中南部-施工图-第九篇-电气化.pdf
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1、 编号:新 建 山西中南部铁路通道工程 瓦塘至洪洞北段 施 工 图 第九篇电气化 铁道第三勘察设计院集团有限公司 2013年6月 天津 1 新 建 山西中南部铁路通道工程 瓦塘至洪洞北段 施 工 图 第九篇电气化 集团总经理 集团总工程师 铁道第三勘察设计院集团有限公司 2 文件分发单位及份数 序号 分 发 单 位 份数 编号 备 注 1 铁道部工程设计鉴定中心 1 1 2 太原铁路局 1 2 3 晋豫鲁铁路通道股份有限公司 16 318 4 铁三院电化电信处 2 1920 5 铁三院档案馆 2 2122 3 文件编制单位:铁道第三勘察设计院集团有限公司电化电信处 专专 业业 牵引变电 接触网
2、 供电段 编编 写写 王西勤 侯震宇 董 伟 复核复核 张 涛 罗 健 杨 桢 专业审核专业审核 王西勤 侯震宇 董 伟 专业审定专业审定 陈兴强 吕 波 陈兴强 总总 体体 审审 核核王西勤、曹 祥 院审定院审定 赵 斗 4目 录 第九篇 电气化.6第一章 牵引变电所、开闭所、分区所、AT 所及电力调度所.6说明.6一、初步设计审批意见的主要内容及执行情况.6一、初步设计审批意见的主要内容及执行情况.6(一)审批意见的主要内容.6(二)审批意见执行情况.7二、设计说明.8二、设计说明.8(一)工程概况.8(二)主接线及运行方式.12(三)主要设备选择.15(四)总平面及生产房屋配置.16(五
3、)保护配置及综合自动化系统.17(六)架构类型及计算条件.18(七)自用电系统.19(八)防雷与接地.19(九)电力调度所及调度管理自动化.21(十)接口工程设计原则及界面划分.22三、环境保护措施.25三、环境保护措施.25四、节约能源措施.25四、节约能源措施.25五、施工注意事项.25五、施工注意事项.25六、运营注意事项.28六、运营注意事项.28七、安全施工的措施.28七、安全施工的措施.28附件.29一、主要安装及设备工程数量表.29二、主要材料数量表.50三、采用的标准图、通用图一览表.53四、甲供物资、设备一览表.53五、图纸目录.55六、主要设备标准及性能要求.59七、附函.
4、82第二章 接触网.87说明.87一、初步设计审批意见的主要内容及执行情况.87一、初步设计审批意见的主要内容及执行情况.87(一)初步设计审批意见的主要内容.87(二)施工图设计过程中其它重要审查意见的主要内容.88(三)执行情况.88二、设计说明.89二、设计说明.89(一)工程概况.89(二)接触网悬挂类型及适应的速度目标值.93(三)线材的选择.93(四)主要设备选择.94(五)主要技术标准.104 5(六)接触网通过跨线建筑物处理措施.111(七)防雷与接地.112(八)防护措施.115(九)供电分段原则.117(十)机构设置、管辖范围及定员.118(十一)接口配合说明.118(十二
5、)特殊设计说明.119(十三)过渡工程说明.119(十四)其它需要说明的问题.120三、施工注意事项.121三、施工注意事项.121四、运营注意事项.126四、运营注意事项.126五、安全施工的措施.127五、安全施工的措施.127附件.130一、工程数量表.130二、主要设备数量表.135三、主要材料表.136四、甲供物资、设备一览表.137五 施工图纸目录.140(一)部通用参考图.140(二)铁三院通用图.140(三)设计图.141六 设备主要性能及技术标准.142第三章 维护管理.168说明.168一、初步设计审批意见及执行情况.168一、初步设计审批意见及执行情况.168(一)初步设
6、计审查意见.168(二)执行情况.168二、设计说明.168二、设计说明.168三、环境保护措施.169三、环境保护措施.169四、节约能源措施.169四、节约能源措施.169五、施工注意事项.169五、施工注意事项.169六、安全施工的措施.169六、安全施工的措施.169附件.170一、工 程 数 量 表.170二、主要设备数量表.170三.甲供物资、设备一览表.173各主要设备的技术标准及性能要求。.173 6第九篇 电气化 第一章 牵引变电所、开闭所、分区所、AT 所及电力调度所 说明说明 一、初步设计审批意见的主要内容及执行情况(一)审批意见的主要内容 一、初步设计审批意见的主要内容
7、及执行情况(一)审批意见的主要内容 1、铁鉴函【2010】196 号关于山西中南部铁路通道瓦塘至汤阴东段初步设计的批复的审批意见如下:“十六、电气化(一)牵引供电系统采用 AT 供电方式,牵引变电所接引 2 路220KV 电源供电。魏家滩至瓦塘采用带回流线的直接供电方式。设计单位和建设单位抓紧与电力部门协商、落实外部电源供电方案。(二)新建兴县、白文、孟门、留誉、石楼县、隰县、蒲县、辛堡、北韩、安泽、安和、沙峪、王家庄、上陶、水治南、汤阴东共16 座 AT 方式牵引变电所。利用既有魏家滩牵引变电所、在建的三交牵引变电所,其中魏家滩牵引变电所按本线供电需要进行改造。(三)在牵引变电所之间新建分区
8、所,供电臂中部新建 AT 所,分区所的具体设置位置,按相邻两牵引变电所供电臂供电能力均衡原则设计。7(四)牵引变压器采用 V/V 接线变压器,自冷方式,预留风冷条件。变压器安装容量核定为:白文、孟门 2(20+25)MVA,兴县、留誉、石楼县、隰县、沙峪、水治南 2(25+25)MVA,蒲县、辛堡、安泽、安和、王家庄、上陶、汤阴东 2(25+31.5)MVA,北韩 2(31.5+31.5)MVA。魏家滩按 2(10+10)MVA 改造。进一步结合机车类型及行车组织方案,核实牵引变压器安装容量。(五)暂定不设置并联电容补偿装置,可结合电力机车选型进一步进行研究。(六)牵引变电所一次侧一般采用分支
9、接线,227.5kV 侧接线采用单母线分段接线。(七)隧道内分区所、AT 所采用 GIS 成套供电装置。(八)新建牵引变电所选址有条件尽量与供电工区或电力设施布置在一起,通所道路原则采用公路引入方案,严格控制牵引变电所场坪及房屋面积。(九)牵引变电所、开闭所、分区所采用微机保护和综合自动化系统,按无人值班设计。牵引变电所、开闭所考虑必要的值守条件。(十)设置牵引供电远动系统,牵引供电调度暂按纳入太原、郑州铁路局调度所设计。”(二)审批意见执行情况(二)审批意见执行情况 1、根据铁道部工程设计鉴定中心关于新建山西中南部铁路通道牵引变电所一次侧接线等有关问题的复函(鉴电函【2012】302 号)8
10、文的要求:结合公司与沿线各省电力部门协商的意见,有条件时牵引变电所一次侧接线改为线路变压器组接线,牵引变电所一次侧接线施工图采用线路变压器组接线方式。2、魏家滩牵引变电所为岢瓦铁路既有牵引变电所改造,岢瓦铁路运行机车以SS系列为主,目前魏家滩牵引变电所平均功率因数不足0.9,为满足魏家滩牵引变电所功率因数满足达到0.9的要求,故在改造的魏家滩牵引变电所内增设1套动态无功补偿装置,其余新建牵引变电所执行审批意见,暂不设电容补偿装置。其余执行审批意见。二、设计说明(一)工程概况 二、设计说明(一)工程概况 1.牵引网供电方式 牵引供电系统瓦塘至洪洞北采用自耦变压器(AT)供电方式。魏家滩至瓦塘采用
11、带回流线的直接供电方式。2.牵引供电方案(1)地区供电方案 辛堡站新建辛堡牵引变电所,中南部铁路由辛堡牵引变电所出 4回馈线供电;南同蒲铁路辛堡至赵城分区所由新建辛堡牵引变电所出2 回馈线供电,并在辛堡站新建辛堡 AT 分区所。(2)全线供电方案 新建牵引变电所采用 220/227.5kV,三相 V 接线,固定备用;改造魏家滩牵引变电所 1 座,将其 110/27.5kV 单相变更换为 9110/27.5kV 三相 Vv 接线。本次设计范围为新建兴县、白文、孟门、留誉、石楼、隰县、蒲县、辛堡共 8 座牵引变电所,改造魏家滩牵引变电所 1 座;新建康宁、临县北、碛口、青龙、沙塘、洞沟、隰县、龙马
12、、辛堡共 9 座AT 分区所,供电臂中间设置 AT 所,合计 13 处,扩容调度所 1 座。经现场踏勘,各所亭具体位置见下表。序号 名称 所中心里程 范围 靠近铁路侧围墙中心距最外侧线路中心距离 备注 太原局 1 魏家滩牵引变电所 本所为既有所改造 2 瓦塘 AT 所 DK10+980 站场 线路右侧45米 3 兴县牵引变电所 DK27+835 区间 线路右侧35米 4 DK38+940AT 所 DK39+030 区间 线路右侧25米 5 康宁 AT 分区所 DK48+700 区间 线路左侧75米 6 DK58AT 所 DK58+100 区间 左侧 临县隧道内 7 白文牵引变电所 DK70+4
13、00 站场 线路右侧20米 8 临县北 AT 分区所 改 DK65+850 站场 线 路 左 侧20m 与吕林支线合建,利用吕林支线起点,场地由吕林支线考虑 9 碛口 AT 分区所 改 MDK57+600区间 线 路 右 侧25m 与吕林支线合建,利用吕林支线终点,场地由吕林支线考虑 1010 孟门牵引变电所 DK141+360 站场 线 路 左 侧131 米 11 DK152AT 所 DK152+250 区间 线路左侧40米 12 青龙 AT 分区所 DK161+630 区间 线 路 右 侧118 米 13 DK171AT 所 DK171+140 区间 线路右侧55米 14 留誉牵引变电所
14、DK180+270 站场 线路左侧40米 15 DK188+560AT 所 DK188+560 区间 线路左侧30米 16 沙塘 AT 分区所 DK198+240 区间 线路右侧30米 17 DK205AT 所 DK205+750 区间 线路左侧66米 18 石楼牵引变电所 DK214+820 站场 线路左侧80米 19 DK225AT 所 DK225+000 区间 左侧 石楼隧道内20 洞沟 AT 分区所 DK234+950 区间 线路右侧60米 21 DK244AT 所 DK244+830 区间 线路左侧50米 22 隰县牵引变电所 DK255+980 站场 线路左侧25米 23 DK26
15、5+280AT 所 DK265+300 区间 线 路 右 侧150 米 24 隰县 AT 分区所 DK275+000 区间 左侧 隰县隧道内25 DK285+510AT 所 DK285+510 区间 线路左侧40米 26 蒲县牵引变电所 DK296+100 站场 线路左侧50米 27 DK312AT 所 DK312+000 区间 双线隧道间 南吕梁山隧道内 28 龙马 AT 分区所 DK324+900 区间 线路左侧90米 29 DK337AT 所 DK337+850 区间 线路左侧30米 30 辛堡牵引变电所 K586+230 站场 线路右侧40米 31 辛堡 AT 分区所 K587+170
16、 站场 线路右侧20 11米 3.外部电源方案及进展情况 1)进展情况 山西省电力公司文件晋电发展函2011103 号关于山西中南部铁路牵引变电站供电方案(一次部分)的批复、晋电发展函字2012第 153 号关于明确山西中南部铁路牵引变电站供电方案的函对山西中南部铁路通道牵引变电所外部电源方案进行了批复。2)外部电源供电方案 外部电源供电方案 变电所名称 外部电源供电方案 兴县 新建蔚汾 220kV 变电站出双回 220kV 线路,采用两个单回架设,长度分别为 27.4km 和 27.9km。白文 新建蔚汾 220kV 变电站出一回 220kV 线路,新建大居 220kV 变电站出一回 220
17、kV 线路,长度分别为 22km 和 11.5km。孟门 新建贾家垣 220kV 变电站出双回 220kV 线路,采用两个单回架设,长度均为 17.5km。留誉 新建贾家垣 220kV 变电站出一回 220kV 线路,新建东卫 220kV 变电站出一回 220kV 线路,长度分别为 42.3km 和 29.6km。石楼 新建东卫 220kV 变电站出双回 220kV 线路,采用两个单回架设,长度均为 10.6km。隰县 新建隰县 220kV 变电站出双回 220kV 线路,采用两个单回架设,长度均为 21.8km。蒲县 新建蒲县 220kV 变电站出双回 220kV 线路,采用两个单回架设,长
18、度均为 5.8km。辛堡 新建明姜 220kV 变电站出双回 220kV 线路,采用两个单回架设,长度均为 4.4km。4.工程地质特征 本工程瓦塘至洪洞段共穿越了三个大的地貌单元,黄土高原的丘陵及低山区、吕梁山脉的低中山区、临汾盆地。其中白文牵引变电所位于吕梁山西坡黄土丘陵区,该地区广泛分 12布的新黄土具湿陷性,失陷系数0.0570.015s=,最大湿陷深度为32.7m,黄土场地为级自重湿陷性场地。兴县牵引变电所位于黄土梁前缘陡坡,该场地新黄土具湿陷性,失陷系数0.0350.015s=,黄土场地为级自重湿陷性场地。康 宁 AT 分 区 所 场 地 为 新 黄 土,具 湿 陷 性,失 陷 系
19、 数0.0710.015s=,黄土场地为级自重湿陷性场地。石 楼 牵 引 变 电 所 场 地 的 新 黄 土 具 湿 陷 性,失 陷 系 数0.1250.015s=,黄土场地为级自重湿陷性场地。隰 县 牵 引 变 电 所 场 地 的 新 黄 土 具 湿 陷 性,失 陷 系 数0.1220.015s=,黄土场地为级自重湿陷性场地。265AT 所场地的新黄土具湿陷性,失陷系数0.0440.015s=。考虑到所址填土太厚,地质承载力低,且根据规范换填深度不得超 3.0 米等因素,因此以上所亭设备基础按照打桩处理。其余所亭设备基础根据地勘情况设计考虑按照换填处理。(二)主接线及运行方式(二)主接线及运
20、行方式 1牵引变电所 新建牵引变电所采用两路独立的 220 kV 三相电源,正常时,由一路电源供电,另一路电源热备用。220KV 进线采用线路变压器组接线,在电动隔离开关外侧设置计费及保护用的电压互感器和避雷器,在进线断路器外侧设置电流互感器。设置两组 V/X 接线牵引变压器,一组运行,一组固定备用。计费采用高压侧计费方式。13牵引变压器低压侧出口设置保护用的避雷器。227.5kV 侧采用单母线隔离开关分段的接线型式,馈线断路器采用固定备用方式,每回馈线均设置保护用的避雷器。2AT 分区所 每个供电臂的上、下行接触网之间用两台双极断路器相联,两断路器之间设一组双极电动隔离开关。正常运行时,隔离
21、开关和断路器闭合,实现供电臂上下行并联供电。在两台并联断路器之间设有两台自耦变压器,每台自耦变压器通过电动隔离开关接于母线上。正常运行时,两台自耦变压器一台运行,一台备用。供电臂上、下行之间分别设有电动隔离开关,实现越区供电。在两侧上、下行进线处分别设置一台自用电变压器及电压互感器,供自用电及继电保护用。在上、下行进线处均设置避雷器用作过电压保护。隧道内分区所通过断路器实现同侧供电臂上、下行接触网的并联供电;所内通过电动隔离开关实现不同供电臂越区供电;分区所内每侧供电臂设置两台自耦变压器,正常供电时一台运行一台备用;自耦变压器通过断路器与母线连接。3AT 所 每个供电臂的上、下行接触网之间用两
22、台双极断路器相联,两台断路器之间设一组双极电动隔离开关。正常运行时,电动隔离开关和断路器闭合,实现供电臂上下行并联供电。14在两台并联断路器之间设有两台自耦变压器,每台自耦变压器通过电动隔离开关接于母线上。正常运行时,两台自耦变压器一台运行,一台备用。上、下行进线处分别设置一台自用电变压器及一台电压互感器,供自用电及继电保护用。上、下行进线处均设置避雷器用作过电压保护。隧道内的 AT 所上、下行进线分别通过断路器接至同一母线,可实现并联供电,自耦变压器一主一备,均通过断路器与母线相连,当正在运行的自耦变压器故障时,通过断路器倒闸,使故障自耦变压器退出运行,另一台自耦变压器投入运行。4.接触网开
23、关控制站 牵引变电所、分区所、开闭所、AT 所附近的接触网上隔离开关原则上由所内控制,附近没有所亭的接触网上电动隔离开关由地面箱式控制站控制,各开关的三遥信息通过开关站上传到远动系统,开关操作采用当地,远方两种操作方式。5.既有魏家滩牵引变电所(1)既有所现状 牵引变电所进线采用两回 110kV 电源,正常时,由一路电源供电,另一路电源热备用。高压侧采用线路分支接线方式,设两台单相接线牵引变压器,主变固定备用。跨条侧设 110kV 电压互感器,供测量、保护及计量用。低压侧 27.5kV 母线采用单母线隔离开关分段接线方式。馈线断 15路器采用固定备用方式。牵引变电所设置一台 27.5/0.4k
24、V 自用变压器,接于所内 27.5kV母线上。其中外电引入三相电源,所内高压侧隔离开关及断路器按照三相配置三极。高压室已经预留了相应间隔。(2)本工程改造内容 本工程主要改造内容包括将两台牵引变压器由原单相 10MVA 改造为(10+10)MVA 的 V/V 接线、利用预留间隔增加 1 回馈线为中南部通道供电、分别增加 1 台 110kV 电流互感器,电压互感器及避雷器、主变二次侧分别增加一台断路器、增加一套动态电容补偿装置及相应改造室内母线等。在改造时,为不影响既有线运营,先停用一回高压进线,采用另一路进线电源供电,待本回进线相关设备安装并调试完成后,再行倒接到本路进线电源供电,更换另一进线
25、相关设备。高压室设备安装在既有预留间隔内,与既有母线搭接利用天窗时间完成。(三)主要设备选择(三)主要设备选择 220kV 牵引变压器:油浸式、三相 V/X 接线、自然冷却(预留风冷);自耦变压器采用油浸自冷式;220kV 断路器:户外柱式 SF6 断路器;227.5kV/27.5kV 断路器:户外真空断路器;16改变运行方式的隔离开关采用电动操作机构;直流电源采用微机型铅酸免维护直流系统;避雷器采用氧化锌避雷器;变电所、分区所、AT 所采用安全监控及综合自动化装置。隧道内的 AT 分区所及 AT 所 227.5kV/27.5kV 的设备采用 GIS开关柜。所内二次系统硬件设备应具有防尘、防腐
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