對鐵路專用線電力供電方案的研究

張軍讓

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司鄭州分院，河南 鄭州 45000）

1 鐵路專用線工程概況

1.1 鐵路專用線設計范圍

本工程主要是連云港柘汪臨港產業區鐵路專用線鐵路工程、連云港柘汪臨港產業區鐵路專用線接軌配套工程、以及連云港柘汪臨港產業區鐵路專用線液體裝卸區裝卸工藝設計。

1.2 供電負荷的分布以及電源選擇概況

本工程主要包括接軌站柘汪站新增負荷共計，其中信號、貨運辦公樓、單身宿舍、室內外照明。

港前站新增負荷共計約，其中信號用電、通信、信息專業共約、軌道衡控制室、機房空調用電約（考慮預留）、外勤貨運室約、室外照明約、鐵路公司辦公樓約、單身宿舍約。

機務折返所新增負荷共計約，其中機務檢修作業用電、閘樓兼門衛房共、綜合整備間及乘務員公寓樓、室外照明約。

散雜貨裝卸區新增負荷共計約，其中龍門吊兩臺共、平交道口房兩處共，汽車衡控制室兩處共、外勤貨運室約、室內外照明約。

附近電源情況：柘枉站電力設備房內既有綜合變及通號變，綜合變電源由地方10kV電源線路“T”接接引，通號變電源由綜合負荷貫通線接引。港前站兩路10kV電源分別從地方10kV臺港電源線路就近“T”接。

1.3 鐵路專用線供電原則

一級負荷，采用兩路獨立電源供電。二級負荷，由一路可靠電源供電，有條件時，考慮兩路電源供電。其它負荷由一路電源供電。對既有線供電應充分利用既有供電設施，并對既有供電設施進行改造、調整、完善，以滿足新增負荷的供電。設計中充分考慮初、近、遠期工程的結合，盡量避免電力設施的二次遷改。

1.4 鐵路專用線供電方案設計

整條鐵路專用線供電系統包括生產、生活等設備用電。經現場勘測后，確定供電設計方案，柘枉站既有通號變增容至，為新增信號負荷提供主用電源；既有綜合變增容至，為新增信號負荷提供備用電源，并為新增綜合負荷供電。電源維持既有不變，對低壓進線、補償、饋線柜及相應低壓電纜進行改造。港前站新建室內雙變壓器低壓變電所（見圖1），為信號、通信和為通信、信號機械室服務的空調、軌道衡負荷及設備分別提供兩路低壓電源，為信號樓和單身宿舍動力照明等綜合負荷提供電源。經甲方與供電供部門達成的供電申請結果，雙變壓器的兩路進線電源分別從地方兩回臺港電源線路就近接接引；機務折返所新建室內變電所一座，為新增機務段內的機務、暖通、室外照明等負荷供電。變壓器進線10k電源由柘枉站綜合變高壓側地方線路接接引。散雜貨裝卸區內的龍門吊、汽車衡控制及道口和場區作業照用電源從就近從場區南側的既有變電所低壓柜接引回路。

2 主要供電設備類型

2.1 電力供電線路

在本次鐵路專用供電線路設計初期，充分考慮電力線路的路由選擇、供電半徑、在保證電源總線電壓降滿足電力規范的前提下，減小導體截面，降低線路造價及施工難度。按照本專用線用電負荷，主電源線電纜選擇10kV進線，作為主要基礎電源線路，項目所在地的土壤主要為回填土，電源線路采用全電纜的方式，將供電線路直接埋設到地下，電纜線路使用的是型號YJV22-8.7/15kV的交聯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套鋼帶鎧裝銅芯作為主要的電纜材料，可防止電纜在受到土壤擾動時起到保護作用，不至于斷電。在本工程中的低壓電纜則是選擇型YJV22-8.7/15kV銅芯交聯聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜為主要的電纜材料，而工程中設備的控制電纜線路使用的是型號的銅芯控制電纜。在對電纜進行埋敷設的過程中，需要對過鐵路以及硬化路面的電纜進行鋼管處理，以此對電纜進行保護。

2.2 現場照明以及設備控制方式

在對現場照明設計過程中，需要按照TB10089-2015《鐵路照明設計規范》及GB50034-2013《建筑照明設計標準》的要求，合理選擇照明設計方案，參考照明燈具的實際安裝的場所和位置情況，制定科學合理控制方法。在對作業區以及車站的照明中，本工程主要使用智能無線集中WIFI的控制方式，將控制箱安裝在信號運轉室，方便運營管理，從而實現對燈塔和車站照明系統的控制。此次設置情況如下：貨場、道叉咽喉區及有夜間作業的牽出線采用升降式投光燈塔照明，一般道路、場地根據需要設置柱燈或馬路彎燈照明。

在對功率大于的設備進行控制時，需要使用軟啟動的設備來加強對照明系統的控制，電力設備過載、插座以及插座箱回路設漏電保護等，都可以使用這樣的技術手段進行保護。而在信號樓以及變電站建筑物內，TB10063-2016《鐵路工程設計防火規范》需要設置火災自動報警系統。現場如果發生火災，將第一時間對火災情況進行判定并發出相應的警報，將損失控制在最小的范圍內。

2.3 防雷接地施工

（1）在本工程建設的過程中，需要在建筑物上方利用避雷針或者避雷帶作為接閃器，建筑物內的混凝土、樁基礎等鋼管作為引線，將雷電能量有效地導入地下。

（2）在作業場區內貨物能夠到達的范圍內，可以利用場內的高桿燈及燈塔的避雷針作為貨場、堆場、站臺等防直擊雷措施，利用滾球法設置燈桿間距。保證雷電能量能夠有效地傳輸到地下，避免造成影響和危害。

（3）在公共危化品的區域內，需要進行人工接地的措施，接地電阻不能大于，在公共危化品區域內的配電裝飾與設施，都需要進行防爆和防燃的處理，以此避免出現更加嚴重的危害與影響。

（4）在含有電子設備的建筑物內，低壓電源進線處的配電箱內需要安裝相應的保護器，以此對電流電壓的控制，確保用電設備安全。

（5）建筑物內的金屬零件均需要和等電位連接在一起，以此確保金屬零件可靠接地。

（6）在防雷接地設計的過程中，配電系統用的接地保護以TN-S系統設備作為主要的類型，更好地保障人員和用電設備安全。

3 節約能源以及環境保護的相關措施

3.1 合理用電的基本原則

（1）在本次工程建設中，全線高壓配電線路均為電壓等級。

（2）變電站所有設備都處于負荷中心，并且安裝高低壓無功補償設備，降低電力資源傳輸過程中對電能的損耗，合理地對變壓器容量、運作方式進行選擇，科學設計高低壓線路路徑，盡可能縮小供電的半徑范圍。

（3）在車站內使用分組控制的方式，對應急照明、備用照明和正常照明進行劃分，有效地節約電力資源的使用情況。

（4）合理地對自動無功補償設備進行安裝，減少供電系統內部的無功損耗的概率。高低壓供電的功率因數補償需要達到以上，低壓供電的功率因數補償需要在以上。

3.2 節能設備的選擇

為了能夠更好地降低電力資源使用的具體情況，需要對變壓器進行科學合理的選擇，在本次工程中選擇新型高效節能的變壓器，室外照明的燈具主要使用LED燈、金鹵燈等節能型的光源，室外燈控制主要使用智能照明控制系統，而室內照明控制主要使用節能光源和新型節能燈具，走廊采用聲控裝置，以此減少電力能源消耗，達到節能效果。

4 結語

在鐵路專用線電力供電方案設計的過程中，不僅需要按照國家現行規范來進行設計，更需要考慮配電線路設計以線路簡化、供電可靠、維修方便、節省造價等為原則，還要適應近遠期建設要求，留有發展裕量。結合運營管理、成本投入等外部因素。明確供電線路與系統之間的必要聯系，確定好供電設計的范圍和內容，按照標準的原則進行方案設計，以此確保設計方案具有較為良好的科學性以及合理性。在燈具選擇的過程中，盡可能選擇節能環保類型的產品，降低對電力資源損耗的情況，在滿足供電要求的基礎上，更好地對環境進行保護。