杜春林

【文章摘要】

隨著鐵路客運專線的建設(shè)，高速鐵路已經(jīng)漸漸走進了人們的視線，朝發(fā)夕至已經(jīng)不是夢想，而做為高速鐵路不可或缺的一部分——鐵路變配電系統(tǒng)，也發(fā)生了巨大的變化。本文主要介紹了大秦鐵路大西高鐵段的概況，高鐵和普通鐵路變配電檢修模式的區(qū)別以及高鐵變配電設(shè)備的缺陷等內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】

高鐵；變配電；缺陷

1 概述

大秦鐵路自山西省大同市至河北省秦皇島市，縱貫山西、河北、北京、天津，全長653千米，是中國西煤東運的主要通道之一。大秦鐵路是中國新建的第一條雙線電氣化重載運煤專線，1992年底全線通車，2002年運量達到一億噸設(shè)計能力。為最大限度發(fā)揮大秦鐵路作用，有效緩解煤炭運輸緊張狀況，自2004年起，鐵道部對大秦鐵路實施持續(xù)擴能技術(shù)改造，大量開行一萬噸和兩萬噸重載組合列車，全線運量逐年大幅度提高。

大同至西安鐵路客運專線（大西高鐵），是國家中長期鐵路規(guī)劃網(wǎng)的重要組成部分，北起山西大同，經(jīng)朔州、忻州、太原、晉中、臨汾、運城、渭南等9市31縣（區(qū)）至陜西西安，全長859公里。線路設(shè)計行車速度250公里/小時，原平～西安段基礎(chǔ)設(shè)施預(yù)留進一步提速條件。按照發(fā)改委相關(guān)文件要求，大西高鐵大同至原平段先期利用北同蒲三四線160 km。大西高鐵建成后，大同至西安列車運行時間將由現(xiàn)在的16個多小時縮短至5個多小時。2009年12月3日，大西客運專線原平～西安段正式開工，工期4.5年，2014年7月1日太原到西安段已通車，原平～太原段預(yù)計2015年通車。大同至西安鐵路原平西至北同蒲聯(lián)絡(luò)線工程計劃竣工日期為2016年7月31日，屆時動車組可實現(xiàn)貫通大西全線。

隨著鐵路客運專線的建設(shè)，高速鐵路已經(jīng)漸漸走進了人們的視線，朝發(fā)夕至已經(jīng)不是夢想，而做為高速鐵路不可或缺的一部分——鐵路變配電系統(tǒng)，也發(fā)生了巨大的變化。

2 高鐵和普通鐵路變配電模式的區(qū)別

在高鐵設(shè)備管理檢修維護中，嚴格按照“嚴檢慎修”原則，秉承“心細如發(fā)、絲扣不差”的設(shè)備檢修理念，加大設(shè)備巡檢力度，緊盯高鐵供電設(shè)備缺陷處理，消除供電安全隱患，全力確保高鐵安全供電。

鐵路變配電系統(tǒng)為除列車牽引供電以外的所有鐵路設(shè)施供電，其電源是從國家電網(wǎng)的變電站接引兩路10kV（35kV）電源，通過鐵路變配電所向鐵路車站、區(qū)間負荷供電，鐵路變配電所的間距40-60km，個別區(qū)段長達80'90km：普速鐵路從配電所饋出兩條線路，一條稱為自閉線路，另一條稱為貫通線路，在每一個小站設(shè)置一個箱式變電站，自閉和貫通線路通過變壓器為區(qū)間負荷供電；高速鐵路每隔3km左右有一處負荷點，負荷類型為通信、信號等一級負荷及部分二級負荷，從變配電所饋出2條10kV電力線路，沿鐵路敷設(shè)向其供電，該電力線路被稱為貫通線路，一條稱一級貫通線，另一條稱綜合貫通線，為了保證長距離輕負荷的區(qū)間貫通線供電質(zhì)量，高速鐵路和常速鐵路配電所均設(shè)有專用10/10kV的調(diào)壓器，經(jīng)過調(diào)壓器向貫通線供電。

牽引變電所的布點，接觸網(wǎng)和牽引變電所外部電源供電方案的確定，均按滿足最高時速350km和3min追蹤運行間隔進行設(shè)計，牽引變壓器的安裝容量接運輸需求確定。AT所、分區(qū)所2臺電動隔離開關(guān)內(nèi)側(cè)設(shè)2臺自耦變壓器，互為備用。牽引變電所、開閉所均按無人值班設(shè)計，AT所、分區(qū)所均按無人值班、無人值守設(shè)計。各所保護、測量、控制設(shè)備采用綜合自動化系統(tǒng)，納入綜合調(diào)度系統(tǒng)中的牽引供電調(diào)度子系統(tǒng)。接觸網(wǎng)懸掛類型采用全補償簡單鏈型懸掛。采用綜合接地系統(tǒng)。接觸網(wǎng)與通信、信號、信息等專業(yè)共用沿線敷設(shè)的貫通綜合地線。同時，各牽引變電所、AT所、分區(qū)所、開閉所內(nèi)的接地網(wǎng)與沿線貫通的綜合接地系統(tǒng)相連。采用綜合接地系統(tǒng)。接觸網(wǎng)與通信、信號、信息等專業(yè)共用沿線敷設(shè)的貫通綜合地線。具有一級負荷的變配電所，采用兩路獨立電源受電，一般為兩路專屏專線。采用SCADA系統(tǒng)（數(shù)字采集監(jiān)控系統(tǒng)），對牽引供電設(shè)備、電力供電設(shè)備及供電安全監(jiān)控系統(tǒng)進行一體化監(jiān)控管理。

鐵路變配電所從地方電網(wǎng)接引二路10 （35）kV 專線電源，正常情況下采用單母線分段運行，設(shè)有母聯(lián)斷路器，當一路外電源失電，母聯(lián)斷路器合閘，另一路外電源帶所有負荷。高壓開關(guān)柜采用SF6 氣體絕緣開關(guān)柜，免維護可達20 年。為了保證長距離、輕負荷的區(qū)間貫通線供電質(zhì)量， 鐵路變配電所設(shè)有專用10 / 10kV 的調(diào)壓器，調(diào)壓器具備有載自動調(diào)壓功能，經(jīng)過調(diào)壓器向貫通線供電。

3 高鐵變配電設(shè)備自動化技術(shù)存在的問題

就目前而言，我國鐵路變配電所自動化技術(shù)雖不斷發(fā)展，但還是存在兩大嚴重問題，使鐵路邊配電所自動化技術(shù)還有較大提升改革空間。其一是載波機電源、遠動柜的電源插件、RTU信號插件、UPS和后臺監(jiān)控微機不同程度的損壞；其二是變配所綜合自動化運行中的報警信息不全、報警現(xiàn)象或發(fā)信號準確率低。這兩大問題當下正阻礙著鐵路變配電所的發(fā)展。迫切需要我們找出原因并及時解決。

4 針對鐵路變配電所自動化技術(shù)存在問題的解決方案

4.1分布控制方式

分布控制方式是指配電自動化終端（TFU）具有自動故障判斷與隔離能力，通過互相之間的配合，也具備了網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)能力，整個過程不需要主站的參與。主要有電壓時間型和電流計數(shù)型都是由TFU結(jié)合開關(guān)構(gòu)成具有重合功能的分段器。

由于原理上的限制，此種方式不可避免地存在以下缺陷：

（1）故障處理與供電恢復(fù)速度慢對系統(tǒng)和用戶沖擊大。

（2）需要改變變電站出線保護定值和重合閘動作方式。

（3）分段越多、相互之間配合越困難、動作缺乏選擇性。

所以，在鐵路供電系統(tǒng)這種對供電可靠性要求比較高的供電方式下不宜選擇這種方式。

4.2集中控制方式

集中控制方式下，由現(xiàn)場TFU將采集到的故障信息上送主站，由主站的應(yīng)用模塊經(jīng)計算后，得出故障隔離與恢復(fù)方案，再下達給TFU執(zhí)行。一般分為3個層次：（1）配電終端層完成故障的檢測和信息上送；（2）配電子站完成本區(qū)域的故障處理和控制；（3）主站完成全網(wǎng)的管理與優(yōu)化。

由于鐵路供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)固定，模式統(tǒng)一，運行管理完全由水電段調(diào)度室完成，所以從功能完成和節(jié)約投資方面考慮，可以建立簡化的集中控制式配電自動化系統(tǒng)，在簡化系統(tǒng)中，省略配電子站功能，由主站直接完成全網(wǎng)的配電自動化應(yīng)用功能。

5 總結(jié)

對于高鐵變配電設(shè)備中的缺陷，對于立即會產(chǎn)生嚴重影響的缺陷必須立即進行搶修；對于不會立即產(chǎn)生嚴重影響的缺陷，則可以安排計劃檢修，對于在一定時間內(nèi)不會產(chǎn)生影響的設(shè)備缺陷要納入問題庫等設(shè)備小修一并處理。由于天窗時間的限制， 對于短時間即可搶修完成的可以選擇在天窗外的時間，但是對于需要較長時間處理的缺陷，則必須選在天窗時間。

高速鐵路運用的都是先進的技術(shù)裝備，在構(gòu)建科學(xué)的維修養(yǎng)護體系工作上，形成的一些機制和方法還需要在長期的實踐中進行驗證，我們還要繼續(xù)深入探索高鐵供電設(shè)備運行維護規(guī)律，盡快破解關(guān)鍵的質(zhì)量難題，確保高鐵供電設(shè)備穩(wěn)定可靠和運行安全，努力打造世界一流的高鐵運營品質(zhì)。