域铁路。

  四、温州市域S1线所采用的市域铁路20KV电力供电系统

  采用20kV双环网集中供电方案。

  温州市域铁路线路全长52km,速度目标值为120km/h,平均站间距为3.1km。

  电力供电方案:在线路两端的温州站和灵昆站分别与牵引变电所合建一座110/20kV变配电所,沿线设置两条20kV电缆线路,构成供电环网;于中间车站设置环网分断开关,各车站设一座综合变电所,电源均取自20kV供电环网。正常运行时,环网分断开关断开,两端变配电所同时供电,当一座变配电所停电时,环网分断开关闭合,由另一座变配电所带全线一、二级负荷。

  特点:共用牵引变电所110kV电源,双环网集中供电,每个车站无需另外引地方电源。

  分析比较:20kV线路供电能力强,环网分断供电形式灵活,充分利用20kV环网供电能力,适用于市域铁路。

  五、载流量及电压降分析

  1、20kV线路的载流量计算

  我们通过模拟计算20kV线路的载流量得到以下电缆最大供电能力曲线图。从图中可以看出,红色为10kV电缆线路,绿色为20kV电缆线路,蓝色为35kv电缆线路。

  以温州S1线为例。温州S1线单臂最大负荷约为16MVA,从上图不难看出20kV线路供电能力能满足S1线负荷需求,并且是最适合的。

  2、20kV线路的电压降模拟计算。

  通过模拟计算得到以下电缆线路压降曲线图。从图中可以看出,红色为10kV电缆线路,绿色为20kV电缆线路,蓝色为35kv电缆线路。

  从上图不难看出,在同样的负荷容量(8000kVA)和电缆截面先(185mm2),在压降小于5%条件下,20kV线路供电距离是10kV的4倍,可以达到约30-40km,正好与牵引变电所供电距离相吻合。

  六、投资对比分析

  根据温州市域铁路S1线用电负荷资料,利用概算软件对10kV、35kV电力供电方案进行投资估算,并与实际20kV方案进行比较,得出以下投资对比柱状图。

  电力工程投资估算柱状图如下:

  从上图不难看出,35kV供电线路及电源设备较另外两种方案投资高很多;而10kV方案因接引外部电源较多,投资较20kV方案高且存在不可控因素;所以,20kV供电方案工程投资是最经济合理的。

  七、结果及展望

  结论:根据温州市域铁路S1线的负荷特点及电源情况,采用20kV双环网集中电力供电系统是能满足用电负荷要求,且经济合理的。

  展望:随着国内市域铁路的不断发展,适用于市域铁路用电负荷特点的20kV双环网集中供电系统将会得到越来越多的应用,并且在20kV设备选型、环网开关运行模式、继电保护系统配置等方面会更加丰富和完善。

  我的汇报结束,谢谢!

 

专  题
 
 
 
封面人物
市场周刊
2017-06
出刊日期:06-27
出刊周期:每月
总480期
出刊日期:(2014 07 09)
出刊周期:每周