張華志

牽引變電設計標準與電力行業(yè)相關標準差異性分析

張華志

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司,武漢 430063)

鐵路工程建設標準直接決定了鐵路建設水平,通過對現(xiàn)行鐵路牽引變電設計標準與電力行業(yè)相關標準在體系結構、規(guī)范深廣度、條文內容等方面進行對比分析,提出現(xiàn)行鐵路牽引變電設計標準應在GIS配電裝置、防火、220kV牽引變壓器繼電保護配置及與牽引變電所土建相關接口等方面參照電力行業(yè)相關標準予以補充或新增專用標準,以達到進一步完善鐵路有關技術標準,提升鐵路牽引變電設計水平的目的。

鐵路工程;牽引變電;電力行業(yè);技術標準

1 概述

近年來,通過大規(guī)模、高標準的鐵路建設,中國鐵路創(chuàng)造了多項世界第一。中國鐵路引領了世界鐵路的發(fā)展方向,也給人們的日常生活帶來了巨大變化,不僅縮短了時空距離,方便了出行,還帶動了就業(yè),拉動了內需。

作為鐵路建設技術支撐和指導的鐵路工程建設標準,集中體現(xiàn)了有關技術標準和管理要求。鐵路工程建設標準是否體現(xiàn)最新技術發(fā)展方向,是否涵蓋最新設備及其制造工藝直接決定了鐵路建設水平。

鐵路工程建設標準包括勘察設計規(guī)范、施工規(guī)范、質量驗收標準、施工安全規(guī)程,主要就設計標準進行差異性分析。通過對電力行業(yè)標準與現(xiàn)行鐵路牽引變電設計標準在體系結構、規(guī)范深廣度、條文內容等方面進行詳細對比分析,以達到進一步完善鐵路有關技術標準,提升鐵路牽引變電設計水平的目的。

2 體系結構對比分析

在標準體系的總體構成上,電力行業(yè)標準分為基礎標準,通用標準和專用標準3個序列。而鐵路工程標準分為管理標準、技術標準和作業(yè)標準三大系列,技術標準又分為基礎標準,通用標準和專用標準3個序列。

2.1 基礎標準

電力行業(yè)的基礎標準主要分為術語標準、安全標準和圖形標準三大類型。鐵路行業(yè)的基礎標準主要有術語標準、鐵路工程命名標準、限界標準、工程結構可靠度設計標準、圖形標準等。

2.2 通用標準

在技術標準上,電力行業(yè)以《電力系統(tǒng)設計技術規(guī)程》、《大型水、火力發(fā)電廠接入系統(tǒng)設計內容深度規(guī)定》、《輸變電項目可行性研究內容深度規(guī)定》作為輸變電工程通用標準。

鐵路行業(yè)的通用標準則以高速鐵路設計規(guī)范、線橋站地隧及四電、建筑、給排水等專業(yè)設計規(guī)范、節(jié)能、抗震、勞動安全衛(wèi)生、工程防火、環(huán)境保護等系統(tǒng)設計規(guī)范作為通用標準。

2.3 專用標準

在專用標準上,電力行業(yè)在輸變電方面有65項專用標準,而鐵路牽引供電方面僅有《鐵路供電調度系統(tǒng)設計規(guī)范》、《鐵路電力牽引變電所所用電系統(tǒng)設計規(guī)范》等幾項專用標準。專用標準對比參見表1。

表1 專用標準對比

2.4 小結

與電力行業(yè)相比,在體系結構上,鐵路變電設計的基礎標準和通用標準均符合鐵路工程的特點和需求,具有較強的針對性。但在專用標準上,電力行業(yè)有多項針對某一設計領域的專項標準。與電力行業(yè)相比,鐵路牽引變電對于設計內容的規(guī)定,除依賴通用標準《鐵路電力牽引供電設計規(guī)范》外,更多依靠電力行業(yè)和國家標準,有必要在專用標準方面進行細化。此外,電力行業(yè)把變電站土建部分也納入變電站設計規(guī)范,在此方面也值得借鑒。

3 條文內容及深廣度對比分析

與電力行業(yè)相比,鐵路牽引變電在所址選擇及總布置,電氣主接線、敞開式配電裝置、控制室布置、所用電源和操作電源、二次接線、照明、電纜敷設等多個方面,條文內容及深廣度與電力行業(yè)有關標準的規(guī)定基本一致。對于個別與現(xiàn)行國標有差異的條文,建議鐵路電力牽引供電系統(tǒng)設計標準修訂時結合鐵路牽引變電特點補充完善或修改調整。

但在GIS配電裝置、防火、220 kV牽引變壓器繼電保護配置及與牽引變電所土建相關接口等方面,電力行業(yè)標準規(guī)定的更細致,對比分析如下。

3.1 GIS配電裝置

GIS配電裝置是近年客運專線大規(guī)模建設,鐵路行業(yè)為減少維修工作量,提高設備技術標準而采用的新技術,因此無論在鐵路通用設計規(guī)范還是專用設計規(guī)范上均無規(guī)定。同比,電力行業(yè)有《3～110 kV高壓配電裝置設計規(guī)范》(GB50060—2008)、《高壓配電裝置設計技術規(guī)程》(DL/T5352—2006)、《水力發(fā)電廠氣體絕緣金屬封閉開關設備配電裝置設計規(guī)范》(DL/T5139—2001)多本規(guī)范對GIS配電裝置的選型、布置、接地、環(huán)境保護、對土建要求、專用工具和監(jiān)測儀器的配置等進行了詳細規(guī)定,以指導設計人員開展設計工作。鑒于此,建議鐵路行業(yè)參照電力行業(yè)有關標準并結合鐵路牽引供電系統(tǒng)自身特點新增專用標準《電氣化鐵路GIS配電裝置設計規(guī)范》或在鐵路電力牽引供電系統(tǒng)設計標準修訂時增加相關內容。

3.2 防火

在防火上,鐵路行業(yè)雖有《鐵路工程設計防火規(guī)范》,但由于鐵路專業(yè)眾多,與電力行業(yè)相比在牽引變電所的防火規(guī)定上過于粗放。

電力行業(yè)有《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》(GB 50116—2006)、《火力發(fā)電廠與變電所設計防火規(guī)范》(GB 50229—2006)、《3～110 kV高壓配電裝置設計規(guī)范》(GB 50060—2008)、《建筑設計防火規(guī)范》(GB50016—2006)、《高壓配電裝置設計技術規(guī)程》(DL/T5352—2006)、《220～500 kV變電所設計技術規(guī)程》(DL/T5218—2005)等多本規(guī)范對變電所的防火要求進行了規(guī)定。在火災自動報警系統(tǒng)設置、排煙設施設置范圍、防火墻要求、配電裝置室的門及內墻的設計等多方面有著詳細的規(guī)定,建議參照電力行業(yè)有關標準完善《鐵路工程設計防火規(guī)范》,或在《鐵路電力牽引供電設計規(guī)范》(TB10009—2005)新增消防章節(jié),也可新編專用規(guī)范《牽引變電所防火設計規(guī)范》。

3.3 繼電保護配置

在繼電保護與自動重合閘方面,電力行業(yè)有《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》(GB/T 14285—2006)、《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》(GB/T 50062—2008)兩本專門的設計規(guī)范且為國標。

鐵道行業(yè)現(xiàn)行的鐵道標準《鐵路電力牽引供電設計規(guī)范》(TB10009—2005)對繼電保護和自動裝置有相應的要求。與電力行業(yè)標準相比,在細節(jié)規(guī)定上基本一致,且兼顧了鐵路本身的特點。但也要看到TB10009在部分技術要求上,如自動重合閘要求、瓦斯保護動作要求及縱差保護動作要求等方面沒有電力部門規(guī)定的詳細,需補充完善,或參照國標執(zhí)行。

此外國標要求“電壓為220 kV及以上的變壓器裝設數(shù)字式保護時,除非電量保護外,應采用雙重化保護配置”,“宜將被保護設備或線路的主保護(包括縱橫聯(lián)保護等)及后備保護綜合在一整套裝置內……對僅配置一套主保護的設備,應采用主保護與后備保護相互獨立的裝置”,建議鐵路牽引供電設計規(guī)范修訂時進一步專題研究220 kV變壓器保護雙重化配置在鐵路行業(yè)的適用性和必要性。

3.4 牽引變電所土建相關接口

《220～500 kV變電所設計技術規(guī)程》(DL/ T5218—2005)、《35～220 kV無人值班變電站設計技術規(guī)程》(DL/T5103—2012)、《35～110 kV變電所設計規(guī)范》(GB 50059—2011)等電力行業(yè)變電站設計規(guī)范規(guī)程均有土建接口章節(jié),對荷載、建筑物、架構及其他構筑物、采暖、通風和空氣調節(jié)、生活給水和廢水排放等與變電站土建相關的要求有著明確且詳細的規(guī)定。

由于鐵路行業(yè)由多個專業(yè)組成,因此現(xiàn)行鐵路牽引供電設計規(guī)范未體現(xiàn)上述內容,上述要求分布在相關專業(yè)規(guī)范中,但容易造成設計者的差缺漏碰。建議鐵路牽引供電設計規(guī)范修訂時增加接口章節(jié),補充專業(yè)間設計界面和相互要求,特別是土建接口內容。

4 結論

與電力行業(yè)相比,在所址選擇及總布置,電氣主接線、敞開式配電裝置、控制室布置、所用電源和操作電源、二次接線、照明、電纜敷設、繼電保護配置等多個方面,現(xiàn)行鐵路牽引變電設計標準與電力行業(yè)有關標準的規(guī)定基本一致。

對個別與現(xiàn)行國標有差異的條文,建議鐵路電力牽引供電系統(tǒng)設計標準修訂時結合鐵路電力牽引供電特點相應調整。對于與現(xiàn)行電力行業(yè)標準要求有差異的條文,建議鐵路電力牽引供電系統(tǒng)設計標準修訂時需研究電力行業(yè)標準在鐵路行業(yè)應用的可行性,現(xiàn)行鐵路行業(yè)標準是否能滿足當前設計需求,經綜合分析研究后確定是否修改相應條文。

在GIS配電裝置、防火及與牽引變電所土建相關內容等方面,建議鐵路電力牽引供電系統(tǒng)設計標準參照電力行業(yè)予以適當補充?？尚略鰧Ｓ脴藴省峨姎饣F路GIS配電裝置設計規(guī)范》、《牽引變電所防火設計規(guī)范》;也可在鐵路電力牽引供電系統(tǒng)設計標準修訂時新增GIS配電裝置、防火、土建接口等章節(jié)。

[1] 中鐵第四勘察設計院集團有限公司.鐵路牽引供電系統(tǒng)設計標準與電力行業(yè)有關標準差異性分析研究報告[R].武漢:中鐵第四勘察設計院集團有限公司,2012.

[2] 中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會.DL/T 5352—2006高壓配電裝置設計技術規(guī)程[S].北京:中國電力出版社,2006.

[3] 國家能源局.DL/T 5218—2012 220～750 kV變電所設計技術規(guī)程[S].北京:中國計劃出版社,2012.

[4] 中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會.DL/T 5056-2007 變電所總布置設計技術規(guī)程[S].北京:中國電力出版社,2007.

[5] 中華人民共和國國家經濟貿易委員會.DL/T 5139—2001水力發(fā)電廠氣體絕緣金屬封閉開關設備配電裝置設計規(guī)范[S].北京:中國電力出版社,2001.

[6] 中華人民共和國國家經濟貿易委員會.DL/T 5136—2001火力發(fā)電廠、變電所二次接線設計技術規(guī)定[S].北京:中國電力出版社,2001.

[7] 中華人民共和國建設部,中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB 50059—2011 35～110 kV變電站設計規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2011.

[8] 中華人民共和國建設部,中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB 50229—2006火力發(fā)電廠與變電所設計防火規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2006.

[9] 中華人民共和國建設部,中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 50065—2011交流電氣裝置的接地設計規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2011.

[10]中華人民共和國建設部,中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB 50217—2007電力工程電纜設計規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2007.

[11]中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局,中國國家標準化管理委員會.GB/T 14285—2006繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程[S].北京:中國標準出版社,2006.

Analysis on Difference between Traction Substation Design Standards and Relevant Electric Power Industry Standards

ZHANG Hua-zhi
(China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.,Ltd.,Wuhan 430063,China)

Considering that the railway engineering construction standards directly determine the level of railway construction,this paper made a contrastive analysis between the current railway traction substation design standards and the relevant electric power industry standards,from the aspects of standard system structure,standard depth and width,standard clauses and contents.On that basis,this paper made a suggestion:the current railway traction substation design standards should be supplemented by reference to the relevant electric power industry standards,or some specialized standards should be added to the railway standard system,involving the issues of GIS power distribution device,fire prevention,220 kV traction transformer relay protection device,and the interfaces in relation to the civil engineering of traction substation.In this way,the railway technical standard system can be further refined,and the design level of railway traction substation can be improved.

railway engineering;traction substation;electric power industry;technical standard

U22

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.04.029

1004-2954(2014)04-0123-03

2013-08-18

鐵道部科技研究開發(fā)計劃(鐵建科字(2012)-10)

張華志(1977—),男,高級工程師,1999年畢業(yè)于華東交通大學鐵道電氣化專業(yè),工學學士;2010年獲武漢大學碩士學位,E-mail: tsyzhanghz@126.com。