高鐵設(shè)計運營融合發(fā)展的要點分析

趙云翾

（中鐵第五勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司）

1 高速鐵路10kV 電力系統(tǒng)概述

高速鐵路的電力系統(tǒng)主要分為四大部分，即為車站電力系統(tǒng)、區(qū)間電力系統(tǒng)、電力10kV 配電所及電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)[1]。

①車站電力系統(tǒng)主要為設(shè)置的低壓室內(nèi)變電所或者箱式變電站，其功能為車站內(nèi)的負(fù)荷供電，電源一般取自于電力10kV 配電所或直接由地方電源取電。

②區(qū)間的電力系統(tǒng)主要包含沿路基或者橋梁兩邊設(shè)置的10kV 電力綜合負(fù)荷貫通線及一級負(fù)荷貫通線電纜，為分散于區(qū)間的負(fù)荷供電，電源取自于電力10kV 配電所。

③電力10kV 配電所與車站或工區(qū)合建，采用兩進(jìn)多出的形式，從地方接引兩路專盤專線，其饋線回路為車站及區(qū)間貫通線提供電源。

④電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)主要為將電力10kV配電所、各沿線車站及區(qū)間電力遠(yuǎn)動箱變納入電力遠(yuǎn)動調(diào)度中心進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

本文主要針對高速鐵路電力系統(tǒng)的四大部分，探討電力設(shè)計與運營管理的結(jié)合問題[2]。

2 結(jié)合的探討

隨著電氣化鐵路在國內(nèi)鐵路總里程的占比逐漸加大，以及大規(guī)模的高速鐵路集中建設(shè)投產(chǎn)，確保電氣化鐵路的安全對整個鐵路網(wǎng)的安全運營至關(guān)重要。目前，電氣化鐵路安全技術(shù)水平的進(jìn)一步提高，供電專業(yè)管理的進(jìn)一步規(guī)范，高鐵供電安全管理的不斷強(qiáng)化，設(shè)備運行質(zhì)量的不斷提升，使得中國鐵路供電系統(tǒng)在打造安全優(yōu)質(zhì)高效供電網(wǎng)方面取得了大量的工作經(jīng)驗和重要 成果。

電力專業(yè)是供電系統(tǒng)的重要組成部分，高速鐵路的電力設(shè)計，在滿足設(shè)計規(guī)范的同時，更需要與運營管理部門結(jié)合，完善設(shè)計圖紙，實現(xiàn)理論與實際的結(jié)合。從而鼎力支持和積極配合中國鐵路供電系統(tǒng)的健康、快速發(fā)展。

2.1 新建車站

高速鐵路的新建車站，電力施工圖設(shè)計中箱式變電站設(shè)置位置的可選性較大，而且均能滿足規(guī)范要求，此時需要與運營管理單位相結(jié)合，確定最佳設(shè)置位置，便于工區(qū)人員進(jìn)行日常的檢查及維修。范圍較大的區(qū)域可能設(shè)置多個箱式變電站，此時，在滿足規(guī)范要求，以及電纜路徑要求的前提下，盡可能與運營管理單位現(xiàn)場實地考察，結(jié)合日常的運營維護(hù)路徑，選擇最佳的箱式變電站布置方案。

新建車站電力10kV 配電所內(nèi)房屋的布置方式，應(yīng)根據(jù)運營管理部門的使用習(xí)慣，設(shè)計房屋內(nèi)房間的布置位置及朝向，勿照搬照抄現(xiàn)有配電所的設(shè)計。首先應(yīng)明確配電所的結(jié)構(gòu)要求，確定電纜夾層的必要性，若設(shè)置電纜夾層，配電所內(nèi)的電纜就全在電纜夾層中敷設(shè)，檢修時，須在電纜夾層中進(jìn)行。若不設(shè)電纜夾層，配電所高壓室內(nèi)的全部電纜都敷設(shè)在電纜溝中，日常檢修維護(hù)需在電纜溝外進(jìn)行。不同站、段由于使用地區(qū)及維護(hù)習(xí)慣的不同，設(shè)計人員不能以自己的習(xí)慣設(shè)計，應(yīng)在符合該地區(qū)管理模式的基礎(chǔ)上，征求現(xiàn)場檢修人員的使用需求。配電所內(nèi)綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計往往是比較容易產(chǎn)生分歧的，現(xiàn)成熟的技術(shù)主要分為集中組屏技術(shù)和分散組屏技術(shù)，應(yīng)根據(jù)使用單位要求選擇合適的設(shè)計方案，滿足各方要求。配電所內(nèi)新建的高壓開關(guān)柜，綜合自動化系統(tǒng)，交直流柜及電度表柜的廠家選擇應(yīng)先與運營管理部門溝通，優(yōu)先采用與相鄰線路同型號規(guī)格的設(shè)備，在方便系統(tǒng)調(diào)試的同時滿足運維部門的使用習(xí)慣，方便日常維護(hù)。

2.2 接軌車站

高速鐵路新建線路與既有線路的接軌站的電力設(shè)計采用充分利用既有電力設(shè)施，改造使其滿足新建電力設(shè)備要求的方式，這就使得新建設(shè)施與既有設(shè)施的接口較多，新舊設(shè)備間的結(jié)合點較多，更應(yīng)與既有設(shè)施的現(xiàn)場管理人員溝通 結(jié)合。

由于新建線路的接入，有時會產(chǎn)生較大的新增負(fù)荷，這類負(fù)荷的供電方式在電力設(shè)計中可以采用兩種方式，一種為在新增負(fù)荷中心設(shè)置箱式變電站的方式，只考慮為新增負(fù)荷供電。另一種為拆除既有配電設(shè)施，在原位置附近新設(shè)箱式變電站，將既有負(fù)荷與新增負(fù)荷整合的供電方式。兩種形式均滿足規(guī)范要求，具體采用何種形式，應(yīng)與現(xiàn)場管理人員溝通，并確定新設(shè)箱式變電站的電源接引位置。既有車站地下埋設(shè)較多的電力電纜，有時由于部分設(shè)備故障，維修人員將地下的電纜線路進(jìn)行了更換，造成電纜路徑、截面均與原設(shè)計圖不一致，導(dǎo)致供電段留存的竣工圖紙無法完全反映既有現(xiàn)狀，如單憑收集竣工圖紙作為設(shè)計的依據(jù)，將造成不可估計的錯誤。因此在既有車站的調(diào)查與設(shè)計時，應(yīng)盡早與現(xiàn)場管理人員溝通，確定地底下埋設(shè)的電纜的情況，拆除或遷改既有電纜線路的方案也應(yīng)及時溝通，避免后期發(fā)生二次遷改，保障電力設(shè)備的正常運行。

由于高速鐵路的發(fā)展，將不可避免的出現(xiàn)高鐵線路接入既有普速鐵路車站的情況，此時既有車站配電所的改造利用方案就顯得尤為棘手。由于高鐵的接入，需要新增小電流接地裝置、磁控電抗器等裝置及高壓開關(guān)柜的放置房間，既有配電所往往不能滿足此類設(shè)施對房屋面積的需要，需對既有規(guī)模進(jìn)行擴(kuò)建。此時，擴(kuò)建房間的位置、既有配電所對周邊設(shè)施的距離要求等，均應(yīng)在現(xiàn)場一一核實，確保若能夠不影響既有設(shè)備的運行，同時新增高壓開關(guān)柜的選型，改造既有綜合自動化系統(tǒng)、交直流柜及電度表柜的方式也應(yīng)及時溝通，新增或改造設(shè)備的型號應(yīng)盡量與既有設(shè)備一致，便于統(tǒng)一管理。若配電所擴(kuò)建方案確有困難，則應(yīng)考慮按單獨新建高鐵10kV 配電所設(shè)計，此時高速鐵路新增設(shè)施可與既有普速鐵路完全分離，更能確保高鐵供電的可靠性，但此方案投資較大，應(yīng)根據(jù)項目特點及投資對比 考慮。

2.3 電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)

設(shè)計要求高速鐵路全線10kV 變配電所配置的綜合自動化系統(tǒng)、重要的10kV/0.4kV 變電所配置的監(jiān)控裝置、區(qū)間接于貫通線上的箱變以及極為重要負(fù)荷供電的低壓回路均納入電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)。由電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)統(tǒng)一負(fù)責(zé)在全線兩條10kV 貫通線的分段處設(shè)置RTU，負(fù)責(zé)對兩條10kV 貫通線及其供電的信號通信等一級負(fù)荷低壓供電回路的電流、電壓的采集、監(jiān)控；當(dāng)貫通線出現(xiàn)相間短路、單相接地、斷相的情況下，迅速完成對其故障區(qū)段的定位、隔離及非故障區(qū)段的恢復(fù)供電工作。

實際由于運營管理部門的使用要求不同，有些需要將站房綜合變壓器高低壓回路均納入電力遠(yuǎn)動，其余所有箱式變電站的高壓側(cè)納入電力遠(yuǎn)動，此外，接于地方電源的區(qū)間立交排水供電箱變、道岔融雪供電箱變等，是否需納入電力遠(yuǎn)動，應(yīng)根據(jù)實際情況，有條件滿足運營管理部門要求時，應(yīng)盡量滿足其要求，方便電力遠(yuǎn)程操控。

2.4 電力10kV 貫通線

高速鐵路區(qū)間10kV 電力貫通線有別于普速鐵路架空線與電纜合設(shè)的方式，采用全電纜的方式敷設(shè)，設(shè)置于路基或者橋梁兩邊，設(shè)置方式較為統(tǒng)一，故需與運營管理部門的結(jié)合較少。若新建鐵路與既有鐵路并行時，有時會對既有鐵路的貫通線產(chǎn)生影響，此時，需與管理人員一同起進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，確認(rèn)受影響部分為電纜還是架空線，若需進(jìn)行遷改，采用架空還是電纜的形式，并確定遷改后10kV 電力貫通線的路徑，使其對既有區(qū)間設(shè)備的運行產(chǎn)生的影響達(dá)到 最小。

3 結(jié)語

通過分析高速鐵路電力設(shè)計與運營管理部門的結(jié)合問題，使設(shè)計滿足規(guī)范的同時，多為現(xiàn)場維護(hù)人員考慮，方便其檢修作業(yè)，理論與實際相結(jié)合，切勿盲目的憑空設(shè)計，這樣才能使電力設(shè)計圖紙更為完善更加合理，保障電力設(shè)施安全正常運行。