铁路电力设计理念与技术创新综述.pdf
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1、D 2 0 1 0年 4月 第 1 卷 第 1期 高速铁路技术 HI GH S P E ED R AI L WAY T E CHNOL OGY No 1, Vo 1 1 Ap r 2 01 0 文章编号 :l 6 7 4 8 2 4 7 ( 2 0 1 0 ) 0 1 0 0 5 0 _ 0 4 铁路 电力设计 理念 与技术创新综述 李学刚 ( 中铁二院工程集团有限责任公司, 成都 6 1 0 0 3 1 ) 摘要: 为满足高速铁路建设对电力高可靠性和稳定性的供电需求, 本文对铁路电力设计新理念进行探讨 , 对 高可靠性供电技术、 电力仿真、 电力远动、 变配电所综合自动化、 机电设备监控等技
2、术在铁路电力应用的现状 与创新进行了系统的扼要介绍, 对铁路电力技术创新发展趋势, 配电技术与信息技术的高度融合、 专家智能系 统广泛应用、 绿色环保电气与可再生能源应用、 设计技术手段创新, 提出了个人的初步想法。 关键 词 : 铁路电力 ; 设计理念 ; 技术创新 ; 发展趋势 中图分类 号: T M 7 3 2 文献标识码 : A S u mma r y o f Ra i l wa y Po we r De s i g n Co n c e p t a n d Te c h n i c a l I nn o v a t i o n LI Xue - g a ng ( C h i n a
3、R a i l w a y E r y u a n E n g i n e e ri n g G r o u p C o , L t d , C h e n g d u 6 1 0 0 3 1 , C h i n a ) Ab s t r a c t : I n o r d e r t o me e t t h e d e ma n d o f h i g h l y r e l i a b l e a n d s t a b l e p o we r s u p p l y f o r hi g h s p e e d r a i l wa y c o ns t r u c t i o n,
4、 t hi s p a p e r g i v e n a d i s c u s s i o n a bo u t t h e n e w d e s i g n c o n c e p t o f r a i l wa y p o we r s u p p l y, p r e s e n t s s y s t e ma t i c a l l y t h e p r e s e n t s i t u a t i o n a n d i n n o v a t i o n o f a p p l y i n g s u c h t e c hn o l o g i e s t o r
5、a i l wa y p o we r s u p p l y a s h i g h l y r e l i a b l e p o we r s u p p l y, p o we r s i mu l a t i o n, p o we r t e l e c o n t r o l , p o we r s u b s t a t i o n i n t e g r a t e d a u t o ma t i o n a n d e l e c t r o me c h a n i c a l e q ui p me n t c o n t r o l l i ng; a n d g
6、 i v e s t h e a u t h o r s v i e wp o i n t s o n t h e d e v e l o p i n g t r e n d o f r a i l wa y p o we r t e c h n i c a l i n n o v a t i o n, t h e c l o s e c o o r d i n a t i o n b e t we e n p o we r d i s t r i b u t i o n t e c h n i q u e a n d i n f o r ma t i o n t e c h n o l o
7、g y,wi de s p r e a d a p p l i c a t i o n o f e x p e r t i n t e l l i g e n t s y s t e m , t h e a p p l i c a t i o n o f e n v i r o nme n t f rie nd l y e l e c t r i c i t y a n d r e g e n e r a b l e e n e r gy s o u r c e s a n d i n n o v a t i o n o f d e s i g n t e c h n i q u e s Ke
8、 y wo r ds: r a i l wa y p o we r; d e s i g n c o n c e p t ; t e c h ni c a l i n n o v a t i o n; d e v e l o p i n g t r e n d 由于大规模的高速铁路建设 , 高新技术应用在铁 路各专业领域得到 了飞速发展 , 铁路运输设施的多样 性 、 复杂性和实时性急剧增长 , 对电力高可靠性供电需 求 , 上升到一个前所未有的高度 , 促使铁路电力高新技 术应用提高到一个新水平 。铁路 电力设计技术 、 施工 工艺、 成套装备 、 运行管理、 维护维修、 技术培训都在思 想
9、观念创新、 技术方法创新、 机制体制创新、 运维管理 创新 。为 了满足铁 路 电力 管理体制变 革后 “ 以人 为 本” 的运输需求 , 要深入 研究铁 路 电力新技 术、 新 能 源、 新材料 、 新装备、 新工艺的应用 , 设计出适合实际需 要的电力工程, 为社会节水节电、 节地节能、 提供清洁 收稿 日期 : 2 0 0 9 1 2 1 9 作者简介: 李学刚( 1 9 5 4 一 ) , 男, 高级工程师, 中铁二院专业工程师。 能源和环境友好型的铁路电力工程。 1 铁路电力设计理念 电力在铁路工程项 目中的作用是满足铁路运输及 其辅助设施用电需求, 包括铁路各专业施工、 安装、 调
10、 试 、 运行、 维护的各阶段总用 电需求。既要贯彻“ 强本 简末” 的政策, 又要规模适度、 投资合理, 为业主服务、 为铁路运输服务 。 1 1 技术创新是 电力设计的主旋律 在高速铁路设计 中, 电力技术创新是行业发展的 主要趋势, 通过电力自动化、 电气智能化, 提高项目的 社会效益与经济效益, 提高铁路运输管理效率, 降低铁 路运输运营和维修成本。采用“ 四电集成” 技术, 有利 于提高电力工程质量 、 实现高技术含量、 控制投资 、 缩 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 李学刚: 铁路电力设计理念与技术创新综述 2 0 1 0年4月 短建设
11、工期。有利于实现运输系统整体最优。 1 2安全性、 可靠性、 可用性、 可维护性原则 电力设计要保证铁路运输供 电的安全性 、 可靠性 、 可用性和可维护性 。对电力专业而言 , 采用 的供 电技 术与成套装备安全可靠是第一位的。其次要考虑运营 管理方便 、 维修简易快捷 。 安全性主要体现在 电气技术措施的安全 、 设备与 材料的性能安全 、 配电网络的运行安全 、 运行管理者的 人身安全 等。可靠性 主要 体现在变配 电所 电源 的可 靠 、 设备与材料的功能可靠 、 继电保护与 自动装置的可 靠 、 电力远动系统与机 电监控装置 的可靠 。可用性指 电气设施耐用好用, 操作方便, 故障率
12、低。可维护性指 设备兼容性 、 互换性好 , 维 护简捷方便 , 尽量免维护少 维修。 1 3技术先进、 投资合理 、 节能环保原则 电力设计中, 要考虑功能需求与技术 、 投资 、 质量 、 工期的统一。每个 阶段要考虑局部方案优化 、 整体 系 统优化 、 性价 比优化。同时正确处理好安全可靠 与技 术先进 、 节能环保 、 运行维护的关系 , 大力推行配电系 统节能技术 、 节能变压器 、 节 能光源与灯具 的工程应 用。重视高电压线路 电磁干扰 与噪声带来 的环境影 响。柴油发电机 的废 水污水 、 废气废 油的妥善处理 。 变配电所 、 电力线路尽量少 占农 田和土地。 1 4 系统
13、规 划、 统 筹安排 、 实现 电力设计 整体最 优 原则 在建设高速铁路时 , 要对既有铁路供 电范围、 设施 与能力 , 进行综合分析 , 合理利 旧、 增容 与改造 。要认 真研究接轨站 、 既有车站 电力设备 的利用和改扩建方 案 、 最大限度地维护业主经济利益。要致力于建设 、 设 计 、 施工 、 制造 、 安装 、 运行 、 维护一体化统筹 , 投资最 省 , 整体最优 , 把 既有设施 、 新增工程 、 预留未来发展有 机的统一起来。 1 5电力 工程风 险 意识 树立具有风险意识 的设计理念 , 建立科学的风险 控制防范体系。电力工程风险意识是防患于未然, 严 格执行设计与施
14、工的强制性条文 , 避免误入 电力工程 禁忌 、 对铁路运输安全与人 身设备安全造成损害。电 力工程要全方位的开展风险评估 , 重点关注安全风险、 技术风险 、 安装风险、 投资风险 、 环境风险 , 采取有效措 施规避风险。 2 铁路 电力设计技术创新 2 1 高可靠性供 电技术 针对高速铁路供 电设计 , 业界近期首次提 出了可 靠性 、 可用性 、 可维护性 、 安全性 ( R A MS ) 为指标的综 合定量评估方法 , 形成 了一套适合我国高速铁路供 电系统进行评价的体系 , 解决 了当前我国高速铁路电 力设计 中亟需解决的关键难题。 高可靠性供 电具体表现在根据高速铁路 的负荷性
15、质 、 负荷分布 , 合理规划 、 统筹兼顾 , 制定与之相适应的 供电方案, 依照路网调整供电布局。设计铁路专用输 配电网络 , 全 电缆配 电线路、 电气设备室内设置 、 电气 设备全监控 、 关 键设备热备用 等 J , 主要采 用 了电源 冗余技术 、 不间断供电技术 、 环网与点式供电等技术 。 合宁铁路是高可靠性供电的一个较成功的实践。 大量的新技术和新设备应用 , 提高了高速铁路 的技术 含量和系统可靠性。 ( 1 ) 变配电所 : 采用六氟化硫气体绝 缘的 G I S高 压开关柜代替空气绝缘 的中置式高压 开关柜 , G I S高 压开关柜满足 3 0年免维护 的要求。 ( 2
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