吳朋舉

摘要：鐵路電力供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全與否，會對于鐵路的實(shí)際運(yùn)作情況產(chǎn)生重要的影響，在鐵路運(yùn)營不斷發(fā)展的情況之下，供配電系統(tǒng)所占據(jù)的位置也愈發(fā)顯著起來，鐵路電力供配電系統(tǒng)儼然成為影響鐵路領(lǐng)域發(fā)展的一項(xiàng)關(guān)鍵要素。供配電系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分， 不僅為鐵路客運(yùn)站、各工區(qū)站段、鐵路沿線綜合用房等單元予以良好的服務(wù)以及重要的保障，同時(shí)還有助于確保電力傳輸以及運(yùn)用的安全 可靠程度 。基于此，該文分析闡述如何提高鐵路電力供配電系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用效果，以供參考。

關(guān)鍵詞：鐵路電力供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

中圖分類號：U22文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? 文章編號：1672-3791（2021）11（c）-0000-00

Abstract： The stability and safety of the railway power supply and distribution system will have an important impact on the actual operation of the railway. With the continuous development of railway operations， the position occupied by the power supply and distribution system has become more and more significant. ， The railway power supply and distribution system has become a key element that affects the development of the railway field. As an important part of the power system， the power supply and distribution system not only provides good services and important guarantees for railway passenger stations， various work areas， stations and comprehensive buildings along the railway， but also helps to ensure the transmission and utilization of power. The degree of safety and reliability. Based on this， this article analyzes how to improve the technical application effect of the railway power supply and distribution system for your reference and evaluation.

Key Words： Railway; Electric power; Power supply and distribution system; Design; Research

在我國的鐵路工程之中，可將供配電系統(tǒng)作為一項(xiàng)關(guān)鍵的項(xiàng)目內(nèi)容，同時(shí)也是鐵路建設(shè)期間的重要環(huán)節(jié)之一，對于鐵路電力供配電系統(tǒng)實(shí)施優(yōu)化操作，有助于凸顯出鐵路的功能作用，有助于保證鐵路的運(yùn)行效果，在鐵路電力供配電系統(tǒng)的不斷發(fā)展之中，所貫徹的原則即為系統(tǒng)性、先進(jìn)性等原則，因而也推動了當(dāng)前鐵路電力供配電系統(tǒng)的更好發(fā)展。

1 ?鐵路電力供配電系統(tǒng)可靠性研究

現(xiàn)如今，伴隨我國鐵路事業(yè)的飛速發(fā)展，許多客運(yùn)專線的通運(yùn)，標(biāo)志著國家對于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、運(yùn)輸水平等方面的要求有所提高。 鐵路電力供配電系統(tǒng)作為鐵路通信信息設(shè)備、信號設(shè)備以及沿線鐵路用房綜合用電負(fù)荷等方面的主要電力來源，相應(yīng)的用電要求也隨之提高。 ?對于鐵路供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員而言，在設(shè)計(jì)過程中不但要確保整個(gè)供配電系統(tǒng)方案的可行性，也需要對方案不斷進(jìn)行優(yōu)化，已達(dá)到控制成本的目的，還需要保障電能輸送的質(zhì)量。而若想實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，那么最為適宜的方式之一， 即以量化模型作為重要的參考工具進(jìn)行供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，得出更為符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和相關(guān)要求的系統(tǒng)方案。對于量化的模型來說，可在實(shí)施運(yùn)行預(yù)測方面產(chǎn)生積極的作用，對此就強(qiáng)調(diào)于系統(tǒng)和設(shè)備模型均需具備極高的精準(zhǔn)程度 、可靠性[1]。對于預(yù)測可靠性模型來說，能夠結(jié)合于相應(yīng)的指標(biāo)來加以實(shí)施，現(xiàn)階段，許多電路分析軟件均可在可靠性模型方面上 進(jìn)行深入研究， 和斷電頻率等方面加以預(yù)測。一般來說，可靠性模型可在全部設(shè)備之中運(yùn)用平均故障率，在采用此種方式之后，能夠提高判斷準(zhǔn)確率，預(yù)報(bào)系統(tǒng)有可能發(fā)生的故障，從而能夠進(jìn)行提前預(yù)防，降低成本支出。 再者， 系統(tǒng)可靠性模型在具體運(yùn)用之中，應(yīng)對于設(shè)備的真實(shí)運(yùn)作情況、和 技術(shù)參數(shù)、所處環(huán)境等方面加以衡量和分析，要明確系統(tǒng)可靠性模型可應(yīng)用于 絕大部分設(shè)備，并能獲得相應(yīng)評估的認(rèn)可，但對于小部分基于設(shè)備本身性能以及設(shè)備維護(hù)過程中技術(shù)人員誤操作等情況所導(dǎo)致的系統(tǒng)不穩(wěn)定，也會對預(yù)測模型的運(yùn)用產(chǎn)生明顯的限制[2]。

2 ?供電電源選擇

2.1電壓等級

結(jié)合現(xiàn)階段鐵路用電設(shè)備和牽引電源的設(shè)備理念，應(yīng)選用相應(yīng)的鐵路電源電壓等級，針對目前鐵路客運(yùn)站、貨場、綜合工區(qū)等地區(qū)的實(shí)際規(guī)模以及對電力配置等方面的要求，部分鐵路地區(qū)產(chǎn)生的電力負(fù)荷容量甚至能超過幾萬千伏安。在鐵路電力供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念和供電需要等層面之上來加以探析，電力負(fù)荷容量若是超過2萬kVA，那么則應(yīng)選用35 kV亦或大于此數(shù)值的電壓等級來實(shí)施良好的供電服務(wù)[3]，如對于上海南站來說，就運(yùn)用了此種電源電壓?，F(xiàn)階段，鐵路10KV電源電壓運(yùn)用最為頻繁。

2.2電源線路

在鐵路電力系統(tǒng)供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，對于電源線路截面大小的選型主要參考以下因素：發(fā)熱條件、電流密度、機(jī)械強(qiáng)度影響、電壓損失、電纜載流量等方面。而這些因素，對于目前鐵路電力系統(tǒng)中0.4 kV、10 kV、35 kV等電源線路的運(yùn)用均有一定影響，通?？刹捎秒娎|線路設(shè)計(jì)方式加以解決。同時(shí)基于 電源線路截面大小，也會運(yùn)用于經(jīng)濟(jì)電流密度來對此加以確定，針對于電壓受損校核等方面的情況來 適當(dāng)調(diào)整線路截面大小，符合國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和鐵路供電部門對電源線路的相關(guān)要求。除此之外，在鐵路電力的建設(shè)之中， 應(yīng)通過軌道供電、高架電纜、直流電、低頻交流電、工頻交流電等方式進(jìn)行電源接入，還應(yīng)和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)之間加以契合，同時(shí)也需在相關(guān)部門的積極指引之下來展開相關(guān)的工作，這樣更利于保障最終的建設(shè)效果 [4]。

3 ?備用電源

在建設(shè) 鐵路客運(yùn)站的整個(gè)階段， 需要充分考慮設(shè)備的負(fù)荷等級，對于需要一級負(fù)荷供電的設(shè)備，例如：FAS系統(tǒng)、應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)、與行車相關(guān)的通信信號設(shè)備等，均需要考慮兩路獨(dú)立的電源進(jìn)行供電，已達(dá)到供電的可靠性、安全性。在設(shè)計(jì)以及施工階段，應(yīng)將其安裝運(yùn)用在供電回路上，并通過母線進(jìn)行連接，以此確保備用電源滿足容量需求。

在確定備用電源容量時(shí)，應(yīng)明確所有供電回路中一二級負(fù)荷的容量。若一臺變壓器出現(xiàn)問題，就進(jìn)行斷開處理，母聯(lián)開關(guān)會自動關(guān)閉，另一臺變壓器會對剩下的一二級負(fù)荷進(jìn)行供電，以滿足一二級負(fù)荷需要兩路獨(dú)立的電源進(jìn)行供電的需求。同時(shí)，低壓配電系統(tǒng)以放射供電的方式對容量較大的負(fù)荷及重要負(fù)荷進(jìn)行供電[5]。

4 ?變配電系統(tǒng)

4.1 ?110 kV變電站

在鐵路的110 kV變電站系統(tǒng)之中，和輔助生產(chǎn)單元實(shí)施了合并整合。同時(shí)在實(shí)施合并建設(shè)時(shí)期，也對110 kV的開關(guān)設(shè)備予以了妥當(dāng)?shù)倪\(yùn)用，利用于變壓器室外置的形式，對其實(shí)施有效的布局以及建設(shè)，根據(jù)供電網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況來實(shí)施110 kV電源的運(yùn)用。其中，a路電源 可以作為專盤專線，b路電源可以應(yīng)用在電力輸送方面，進(jìn)而為鐵路電力供配電系統(tǒng)予以技術(shù)方面的支持，還能夠?yàn)楸Ｕ瞎┡潆娤到y(tǒng)的實(shí)際安全性、穩(wěn)定性[6]。 除此之外，對于110 kV變電站來說，其的變壓器容量則一般為2×25 000 kVA，以其的接線方式來說，即為2進(jìn)16出，在此情況之下，可保障單母線實(shí)現(xiàn)電力輸送。在選擇供電系統(tǒng)過程中，應(yīng)將動車段、站房、客運(yùn)專線作為重要單元。

4.2 ?變配電所設(shè)置方式

在設(shè)計(jì)變配電所時(shí)，不僅要參照相應(yīng)的國標(biāo)、行標(biāo)，更要結(jié)合后續(xù)用電發(fā)展的規(guī)劃，預(yù)留足夠的用電負(fù)荷，以達(dá)到變配電所能良好使用的目的。首先，能夠選用110 kV以及220 kV的降壓變電所，在戶外環(huán)境之中對此加以運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)將220 kV當(dāng)作是通用電源來予以運(yùn)用。再者，應(yīng)保證在運(yùn)用電源的整個(gè)階段，和站房之間處在適宜的距離之下，變電所還都是運(yùn)用于線路變壓器來實(shí)施接線設(shè)計(jì)的[7]。其次，應(yīng)重視實(shí)施35 kV變電所的有效設(shè)計(jì)，讓其能夠變?yōu)橐环N戶內(nèi)的形式，也能夠在鐵路客運(yùn)允許的狀況之下來實(shí)施戶外設(shè)計(jì)，但應(yīng)注重的是，必須要和站房之間較為接近，重視運(yùn)用于橋式接線的方式。最后， ?在設(shè)計(jì)10 kW變配電所時(shí)，應(yīng)盡量設(shè)置在靠近用電負(fù)荷中心的位置，減少供電過程中的損耗。

4.3 ?客運(yùn)站供配電系統(tǒng)

對于鐵路客運(yùn)站實(shí)施供配電系統(tǒng)的有效性設(shè)計(jì)，有助于確保其強(qiáng)電輸送以及實(shí)際運(yùn)用的成效，同時(shí)還可對于相應(yīng)用電設(shè)備的良好運(yùn)作產(chǎn)生較高程度的穩(wěn)定作用，有助于防范產(chǎn)生超負(fù)荷運(yùn)作的狀況。對于供配電系統(tǒng)良好的設(shè)計(jì)與運(yùn)用，有助于確保供配電系統(tǒng)處在安全、可靠的運(yùn)作狀態(tài)之下，也能夠?qū)τ诔丝蛡兲峁└鼮榱己玫蔫F路服務(wù)。再者，供配電系統(tǒng)的優(yōu)化，也十分有利于客站對于乘客們的有效控制，以便保障人流的科學(xué)分配，也能夠確保安檢的質(zhì)量。此外，還可以應(yīng)用變配電綜合自動化系統(tǒng)，它能實(shí)時(shí)監(jiān)控變配電所的功率因數(shù)、電流、電壓、電能參數(shù)等，并能進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，以此提高變配電系統(tǒng)的可靠性。

5 ?鐵路電力供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略研究

在當(dāng)前的鐵路電力供配電系統(tǒng)之中，對于電氣自動化的應(yīng)用也更為普遍。對于電氣設(shè)備實(shí)施質(zhì)檢以及保養(yǎng)等方面，對于鐵路電力供配電系統(tǒng)所應(yīng)用的管理方式以及體系等方面，也具備更為嚴(yán)苛的要求，與此同時(shí)也促進(jìn)了鐵路電力供配電系統(tǒng)管理能力以及體系優(yōu)化水平的進(jìn)一步提高。比如：在供配電系統(tǒng)之中，電氣自動化實(shí)施運(yùn)用之后，那么在供配電系統(tǒng)的有效管理方面之上，也更為注重于實(shí)施細(xì)致性管理，建設(shè)出了更為適宜的管理體系，同時(shí)還能夠?qū)⒐芾淼呢?zé)任細(xì)化到個(gè)人的頭上，如此則十分有助于提高鐵路電力供配電系統(tǒng)方面管理者在日常工作之中的主動性、以及熱情，從而則更利于保障此項(xiàng)工作的開展效率及質(zhì)量。

除此之外，在實(shí)施新線建設(shè)時(shí)，要在根源之上加以把控，在設(shè)計(jì)之源頭實(shí)施認(rèn)真分析和衡量，在實(shí)施電纜連接的過程之中，運(yùn)用于電纜接頭箱的方式，防范出現(xiàn)電纜中間頭，還需盡可能的控制接頭的數(shù)量，針對長電纜路線來說，在中間位置還需設(shè)置隔離開關(guān)箱[8]。再者，也應(yīng)重視設(shè)置小電流選線裝置，科學(xué)調(diào)整及優(yōu)化電流保護(hù)定值，需對于電纜故障的實(shí)際情況和類型等方面加以判斷，防范故障問題產(chǎn)生更為嚴(yán)重的影響，還應(yīng)優(yōu)化相應(yīng)的位置標(biāo)識，注重實(shí)施更新，這樣能夠做到迅速發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對于故障問題的迅速處理。

6 ?結(jié)語

總而言之，在我國當(dāng)前的鐵路電力系統(tǒng)之中， 供配電系統(tǒng)更是作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，該系統(tǒng) 不僅為鐵路客運(yùn)站、各工區(qū)站段、鐵路沿線綜合用房等單元予以良好的服務(wù)以及重要的保障，同時(shí)還有助于確保電力傳輸以及運(yùn)用的安全 可靠程度 。在當(dāng)前的鐵路電力供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)之中， 通常是針對強(qiáng)電這部分內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)及研究， 充分貫徹供電的可靠性、安全性、先進(jìn)性等原則 ，對于高壓變配電、供電范圍等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅充分滿足鐵路的用電需求，更能保障電力輸送服務(wù)的質(zhì)量。

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