對(duì)鐵路專用線電力供電方案的研究

張軍讓

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)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(shè)計(jì)范圍

本工程主要是連云港柘汪臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)鐵路專用線鐵路工程、連云港柘汪臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)鐵路專用線接軌配套工程、以及連云港柘汪臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)鐵路專用線液體裝卸區(qū)裝卸工藝設(shè)計(jì)。

1.2 供電負(fù)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(fù)荷共計(jì)，其中信號(hào)、貨運(yùn)辦公樓、單身宿舍、室內(nèi)外照明。

港前站新增負(fù)荷共計(jì)約，其中信號(hào)用電、通信、信息專業(yè)共約、軌道衡控制室、機(jī)房空調(diào)用電約（考慮預(yù)留）、外勤貨運(yùn)室約、室外照明約、鐵路公司辦公樓約、單身宿舍約。

機(jī)務(wù)折返所新增負(fù)荷共計(jì)約，其中機(jī)務(wù)檢修作業(yè)用電、閘樓兼門衛(wèi)房共、綜合整備間及乘務(wù)員公寓樓、室外照明約。

散雜貨裝卸區(qū)新增負(fù)荷共計(jì)約，其中龍門吊兩臺(tái)共、平交道口房?jī)商幑?，汽車衡控制室兩處共、外勤貨運(yùn)室約、室內(nèi)外照明約。

附近電源情況：柘枉站電力設(shè)備房?jī)?nèi)既有綜合變及通號(hào)變，綜合變電源由地方10kV電源線路“T”接接引，通號(hào)變電源由綜合負(fù)荷貫通線接引。港前站兩路10kV電源分別從地方10kV臺(tái)港電源線路就近“T”接。

1.3 鐵路專用線供電原則

一級(jí)負(fù)荷，采用兩路獨(dú)立電源供電。二級(jí)負(fù)荷，由一路可靠電源供電，有條件時(shí)，考慮兩路電源供電。其它負(fù)荷由一路電源供電。對(duì)既有線供電應(yīng)充分利用既有供電設(shè)施，并對(duì)既有供電設(shè)施進(jìn)行改造、調(diào)整、完善，以滿足新增負(fù)荷的供電。設(shè)計(jì)中充分考慮初、近、遠(yuǎn)期工程的結(jié)合，盡量避免電力設(shè)施的二次遷改。

1.4 鐵路專用線供電方案設(shè)計(jì)

整條鐵路專用線供電系統(tǒng)包括生產(chǎn)、生活等設(shè)備用電。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)后，確定供電設(shè)計(jì)方案，柘枉站既有通號(hào)變?cè)鋈葜?，為新增信?hào)負(fù)荷提供主用電源；既有綜合變?cè)鋈葜?，為新增信?hào)負(fù)荷提供備用電源，并為新增綜合負(fù)荷供電。電源維持既有不變，對(duì)低壓進(jìn)線、補(bǔ)償、饋線柜及相應(yīng)低壓電纜進(jìn)行改造。港前站新建室內(nèi)雙變壓器低壓變電所（見(jiàn)圖1），為信號(hào)、通信和為通信、信號(hào)機(jī)械室服務(wù)的空調(diào)、軌道衡負(fù)荷及設(shè)備分別提供兩路低壓電源，為信號(hào)樓和單身宿舍動(dòng)力照明等綜合負(fù)荷提供電源。經(jīng)甲方與供電供部門達(dá)成的供電申請(qǐng)結(jié)果，雙變壓器的兩路進(jìn)線電源分別從地方兩回臺(tái)港電源線路就近接接引；機(jī)務(wù)折返所新建室內(nèi)變電所一座，為新增機(jī)務(wù)段內(nèi)的機(jī)務(wù)、暖通、室外照明等負(fù)荷供電。變壓器進(jìn)線10k電源由柘枉站綜合變高壓側(cè)地方線路接接引。散雜貨裝卸區(qū)內(nèi)的龍門吊、汽車衡控制及道口和場(chǎng)區(qū)作業(yè)照用電源從就近從場(chǎng)區(qū)南側(cè)的既有變電所低壓柜接引回路。

2 主要供電設(shè)備類型

2.1 電力供電線路

在本次鐵路專用供電線路設(shè)計(jì)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(guī)范的前提下，減小導(dǎo)體截面，降低線路造價(jià)及施工難度。按照本專用線用電負(fù)荷，主電源線電纜選擇10kV進(jìn)線，作為主要基礎(chǔ)電源線路，項(xiàng)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(shè)到地下，電纜線路使用的是型號(hào)YJV22-8.7/15kV的交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)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(dòng)時(shí)起到保護(hù)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(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜為主要的電纜材料，而工程中設(shè)備的控制電纜線路使用的是型號(hào)的銅芯控制電纜。在對(duì)電纜進(jìn)行埋敷設(shè)的過(guò)程中，需要對(duì)過(guò)鐵路以及硬化路面的電纜進(jìn)行鋼管處理，以此對(duì)電纜進(jìn)行保護(hù)。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)照明以及設(shè)備控制方式

在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)照明設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要按照TB10089-2015《鐵路照明設(shè)計(jì)規(guī)范》及GB50034-2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，合理選擇照明設(shè)計(jì)方案，參考照明燈具的實(shí)際安裝的場(chǎng)所和位置情況，制定科學(xué)合理控制方法。在對(duì)作業(yè)區(qū)以及車站的照明中，本工程主要使用智能無(wú)線集中WIFI的控制方式，將控制箱安裝在信號(hào)運(yùn)轉(zhuǎn)室，方便運(yùn)營(yíng)管理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)燈塔和車站照明系統(tǒng)的控制。此次設(shè)置情況如下：貨場(chǎng)、道叉咽喉區(qū)及有夜間作業(yè)的牽出線采用升降式投光燈塔照明，一般道路、場(chǎng)地根據(jù)需要設(shè)置柱燈或馬路彎燈照明。

在對(duì)功率大于的設(shè)備進(jìn)行控制時(shí)，需要使用軟啟動(dòng)的設(shè)備來(lái)加強(qiáng)對(duì)照明系統(tǒng)的控制，電力設(shè)備過(guò)載、插座以及插座箱回路設(shè)漏電保護(hù)等，都可以使用這樣的技術(shù)手段進(jìn)行保護(hù)。而在信號(hào)樓以及變電站建筑物內(nèi)，TB10063-2016《鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》需要設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)如果發(fā)生火災(zāi)，將第一時(shí)間對(duì)火災(zāi)情況進(jìn)行判定并發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)，將損失控制在最小的范圍內(nèi)。

2.3 防雷接地施工

（1）在本工程建設(shè)的過(guò)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(nèi)的混凝土、樁基礎(chǔ)等鋼管作為引線，將雷電能量有效地導(dǎo)入地下。

（2）在作業(yè)場(chǎng)區(qū)內(nèi)貨物能夠到達(dá)的范圍內(nèi)，可以利用場(chǎng)內(nèi)的高桿燈及燈塔的避雷針作為貨場(chǎng)、堆場(chǎng)、站臺(tái)等防直擊雷措施，利用滾球法設(shè)置燈桿間距。保證雷電能量能夠有效地傳輸?shù)降叵拢苊庠斐捎绊懞臀：Α?/p>

（3）在公共?；返膮^(qū)域內(nèi)，需要進(jìn)行人工接地的措施，接地電阻不能大于，在公共?；穮^(qū)域內(nèi)的配電裝飾與設(shè)施，都需要進(jìn)行防爆和防燃的處理，以此避免出現(xiàn)更加嚴(yán)重的危害與影響。

（4）在含有電子設(shè)備的建筑物內(nèi)，低壓電源進(jìn)線處的配電箱內(nèi)需要安裝相應(yīng)的保護(hù)器，以此對(duì)電流電壓的控制，確保用電設(shè)備安全。

（5）建筑物內(nèi)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(shè)計(jì)的過(guò)程中，配電系統(tǒng)用的接地保護(hù)以TN-S系統(tǒng)設(shè)備作為主要的類型，更好地保障人員和用電設(shè)備安全。

3 節(jié)約能源以及環(huán)境保護(hù)的相關(guān)措施

3.1 合理用電的基本原則

（1）在本次工程建設(shè)中，全線高壓配電線路均為電壓等級(jí)。

（2）變電站所有設(shè)備都處于負(fù)荷中心，并且安裝高低壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，降低電力資源傳輸過(guò)程中對(duì)電能的損耗，合理地對(duì)變壓器容量、運(yùn)作方式進(jìn)行選擇，科學(xué)設(shè)計(jì)高低壓線路路徑，盡可能縮小供電的半徑范圍。

（3）在車站內(nèi)使用分組控制的方式，對(duì)應(yīng)急照明、備用照明和正常照明進(jìn)行劃分，有效地節(jié)約電力資源的使用情況。

（4）合理地對(duì)自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行安裝，減少供電系統(tǒng)內(nèi)部的無(wú)功損耗的概率。高低壓供電的功率因數(shù)補(bǔ)償需要達(dá)到以上，低壓供電的功率因數(shù)補(bǔ)償需要在以上。

3.2 節(jié)能設(shè)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(duì)變壓器進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，在本次工程中選擇新型高效節(jié)能的變壓器，室外照明的燈具主要使用LED燈、金鹵燈等節(jié)能型的光源，室外燈控制主要使用智能照明控制系統(tǒng)，而室內(nèi)照明控制主要使用節(jié)能光源和新型節(jié)能燈具，走廊采用聲控裝置，以此減少電力能源消耗，達(dá)到節(jié)能效果。

4 結(jié)語(yǔ)

在鐵路專用線電力供電方案設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不僅需要按照國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，更需要考慮配電線路設(shè)計(jì)以線路簡(jiǎn)化、供電可靠、維修方便、節(jié)省造價(jià)等為原則，還要適應(yīng)近遠(yuǎn)期建設(shè)要求，留有發(fā)展裕量。結(jié)合運(yùn)營(yíng)管理、成本投入等外部因素。明確供電線路與系統(tǒng)之間的必要聯(lián)系，確定好供電設(shè)計(jì)的范圍和內(nèi)容，按照標(biāo)準(zhǔn)的原則進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，以此確保設(shè)計(jì)方案具有較為良好的科學(xué)性以及合理性。在燈具選擇的過(guò)程中，盡可能選擇節(jié)能環(huán)保類型的產(chǎn)品，降低對(duì)電力資源損耗的情況，在滿足供電要求的基礎(chǔ)上，更好地對(duì)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。