如上所述,我们把给电力机车车辆(对高铁而言,亦常被称为动车组)这种特殊负荷供电的系统,定义为电气化供电系统。而给其他铁路负荷供电的供配电系统,我们通常称之为铁路电力供电系统,作为为铁路运输生产、生活供电且由铁路自行管理的电力设施和电力网络的统称。铁路电力供电系统也有一定的、不同于普通工业配电网的特殊之处。
同电气化牵引供电专业一样,铁路行业内,通常把铁路供配电系统以外的能够向铁路用电负荷供电的电源,包括公共电网、公共电网以外的发电厂、变电站及输配电线路统称为“外部电源”或“地方电源”。这里的公共电网,特指面向非铁路的一般社会负荷用户提供电能的电力配电网。
具体到武广高铁电力工程中的供电系统,除了大型客专和中心城市地区以外,主要由国家或工业电网接引35kV的中压电源,经地方电源线路,到独立或合建的铁路10kV变配电所给铁路设备供电,除了给武广线路中间的铁路车站、货场、维修段所等生产、生活配套房屋等地区负荷较大或较为集中的铁路用户提供电源外,主要通过沿铁路线敷设的两路10kV电力贯通线路,给沿线分散布置的铁路区间信号中继站、无线通信基站、光纤直放站、电力牵引各所用电、隧道照明、立交桥排水等设施提供可靠电源,保证铁路重要设备的用电安全。
根据负荷的特点和用途的不同,铁路10kV电力贯通线路又可分为综合负荷贯通线和一级负荷贯通线。所谓综合负荷贯通线,是铁路沿线连通两相邻变、配电所的主要对沿线铁路用电负荷供电的10kV或35kV电力线路。所谓一级负荷贯通线,则是铁路沿线连通两相邻变、配电所的主要对自动闭塞区段信号设备供电的10kV或35kV电力线路。武广高铁这样重要的线路和负荷较为密集的干线铁路,通常这两种贯通线形式并存,即在上述的沿铁路线敷设两路10kV电力贯通线路。
在武汉站、广州南站这种铁路枢纽、地区、大型或特大型客运站的铁路变配电所,一般采用独立设置地区变配电所形式,以适应高等级铁路大型、特大型站房以及动车检修基地、动车段等区域,电力负荷相对集中且容量较大的需要。这种110kV或35kV的地区变电站,从公共电网的110kV或35kV受电等级,降压为10kV后,构成上述的10kV铁路电力供电系统配电主干网。
除了铁路供电的高可靠性要求和沿线敷设的铁路10kV电力贯通线路的特殊性以外,电力供电网络的结构和技术方案,和一般工业输配电网络相似,主要设备和工程相关内容包括,从国家电网接引的高压电源线路、各车站站房、铁路站(段)10kV变配电所、沿线两路10kV电力贯通线路、站场及区间高低压电力线路、10/0.4kV变电所、箱式变电站、室外照明、动力配线、电气设备防雷接地、车站机电设备监控系统、火灾自动报警系统等设施组成。
典型的铁路10kV变配电所电气结构如图1.4所示。
图1.4 铁路电力供电系统的变配电所电气结构示意图(www.xing528.com)
和一般工业输配电网络不同的铁路一级负荷贯通线、综合负荷贯通线,既具备传统的电力系统供电的特点,又有其自身的特殊性,主要表现在以下几个方面。
(1)供电距离长。按规定,供电区间长度一般为40~60km,但由于地形条件的限制,供电跨距常常超过70km甚至更长。
(2)沿线负荷分散、容量小。贯通线上的负荷沿线分散分布,平均3~4km一处。区间负荷呈现的主要特征就是负荷小,但接入点很多。
(3)高等级铁路沿线的贯通线上都采用箱式变电站对负荷供电。
(4)供电可靠性要求极高。
(5)供电线路呈线状,无分支。
从以上特点分析可见,无论是电气化供电系统,还是铁路电力供电系统,其电气系统结构、用户需求,都和普通的工业电网有很大的不同,需要专门研究、设计和采取相应的技术对策和管理模式。
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