论铁路电力设计的可靠性

　　论铁路电力设计的可靠性
　　张学伟
　　中铁四院集团广州设计院有限公司
　　摘要：随着科学技术的不断发展，客运专线铁路也需要不断完善，保证安全可靠的电力供应是保证铁路运输及行车安全的基础，采用新技术、新设备、新材料、新工艺，为我们要高质量高标准地完成建设任务和满足科技进步要求，以适应我国铁路跨越式发展的要求。
　　关键词：铁路电力；设计；可靠
　　引言
　　铁路电力是铁路运输基础设施的重要组成部分，与铁路行车密切相关，与运输安全密切相关，铁路电力供应一旦中断，将会导致铁路运输秩序的混乱和行车安全设施的失效。也就是说，安全可靠的电力供应是保证铁路运输及行车安全的基础。
　　1概况
　　我国是一个以铁路运输为主的国家，铁路是国民经济的大动脉。我国铁路无论在行车密度还是在运量上都是比较大的，特别是客运专线铁路、货运专线铁路及客货共线I、Ⅱ级铁路。如果供电不可靠，影响铁路运输，造成的直接和间接的损失也是相当巨大的。
　　随着近年来高速铁路、客运专线、货运专线的建设，路网全面提速对行车安全要求的提高，铁路现代化装备的配备和电力技术的进步已经不能完全满足新形势下铁路电力设计和运营的要求，近些年，在铁路电力中也采用了一些新技术、新设备、新材料、新工艺，为我们要高质量完成建设任务和满足科技进步要求，更好地适应我国铁路跨越式发展的要求和我国铁路中、长期发展规划需求。
　　2铁路电力工程设计
　　从电源方面来看，虽然我国电力行业20年来有了飞速发展，电力网的分布已相当广泛，但发展还很不均衡，大城市和经济发达地区供电可靠性较高，经济发达地区、山区供电匮乏。我国地域辽阔，电力网与欧洲、日本、韩国相比，无论在供电可靠性、供电质量及供电能力上，还是在电网的发达程度上都还有很大的差距。我国铁路遍布全国，既分布于大城市和经济发达地区，也穿越经济欠发达地区和山区，所以铁路供电方案的确定，一定要灵活掌握，不要一概而论。
　　高速铁路沿线新建铁路10kV配电所和对既有铁路1OkV配电所进行改造，并由地方电力系统接取可靠10KV电源和加强电源可靠性是建立全线不间断的可靠供电系统的重要保证。
　　在高速铁路沿线较重要的站场如编织站大型客站等地区以及每隔4O～60km的大型中间站(一般为地区级、县级站)设置铁路10kV配电所，这些铁路10kV配电所的设置一是为自闭贯通线，综合贯通线提供可靠电源，保证沿线一级负荷的不间断可靠电源，二是对配电所所在车站地区提供可靠电源，它是高速铁路可靠供电的基础，因此这些配电所的设计不仅要满足现行有关电力，铁路设计规范，而且在配电所的运行方式上在电源条件允许的条件下均应采用两路电源同时供电，主给线为单母线油断路器(或真空断路器)分段运行，并分别由两段母线经调压器后设自闭，贯通母线，在设备选择和配置方面亦应选择具有优良性能，可靠性高的先进产品设备，有条件时可考虑采用微机保护，微机监控和远动装置等高科技产品，以使配电所的运行更加可靠，运行水平更加自动化。
　　对于l0kV配电所的电源，根据国外有关资料介绍和我国建设或规划建设的情况来看，一般高速铁路沿线均较其它地区的经济发展要高，比如铁路沿线地处我国改革开放前沿，经济发展水平较高，虽说其沿线用电仍然十分紧张，但较其它地区其电力网总体来看是比较发达的、电厂、电站以及11OkV，220kV变电站分布较密，且已形成网络，而且随着高速电气化铁路的建设，其电网必然得到加强和进一步改善，这些都给配电所电源的解决带来了有利条件，因此在电源设计时根据上述配电所运行方式的要求应取得两路独立的l0kV电源，其中一路应为专屏专线电源。
　　高速铁路全线建设lOkV自动闭塞贯通线l0kV综合电力贯通线或者对既有电力贯通线进行改造、最终形成以1OkV自动闭塞贯通线为沿线一级负荷主供电源，10kV综合电力贯通线为一级负荷备供电源及其它较重要的部份二级负荷的供电电源，这是建立全线不间断的可靠供电系统的基本保证。
　　不论新建高速铁路，还是对既有干线改造为高速铁路，建设10kV自动闭塞贯通线或将原电力贯通线改造加强建设成适应高速运营需要的10kV自动闭塞贯通线是十分必要的。它作为全线自动闭塞、车站电气集中，远红外轴温探测等一级负荷主供电源，是保障高速行车的最基本条件之一，没有它或者说没有它的可靠供电一切先进的直接为高速行车服务的设施将不能真正发挥其效益，而影响列车的正常高速运行。然而仅仅建设10kV自动闭塞贯通线或将原电力贯通线改造加强成适应高速运营需要的10kV自动闭塞贯通线是不够的，这是受其自身的“两源一线”性所决定的，所以为了保证全线不间断的可靠供电，还应建设一条1OkV贯通线，即10kV综合电力贯通线，作为10kV冉动闭塞贯通线的热备用线路，同时也为全线较重要的部分二级负荷提供电源，这样有10kV综合电力贯通线作为全线一级负荷的备供电源，就可以保证信号设备要求停电时间小于0．15S，而做到不间断的可靠供电，同时也大大提高二级负荷的供电可靠性。
　　由于接引可靠电源之10kV配电所的建设或改造加强以及10kV自动闭塞电力贯通线，10kV综合电力贯通线的建设，再加上按常规接引地方电源的各站供电系统按高速铁路要求建设，改造加强，这样全线不间断的可靠供电系统就基本建立起来了，如何真正发挥这一系统的经济技术效益，使其不论在任何情况下，都能保障高速铁路的正常运行，这就需要建立一个适应高速铁路现代化管理，具有一定自动化水平的组织管理机构和管理方式。
　　3建立可靠的供电系统
　　作为铁路电力专业，虽说从运营的角度来看，与行车速度或者说与行车速度的提高没有什么很直接的关系。但是由于高速铁路线路、机车、车辆到通信、信号，不论在运用，还是在设备维护检修等方面匀采用了大量新技术，新设备，比如：广深线线路最小曲线半径为1400m,采用60Kg钢轨无缝线路，要求全区段采用自动化水平较高的大型机械化养路设备，机车采用具有高速内燃、电力机车，车辆为高速新型空调、双层车辆以及为保证高速运行车辆正常运行所采用的第二代远红外轴温探测装置，通信采用列车运行自动控制系统行车调度信息管理系统，综合数字通信网系统以及旅客列车自动电话，信号采用电化移频集中多信息显示自动闭塞等，这些新技术、新设备的采用如果不建立一个可靠的供电系统，将是不可想象的，所谓的高速运行也仅仅是建立在沙漠上的空中楼阁。
　　因此要求电力设计人员在进行高速铁路电力设计中必须系统地总结以往铁路电力设计成功经验，在这些成功经验的基础上，努力学习国内外电力系统以及国外高速铁路电力设计的先进技术、先进经验，将这些先进技术，先进经验有机地应用在高速铁路上，以致于其它高速铁路的电力设计中，使高速铁路的电力设计无论从供电电源的可靠性，全线铁路供电系统的构成电力设备的供电能力，还是从电力设备、材料的选择，以致于从组织管理机构、管理方式等方面来看，真正建立起一个全线不间断的可靠供电系统以及与此相适应的高速铁路现代化组织管理机构和管理方式。
　　结束语
　　总之，在我国的的百年铁路建设中，特别是解放后几十年，我国的铁路建设也在不断的完善，与世界接轨。我们要努力学习新进知识，开拓研究当今世界高速铁路这一能力最大、能耗最低、污染最小、速度最快的陆上交通工具的先进技术、先进经验，建设具有我国特色，符合我国国情的现代化高速铁路。