吳 婧

近期，據(jù)烏魯木齊鐵路局相關(guān)人員反映，在其管轄范圍內(nèi)的多條鐵路中，出現(xiàn)供電電源側(cè)與電務負荷側(cè)開關(guān)容量不匹配的問題，即變電所信號電源空氣開關(guān)、信號機械室配電盤空氣開關(guān)及電源屏輸入端空氣開關(guān)的容量，不滿足《鐵路信號設(shè)計規(guī)范》第12.2.7條規(guī)定：“信號設(shè)備斷路器的設(shè)置應能滿足對設(shè)備進行分級防護的要求”。

1 原因分析

經(jīng)多方分析，之所以出現(xiàn)上述問題是因為電力專業(yè)和信號電源屏供應商計算空氣開關(guān)容量時，所依據(jù)的產(chǎn)品標準或技術(shù)規(guī)范不同。信號電源屏供應商參考《客運專線鐵路信號產(chǎn)品標準 (暫行)鐵路信號電源屏》進行設(shè)置，具體要求為“按照被保護電路的額定容量、負載性質(zhì)以及選擇性配合，來確定斷路器的額定保護電流和延時特性，輸入三相電源還應考慮負載不平衡度的因素。斷路器額定保護電流的容量選擇，輸入回路為額定電流的1.5～2倍，輸出回路為額定電流的1.4～1.6倍”。而電力專業(yè)依據(jù)《電力設(shè)計規(guī)范》進行設(shè)計，整定電流大約為額定電流的1.2～1.5倍。

2 目前現(xiàn)狀

電力專業(yè)在施工圖設(shè)計初期，是根據(jù)信號專業(yè)提供的信號設(shè)備總功率計算配電盤空開容量后，再放大一級作為變電所空開容量。如果本站信號設(shè)備總功率不變，則配電盤及變電所空開容量基本確定，電力專業(yè)以此為依據(jù)進行后續(xù)施工圖設(shè)計。而信號電源屏輸入側(cè)的空開容量，只有待施工招標確定電源屏供應商后才能計算。故兩家有可能因為計算方法不同，導致空開容量在選擇上出現(xiàn)級別不匹配的現(xiàn)象。

3 不同的計算方法

目前鐵路行業(yè)存在津宇嘉信、北京康達、鼎漢等多家信號電源屏生產(chǎn)供應商，而各個供應商針對信號電源屏輸入側(cè)空氣開關(guān)容量的計算方法卻不盡相同?，F(xiàn)以南疆鐵路庫爾勒至阿克蘇增建二線的喀拉玉爾滾車站 (45kVA)為例，詳細分析如下。

3.1 津宇嘉信的計算方法

運用電流計算公式，并考慮負載不平衡系數(shù)，計算電源屏輸入側(cè)空氣開關(guān)的容量。即I=P/U=45000/3/220=68.2 A。考慮負載不平衡度的因素，輸入回路為額定電流的1.5～2倍，則：I=68.2×(1.5～2) =102.3～136.4 A。因空氣開關(guān)型號僅有 63 A、80 A、100 A、125 A、160 A等型號，故?。篒=125 A。

3.2 北京康達的計算方法

通過信號設(shè)備用電量表，按照不同電源種類分別計列，并將三相電源進行分劈，盡量將額定電壓種類相同的電源分配在同一相位中，最后分別計算三相電源的電流。喀拉玉爾滾站信號設(shè)備用電量表如表1所示，其中交流轉(zhuǎn)轍機電源單獨設(shè)置。

表1 喀拉玉爾滾站信號設(shè)備用電量表

根據(jù)表1，將同相位的電流相加，計算出每相電源的電流，即：IA相=44 A;IB相=42 A;IC相=58 A。

考慮負載不平衡度的因素，輸入回路為額定電流的1.5～2倍，按照最大電流 (C相)進行計算：則：I=58× (1.5～2) =87～116 A，取 I=100 A。

3.3 鼎漢的計算方法

利用電源電壓下降至175 V及任何一相電源下降15%時，計算電源屏必須保證的輸出功率及輸入電流。

電源屏實際功率 (每相)P1=W1/X，其中W1為輸出功率;X為電源相數(shù)。

當電源電壓下降至175 V時，電源屏必須保證輸出功率P2=220×P1/175;

當某一相電源下降15%時，電源屏必須保證輸出功率P3=1.15×P2。

將輸出功率變換為輸出電流I1=P3/220。

I1按照空氣開關(guān)系列，往上選擇最近的空氣開關(guān)容量，做為電源屏的空氣開關(guān)容量I。

即：P1=45000/3=15000W，P2=220×15000/175=18857W，P3=18857×1.15=21686W。

I1=21686/220=98.6 A，按照空氣開關(guān)系列，選擇最近的空氣開關(guān)容量作為電源屏的空氣開關(guān)容量，則I取100 A。

3.4 電力專業(yè)計算方法

嚴格按公式計算，并浮動一定的系數(shù)。即：I=45000/3/220=68.2 A，考慮1.3倍的不平衡系數(shù)，I=68.2×1.3=88.66 A，取I=100 A。

4 歸納總結(jié)

綜上所述，針對喀拉玉爾滾車站而言，津宇嘉信計算電源屏輸入側(cè)空開容量為125 A、北京康達和鼎漢計算為100 A，電力專業(yè)計算為100 A。然而，按照信號及電力設(shè)計規(guī)范的要求，電力專業(yè)計算的配電箱處空開的容量必須大于信號電源屏輸入側(cè)空開的容量，即：若電源屏供應商為津宇嘉信 (電源屏輸入空開為125 A)，則配電盤至少采用160 A的空開;若電源屏供應商為北京康達或鼎漢，則配電盤至少采用100A的空開;變電所的空開容量比配電盤空開再大一級。如此設(shè)計，才能滿足信號設(shè)備分級防護的要求。換言之，若信號設(shè)備用電量超負荷，則信號電源屏輸入空開先切斷電源，再由電力信號分界配電箱斷電，最后才是變電所信號電源專用開關(guān)斷電，由此可以將影響范圍控制到最小。

5 解決辦法

仍以喀拉玉爾滾車站為例，首先，在開放施工圖設(shè)計后，信號專業(yè)根據(jù)喀拉玉爾滾車站平面圖，分別計算本站各種設(shè)備類型的用電量 (例如信號點燈電源、軌道電路電源、電碼化電源等等)，并根據(jù)計算出的總用電量，估算電源屏輸入端的空氣向電力專業(yè)提供總用電量 (45 kVA)和估算的電源屏空氣開關(guān)容量 (100 A);其次，電力專業(yè)根據(jù)總用電量，同時考慮三相平衡、瞬間電壓等因素后，計算配電盤的空氣開關(guān)容量 (125 A)，并向信號專業(yè)返回資料;最后，待電源屏供應商招標確定后，在信號專業(yè)與其設(shè)計聯(lián)絡(luò)時，提供之前電力專業(yè)輸入的資料，要求電源屏廠家設(shè)置電源屏輸入端的空氣開關(guān)容量必須小于配電盤的空氣開關(guān)容量(125 A)，即要求電源屏輸入空氣開關(guān)采用100 A以下的空氣開關(guān)。若個別車站有異議，應立即聯(lián)系電力專業(yè)進行調(diào)整，盡量合理地完善開關(guān)容量的定值，以滿足信號設(shè)備分級防護的要求。

6 結(jié)束語

供電電源側(cè)與電務負荷側(cè)開關(guān)容量不匹配的問題，雖然最初由烏魯木齊鐵路局提出，然而在全國其他鐵路局的在建項目中均有發(fā)現(xiàn)。作為鐵路設(shè)計者，必須處理好各級開關(guān)容量之間的關(guān)系，以滿足對信號設(shè)備分級防護的要求，為信號設(shè)備的安全用電提供依據(jù)和保障。

［1］ 中華人民共和國鐵道部.TB10007-2006鐵路信號設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國鐵道出版社，2006.

［2］ 中華人民共和國鐵道部.運基信號〔2005〕458號《鐵路信號智能電源屏技術(shù)條件》(暫行)及相關(guān)附錄［S］.2005.

［3］ 中國鐵路通信信號集團公司.客運專線鐵路信號產(chǎn)品標準(暫行)鐵路信號電源屏［S］.2008.

［4］ 中華人民共和國鐵道行業(yè)標準.TB/T 1528.4-2002鐵路信號電源屏［S］.北京：中國鐵道出版社，2002.