哈大电气化铁路牵引供电系统情况介绍通信电子电子电气自动化_通信电子-电子电气自动化.pdf
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1、哈大电气化铁路牵引供电系统情况介绍 哈大铁路为中国铁路网中一条重要干线,贯穿哈尔滨、长春、沈阳、大连四大 枢纽,始建于 1898 年,为双线铁路,线路全长 946.5 公里。在东北乃至全国铁路运输中 具有十分重要的地位。国家计委于 1990 年 12 月 31 日批准对哈大铁路进行电气化 技术改造。2001 年 8 月 18 日开通沈阳至哈尔滨段,11 月 30 日开通沈阳至大连段,既 全线开通运行。哈大电气化铁路是我国首次系统引进具有国际先进水平的德国技术、设备和管 理模式,其牵引供电系统适应 200km/h 高速铁路。牵引供电系统新建牵引变电所 17 座,架设接触网 3314 条公里,RT
2、U135 个,隔离开关 900 余台,远动控制系统设臵 1 个 主控中心和 4 个分控中心,设臵抢修基地 4 个,引进接触网动态检测车 1 辆。开通之 初成立了哈尔滨、长春、沈阳、大连 4 个供电中心,随着铁路改革的深入,维修体制 也几经变化,现全线由沈哈两局的沈阳、长春、哈尔滨供电段担负运营管理工作。哈大电气化工程系统引进规模大,设备技术水平新,建设速度快,自全线开通至今,系统设备性能稳定,总体质量优良,达到了项目引进的预期目的。现全面介绍如下:一、哈大牵引供电系统特点(一供电方式 1、全线采用 220/27.5kv 单相变压器供电,牵引变压器利用率高,变电所接线简洁 接触网电分相数目少,适
3、应高速、繁忙区段。两路进线电源,设有跨桥连接,两台主变 压器互为备用。2、采用带回流线上下行全并联直接供电方式。上下行正线的接触网在车站通 过一个带短路报警互感器的柱上开关进行并联。为了改善接触网的电传输特性,沿 正线贯通架设加强线和回流线,每隔 1500 米加强线和回流线进行一次电连接,可每隔 300 米上下行的回流线并联一次,以明显降低接触网阻抗值和电压降,从而加大变电 所的间距,减少牵引变电所的数量,节省了工程投资,降低了运营成本。3、牵引变电所在馈线出口同方向上下行供电臂共用 1 台断路器。4、采用了以接触网柱上隔离开关替代目前我国电气化铁路双线区段分区所和 枢纽内建开闭所的新技术,取
4、消了土建及配套工程,节省了工程投资及运营费用。匚牵引变电所 1、采用单相变压器、室外补偿电容装臵及室内柜式 27.5kv 电气设备。2、变电所内设臵了接触网自动检测装臵,即短路检测装臵和反向电压检测装 臵。保证设备及作业人员的安全。3、采用馈线断路器操作失灵保护,断路器箱体和变压器碰壳保护、接触网热保 护技术,提高了运营可靠性。4、17 座牵引变电所的结构相同,区别在于变压器的容量、与变压器安装容量相 匹配的有关设备,以及接触网的馈线数量。一般变电所馈出 3 条线路,编组站、区段 站根据分场、分束供电要求设臵馈线数目。5、全线采用远动系统,牵引变电所无人值班。6 牵引变电所设备全套系统引进,中
5、方施工单位安装,德方专家调试。7、牵引变电所保护系统全部采用数字化保护,动作准确、可靠。保护设备部件 集成化,体积小,占用空间少,故障率低,维修量少。(三接触网 1、正线采用德国 Re200C 系统,使用 RislOO 银铜接触线,较目前国内采用同材 质接触线截面小。站线采用 Re100 的悬挂方式,使用 Ri100 纯铜接触线。始建于年为双线铁路线路全长公里在东北乃至全国铁路运输中具有十分重要的地位国家计委于年月日批准对哈大铁路进行电气化技术改造年月日开通沈阳至哈尔滨段月日开通沈阳至大连段既全线开通运行哈大电气化铁路是我国首次所座架设接触网条公里个隔离开关余台远动控制系统设臵个主控中心和个分
6、控中心设臵抢修基地个引进接触网动态检车辆开通之初成立了哈尔滨长春沈阳大连个供电中心随着铁路改革的深入维修体制也几经变化现全线由沈哈两局的至今系统设备性能稳定总体质量优良达到了项目引进的预期目的现全面介绍如下一哈大牵引供电系统特点一供电方式全线采用单相变压器供电牵引变压器利用率高变电所接线简洁接触网电分相数目少适应高速繁忙区段两路进线电源2、编组站和区段接触网分段。在站场内,由许多柱上开关组成若干可单独开合 的电气始建于年为双线铁路线路全长公里在东北乃至全国铁路运输中具有十分重要的地位国家计委于年月日批准对哈大铁路进行电气化技术改造年月日开通沈阳至哈尔滨段月日开通沈阳至大连段既全线开通运行哈大电
7、气化铁路是我国首次所座架设接触网条公里个隔离开关余台远动控制系统设臵个主控中心和个分控中心设臵抢修基地个引进接触网动态检车辆开通之初成立了哈尔滨长春沈阳大连个供电中心随着铁路改革的深入维修体制也几经变化现全线由沈哈两局的至今系统设备性能稳定总体质量优良达到了项目引进的预期目的现全面介绍如下一哈大牵引供电系统特点一供电方式全线采用单相变压器供电牵引变压器利用率高变电所接线简洁接触网电分相数目少适应高速繁忙区段两路进线电源分段。这些柱上开关(除机车整备线外配备了电动操作机构,可由电调值班人员 远程控制,停送电作业和故障判断准确快速。3、利用弓网关系仿真软件计算跨距配合、吊弦长度、道岔定位等问题,接
8、触网 稳定性很好。保证最佳弓网配合关系,提高列车运行安全性。4、采用新型接触网接地系统。架设上下行全并联完全非绝缘回流线,回流线兼 做架空地线,每隔 300 米上下行回流线并联一次,在区间用过轨单芯铜电缆连接,在车 站用导流软横跨承力索连接。5、在低净空桥处,支持装臵采用了德国进口的弹性支撑部件。6 接触网构件采用了大量的铝合金材料,降低了接触网重量,增加了弹性,便于 维修更换。各部构件强度层次分配科学,使设备故障影响最小化。(四远动系统(SCADA 全线设臵一个电调中心和四个分调中心,使用的是一个控制系统,由德国 S.P 丄 D.E.R 系统构成,采用较成熟的 SCADA 远动设备及支持软件
9、,通过分布在沿线 各站 135 个 RTU 被控站,控制全线 17 座牵引变电所及 900 台接触网柱上隔离开关 和负荷开关,自动化程度高,具有较强的可靠性,便于各控制中心调度员之间的协调。在我国首次实现了牵引变电所无人值班,提高了劳动生产率。(五接触网检测方式 沈局接触网动态检测车是哈大电气化系统引进工程的重要组成部分,全面引进 了具有国际先进水平的德国检测技术。检测车车体部分由长春客车厂制造,于 2001 年 10 月 27 日出厂。车体采用了 CW-200 型转向架,构造速度 200 公里/小时;15 号小间隙车钩,G1 型缓冲器;双管制动 系统,盘型制动;安装了 Perkins 发电机
10、组,并可采用客车发电车 AC380V 电源、电力 机车DC600V 电源及地面 AC380V 电源多种供电方式。始建于年为双线铁路线路全长公里在东北乃至全国铁路运输中具有十分重要的地位国家计委于年月日批准对哈大铁路进行电气化技术改造年月日开通沈阳至哈尔滨段月日开通沈阳至大连段既全线开通运行哈大电气化铁路是我国首次所座架设接触网条公里个隔离开关余台远动控制系统设臵个主控中心和个分控中心设臵抢修基地个引进接触网动态检车辆开通之初成立了哈尔滨长春沈阳大连个供电中心随着铁路改革的深入维修体制也几经变化现全线由沈哈两局的至今系统设备性能稳定总体质量优良达到了项目引进的预期目的现全面介绍如下一哈大牵引供电
11、系统特点一供电方式全线采用单相变压器供电牵引变压器利用率高变电所接线简洁接触网电分相数目少适应高速繁忙区段两路进线电源检测设备全面由德国引进。采用 DSA350 型受电弓,可以承载最高 350 公里/小 时的运行速度,在受电弓上装有 24 块高性能传感器,能精确检测出弓网间水平和垂直 接触压力、接触导线高度、接触线高差、接触线斜率、拉出值、冲击加速度、导线 接近、车体振动加速度、接触网电压、运行速度、运行里程及支柱号等多项接触网 重要参数。接触网电压、运行速度、导线接近、定位器坡度、接触线高度、接触 力、拉出值、运行里程、支柱号等参数实现实时和离线图形显示及打印,精准体现 接触网接触导线的真实
12、运营状态,我们称它为接触网的 心电图”通过检测软件对 检测数据实现自动评估,产生接触压力、拉出值等一系列参数的缺陷清单。目前,接触网动态检测车担负着哈大电气化铁路和秦沈客运专线的接触网检测 任务,为接触网的检修、维护及安全运行发挥着重要作用。(六运营管理 1、运营体制(1、实行三级供电调度管理:路局电调和供电段操作电调(原分局电调、供电段 生产电调,供电段操作电调负责办理日常停送电具体操作、系统故障判断和组织处 理任务。(2、开通之初 4 个供电中心只配备维修人员 863 人,组织结构精干,职能分配合 理,管理人员少。(3、牵引变电所采用无人值班,有人值守,每个变电所只配备 4 人编制。网工区
13、 设臵少,管辖范围大。每个网工区配臵一台轨道作业车,一台平板车。(4、全线推行周期修与状态修相结合的维修制式,最长检修周期为 4 年。结合 引进设备特点和德方资料组织人员编写了牵引变电所和接触网检修规程。2.运行指标 始建于年为双线铁路线路全长公里在东北乃至全国铁路运输中具有十分重要的地位国家计委于年月日批准对哈大铁路进行电气化技术改造年月日开通沈阳至哈尔滨段月日开通沈阳至大连段既全线开通运行哈大电气化铁路是我国首次所座架设接触网条公里个隔离开关余台远动控制系统设臵个主控中心和个分控中心设臵抢修基地个引进接触网动态检车辆开通之初成立了哈尔滨长春沈阳大连个供电中心随着铁路改革的深入维修体制也几经
14、变化现全线由沈哈两局的至今系统设备性能稳定总体质量优良达到了项目引进的预期目的现全面介绍如下一哈大牵引供电系统特点一供电方式全线采用单相变压器供电牵引变压器利用率高变电所接线简洁接触网电分相数目少适应高速繁忙区段两路进线电源仅以 2005 年为例,该年度哈大线沈局管内各项技术指标统计如下 牵引变压器容量 746 兆伏安,受电量 12.4 亿度,功率因数平均达到 0.93,全年跳闸 288 次,重合成功 254 次,停电时间 5.87 小时,供电原因跳闸 10 次,重合成功 7 次,停电 时间 0.4 小时,每百万千瓦时跳闸 0.030 件,跳闸平均停电时间 10 分/件,每百万千瓦时 供电原因
15、跳闸 0.002 件,供电原因跳闸停时 8 分/件弓网故障 2 件,每百万千瓦时弓网 故障 0.002 件,每百万千瓦时供电原因弓网故障 0.001 件。3、安全情况 仅以 2005 年为例沈阳局管内发生牵引供电事故及故障 27 件,都发生在接触网 方面,其中因工程施工造成接触网故障 13 件(占 48%、自然灾害造成接触网故障 4 件(占 14.8%、因设备被盗造成接触网故障 3 件(占 11.1%、因列车事故造成接触网 故障 3 件(占 11.1%、因设备质量造成接触网故障 4 件(占 14.8%、另外人身安全方 面发生 1 件职工触电死亡事故,1 件触电职工轻伤事故。二、运行中发现系统存
16、在的问题及部分改进措施 虽然哈大线牵引供电系统是从德国引进的,技术设备较先进,但在设计、施工、运营管理等方面存在与中国国情不相适应的地方,具体问题如下:(一供电方式 1、牵引变电所在馈线出口同方向上下行供电臂共用 1 台断路器当发生故障或 检修时,停电范围扩大,必须先将断路器断开,即同供电臂的上下行线路同时停电,再分 开上下行隔离开关,切除故障或检修区段,最后合断路器,使非故障或检修线路受到另 一线路的影响,对运输生产影响较大。2、编组站各场分束供电设臵范围过大,检修停电作业对运输产生干扰。匚牵引变电所 始建于年为双线铁路线路全长公里在东北乃至全国铁路运输中具有十分重要的地位国家计委于年月日批
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