鐵路客運站供配電系統(tǒng)分析
時間:2022-12-06 03:15:34
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摘要:隨著我國經濟的發(fā)展,大型鐵路客運站越來越多,出于對節(jié)能的要求,對于客運站供配電系統(tǒng)的優(yōu)化設計顯得越來越重要,只有充分考慮到各種因素對供配電的影響,才能夠選擇最節(jié)能的方式進行客運站運營。對某鐵路客運站的供配電系統(tǒng)設計了多種方案,對其中的設計要點進行了闡述,對可靠性也進行了分析。
關鍵詞:鐵路客運站;供配電系統(tǒng);設計;可靠性;方案
隨著我國經濟的發(fā)展,截止到2018年底,我國高鐵運營的里程已經超過了30000km,成為世界第一高鐵大國。目前,人們越來越多地選擇高鐵出行,高鐵已經成為人們重要的出行工具,扮演著重要的交通角色,重要性不言而喻。作為配套設施,鐵路客運站的站房建設及運營也顯得尤為重要。本文對站房的設計采取了多種方案,最終通過對比選擇了最優(yōu)方案,闡述了站房設計的思路和相關技術要點,并對可靠性進行了分析。
1實際工程案例分析
高鐵客運站位于山西,山西的氣候冬冷夏熱,最高設計客運高峰發(fā)送人數(shù)為8000人/h,設計規(guī)模為18站臺20條線路,根據(jù)相關的規(guī)范規(guī)定屬于大型鐵路站臺,站房面積達到100000m2,建筑主體高度為25m,為三層混凝土結構,目前已經成為當?shù)氐蔫F路客運中心[1]。根據(jù)對該站房的負荷進行分析與計算,站房的總負荷情況為:設備的安裝容量為18820kW,不計消防設備的負荷1500kW以及空調設備的負荷2100kW,設備總容量中包括照明設備的負荷4105kW,動力設備的安裝容量為4290kW,夏天空調設備的負荷為2100kW,商業(yè)部分的負荷為5440kW。計算功率因數(shù)后的計算負荷分別為:Pj=12100kW,Qj=3524kVar,Sj=10635kVA,cosφ=0.85。根據(jù)相關規(guī)范的規(guī)定,該鐵路的站房用電負荷劃分為表1。
2電源采用10kV電源的可靠性分析
通過負荷的計算與分析,本項目設計了三種供電方案并進行比選,相關的優(yōu)缺點見表2,根據(jù)可靠性選擇最終實施的方案。根據(jù)上面表2的比選,本項目最終選擇可靠性較高的方案二,選擇4路10kV電源進行供電,針對實際情況本項目設計了三個供電思路,比選的內容見下頁表3。通過比選可以看出方案3的供電思路結構最為簡單,供電的成本低、可靠性高,為了避免在使用中出現(xiàn)客服“管理不便”的問題,對該供電思路進行進一步優(yōu)化[2]。首先在北側站房的變電所旁邊設置一個值班控制室,并設置一套自動化供配電管理系統(tǒng),將南側站房也納入管理。其次南北站房的商業(yè)服務用電單獨設置變壓器,方便計量管理。本項目的0.4kV低壓系統(tǒng)運行方式為母線分段運行,每2臺變壓器成組設置聯(lián)絡開關,平時各自獨立運行,其中1臺變壓器如果出現(xiàn)問題就斷開該變壓器,母聯(lián)開關自動關閉,剩余的1臺變壓器對剩下的一級、二級負荷進行供電。聯(lián)絡開關設置分自動與手動兩種方式,自動時保證能夠自動脫開非保證負荷,保證變壓器的正常工作。低壓配電系統(tǒng)采用放射式的配電系統(tǒng),對于重要負荷和容量較大的負荷都采用放射供電,工程的一級負荷采用雙回路供電,在末端能夠自動切換,二級也采用雙回路供電[3],在適當?shù)奈恢媚軌蚯袚Q,三級采用單回路供電。為了保證可靠性在南北站房的旁邊布置柴油發(fā)電機房,各設置1臺800kW的應急柴油發(fā)電機組作為第三回路電源。另外對照應急照明系統(tǒng),大廳等場所按照配置EPS應急電源作為備用電源,一般場所配備蓄電池的應急燈具作為過渡用。為了保證消防等設備的使用,除了兩段母線雙電源的供電系統(tǒng)與末端自動切換外,還在系統(tǒng)的主機房配置不間斷的電源裝置UPS。
3供配電系統(tǒng)設計要點
通過案例可以總結供電系統(tǒng)的設計要點,在電源上應當采用10kV雙重電源,進線應當大于2路,而且2路電源線應當來自不同的城市變電站,至少應當為獨立的不同母線,這樣可以做到互不影響,不同時斷電。大型鐵路客運站房應當設置應急電源和柴油發(fā)電機,必要時設置EPS和UPS;高壓配電系統(tǒng)在供電時應當采用放射式供電來進行大容量設備的供電,減少高壓配電的級數(shù),系統(tǒng)應當盡可能簡單可靠;低壓配電系統(tǒng)應當采用2路市電分段的單母線供電方式,設置斷路器,應急母線由發(fā)電機或者市電供電,設置兩段應急母線,一段連接消防,另一段連接重要負荷,長期的工作負載應當小于最高負荷的70%。大型鐵路的客運站站房應當設置變配電所綜合自動化系統(tǒng),并且預留變電所監(jiān)控系統(tǒng)的接口,供電系統(tǒng)低壓開關的遙控信息也納入電力系統(tǒng),通過監(jiān)控平臺,能夠監(jiān)視變配電設備的運行,對電網和設備的故障進行分析與診斷,及時解決存在的問題,提高供配電系統(tǒng)的可靠性。
4結語
從供電系統(tǒng)、電源線路、高低壓配電系統(tǒng)以及柴油發(fā)電機的角度出發(fā),合理選擇與設計線路和功率,綜合電力監(jiān)控等手段,比選多種方案和思路,最終選擇安全可靠與經濟的方式來建設站房的供配電系統(tǒng),通過實際案例實現(xiàn)了供配電系統(tǒng)的優(yōu)化設計與可靠性分析,對于提高站房的供配電系統(tǒng)穩(wěn)定性有著一定的現(xiàn)實意義。
參考文獻
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[3]趙欣.客運專線鐵路電力變配電所電源方案研究[J].鐵道工程學報,2011(6):101-102.
作者:付華雯 單位:鐵三局集團有限公司勘測設計分公司