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安伊高铁柱上分区所与国内分区所设计方案对比

发布时间:2017-07-07 13:21:36 编辑:gaogege
本文摘要:电气化铁路,为了提高供电的灵活性和运行的可靠性,在两个牵引变电所形成的供电区中间常加设分区所。分区所的主要作用有三种:可以使同一供电臂的上、下行接触网实现并联或单独供电,上、下行接触网并联供电可使接触网末端电压质量得到提高;相邻变电所故障不能供电时,非故障变电所通过分区所实现越区供电;将故障区段接触网切除,非故障段照常工作,缩小故障影响范围。
  电气化铁路,为了提高供电的灵活性和运行的可靠性,在两个牵引变电所形成的供电区中间常加设分区所。分区所的主要作用有三种:可以使同一供电臂的上、下行接触网实现并联或单独供电,上、下行接触网并联供电可使接触网末端电压质量得到提高;相邻变电所故障不能供电时,非故障变电所通过分区所实现越区供电;将故障区段接触网切除,非故障段照常工作,缩小故障影响范围。
 
  土耳其铁路电气化系统中,所有在牵引变电所范围之外采用各种开关设备对接触网进行分合控制的设施被统称为开关站。开关站可实现与中国的分区所、开闭所、接触网远动隔离开关控制站等相同或相似的功能,但同样存在很多不同之处,例如所有的开关站均采用开关或负荷隔离开关来进行分段或连接各段接触网和供电线,在中国多采用断路器完成。本次交流,以直供方式下分区所为例,进行对比分析。
 
  分区所的主接线及运行方式:国内分区所主接线形式主要有三种:两断路器方案、三断路器方案、四(两)负荷开关方案。两断路器方案是电气化铁路分区所普遍采用的主接线方案,其接线形式如下:同侧供电臂末端分别通过断路器实现上、下行接触网并联供电,两侧不同供电臂之间上、下行分别设置负荷开关(或电动隔离开关)以实现越区供电。两断路器方案主接线及控制保护较简单,运行方式灵活,牵引网故障停电范围小,缺点是越区供电没有保护。其运行方式为:当某一侧(上行或下行)线路需要退出运行或发生故障时,断开需要退出运行或故障线路的牵引变电所馈线断路器和分区所并联断路器,使上、下行线路解列,另一侧线路正常供电。当全所需要退出运行或发生故障时,断开牵引变电所所有高、低压侧断路器和分区所并联断路器,合分区所越区电动隔离开关,由相邻变电所通过分区所进行越区供电。国内分区所设计时,对应于不同的主接线,分区所布置形式主要有以下两种:室内地面式和室外箱式方案。室内地面式:电气化铁路分区所常用的布置方式,对应于两断路器和三断路器主接线方案,分区所设有控制室、27.5kV高压室等,27.5kV断路器等一次设备常采用网栅间隔布置。室内地面式设备运行环境较好,但房屋面积、占地面积较大,投资较大,施工周期较长。室外箱式断路器方案:主接线可以对应于两断路器方案,也可以对应于四(两)负荷开关方案,不设房屋,所有27.5kV一次设备和二次设备以及空调等均设置于箱内。也可以将27.5kV隔离开关和避雷器设置于箱体外。分区所采用箱式布置方案已在国内广泛使用,运行状况良好。室外箱式具有体积小,占地面积少,安装方便、施工周期短,设备少维护等优点。缺点是造价较高、不容易扩展改造,因电气设备置于狭小的箱内,要考虑通风、温度、防潮、电磁干扰、绝缘配合等问题。
 
  国内分区所均设有所用交、直流电源系统及常规的保护装置,每条馈线设一段距离保护、电流速断保护、一次检压重合闸。分区所采用安全监控、综合自动化系统。在所内设置保护、测控单元设备,并通过通信设备联网构成综合自动化系统,以实现对分区所设备的保护、当地监控、远程数据传输。
 
  安伊高铁柱上式分区所内取消了直流系统及常规的保护装置,从而节约了占地面积,取消了水、暖等配套设施,实现了无人值班,降低了工程投资。由于并联的负荷隔离开关代替了国内常规分区所方式的断路器,同时也取消了保护装置;而负荷隔离开关不允许在接触网故障时进行分、合闸操作,所以采用该型式的接线方式后,在接触网线路故障发生时,必须通过与牵引变电所配合,快速判定故障发生的性质,以及是在上行还是下行,并实现故障区段的切除。本工程采用牵引变电所与分区所保护时限的配合,利用牵引变电所安装的故障性质判别装置来实现故障性质的判别及切除故障区段。
 
  国内分区所接地装置的布置以水平接地网为主,在设备集中区域附近设置垂直接地体,水平接地体采用铜绞线,垂直接地体采用铜包钢或铜棒,接地电阻应达到R 4Ω的要求,同时校验跨步电势和接触电势,当接地电阻值达不到要求时采取相应的降阻措施。电缆支架的接地线不得作为其他设备的接地线。各电气设备、架构 底座、外壳均采用圆钢或扁钢与主接地网相连。
 
  安伊高铁柱上式分区所所有外露钢结构和设备外壳以及支柱内部钢筋需可靠接地。经与土耳其业主沟通确认,分区所一次设备所接的地指的是接触网回流线,其接地电阻值为10Ω。支柱内部钢筋及外露钢结构的接地材料选择Φ8mm铝线。每根支柱上的铝线自上而下将本根支柱上安装的所有外露钢结构的接地端子和支柱内部钢筋接地端子并联,其中通过与连接在本根支柱上的回流线的支架的连接,实现与接触网回流线连接。隔离开关的操作机构箱外壳上有预留的接地端子,所有机构箱通过一根铝线逐一并联后再采用线夹与两侧支柱的接地铝线分别并联。铝线采用钢绑扎带固定在支柱上。
 
    通过与国内典型分区所的对比分析,总结起来土耳其安伊高铁柱上式分区所有如下优点:
 
    1. 占地面积小:我国的箱式分区所占地面积一般为300多m2,但土耳其的柱上式分区所最多只占地100m2,若是控制房屋与站房合建更节省占地,因此大量节省了征地投资。
 
    2. 设备集中安装,大量节省了通信电缆和控制电缆,且维护管理更加方便。
 
    3. 由于占地面积小,位置摆放受征地的影响也小,在很多地域狭小的区域依然可以安放,例如城市中、崎岖不平的山区、征地困难的自然保护区等。
 
    4. 此分区所的设计理念可以推而广之,依据用途不同可设计成多种功能的牵引供电设施,与我国的箱式成套设备相比布置及接线更加方便、灵活。
 
 
 
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