高铁变配电检修模式的探讨

杜春林

【文章摘要】

随着铁路客运专线的建设，高速铁路已经渐渐走进了人们的视线，朝发夕至已经不是梦想，而做为高速铁路不可或缺的一部分——铁路变配电系统，也发生了巨大的变化。本文主要介绍了大秦铁路大西高铁段的概况，高铁和普通铁路变配电检修模式的区别以及高铁变配电设备的缺陷等内容。

【关键词】

高铁；变配电；缺陷

1 概述

大秦铁路自山西省大同市至河北省秦皇岛市，纵贯山西、河北、北京、天津，全长653千米，是中国西煤东运的主要通道之一。大秦铁路是中国新建的第一条双线电气化重载运煤专线，1992年底全线通车，2002年运量达到一亿吨设计能力。为最大限度发挥大秦铁路作用，有效缓解煤炭运输紧张状况，自2004年起，铁道部对大秦铁路实施持续扩能技术改造，大量开行一万吨和两万吨重载组合列车，全线运量逐年大幅度提高。

大同至西安铁路客运专线（大西高铁），是国家中长期铁路规划网的重要组成部分，北起山西大同，经朔州、忻州、太原、晋中、临汾、运城、渭南等9市31县（区）至陕西西安，全长859公里。线路设计行车速度250公里/小时，原平～西安段基础设施预留进一步提速条件。按照发改委相关文件要求，大西高铁大同至原平段先期利用北同蒲三四线160 km。大西高铁建成后，大同至西安列车运行时间将由现在的16个多小时缩短至5个多小时。2009年12月3日，大西客运专线原平～西安段正式开工，工期4.5年，2014年7月1日太原到西安段已通车，原平～太原段预计2015年通车。大同至西安铁路原平西至北同蒲联络线工程计划竣工日期为2016年7月31日，届时动车组可实现贯通大西全线。

随着铁路客运专线的建设，高速铁路已经渐渐走进了人们的视线，朝发夕至已经不是梦想，而做为高速铁路不可或缺的一部分——铁路变配电系统，也发生了巨大的变化。

2 高铁和普通铁路变配电模式的区别

在高铁设备管理检修维护中，严格按照“严检慎修”原则，秉承“心细如发、丝扣不差”的设备检修理念，加大设备巡检力度，紧盯高铁供电设备缺陷处理，消除供电安全隐患，全力确保高铁安全供电。

铁路变配电系统为除列车牵引供电以外的所有铁路设施供电，其电源是从国家电网的变电站接引两路10kV（35kV）电源，通过铁路变配电所向铁路车站、区间负荷供电，铁路变配电所的间距40-60km，个别区段长达80'90km：普速铁路从配电所馈出两条线路，一条称为自闭线路，另一条称为贯通线路，在每一个小站设置一个箱式变电站，自闭和贯通线路通过变压器为区间负荷供电；高速铁路每隔3km左右有一处负荷点，负荷类型为通信、信号等一级负荷及部分二级负荷，从变配电所馈出2条10kV电力线路，沿铁路敷设向其供电，该电力线路被称为贯通线路，一条称一级贯通线，另一条称综合贯通线，为了保证长距离轻负荷的区间贯通线供电质量，高速铁路和常速铁路配电所均设有专用10/10kV的调压器，经过调压器向贯通线供电。

牵引变电所的布点，接触网和牵引变电所外部电源供电方案的确定，均按满足最高时速350km和3min追踪运行间隔进行设计，牵引变压器的安装容量接运输需求确定。AT所、分区所2台电动隔离开关内侧设2台自耦变压器，互为备用。牵引变电所、开闭所均按无人值班设计，AT所、分区所均按无人值班、无人值守设计。各所保护、测量、控制设备采用综合自动化系统，纳入综合调度系统中的牵引供电调度子系统。接触网悬挂类型采用全补偿简单链型悬挂。采用综合接地系统。接触网与通信、信号、信息等专业共用沿线敷设的贯通综合地线。同时，各牵引变电所、AT所、分区所、开闭所内的接地网与沿线贯通的综合接地系统相连。采用综合接地系统。接触网与通信、信号、信息等专业共用沿线敷设的贯通综合地线。具有一级负荷的变配电所，采用两路独立电源受电，一般为两路专屏专线。采用SCADA系统（数字采集监控系统），对牵引供电设备、电力供电设备及供电安全监控系统进行一体化监控管理。

铁路变配电所从地方电网接引二路10 （35）kV 专线电源，正常情况下采用单母线分段运行，设有母联断路器，当一路外电源失电，母联断路器合闸，另一路外电源带所有负荷。高压开关柜采用SF6 气体绝缘开关柜，免维护可达20 年。为了保证长距离、轻负荷的区间贯通线供电质量， 铁路变配电所设有专用10 / 10kV 的调压器，调压器具备有载自动调压功能，经过调压器向贯通线供电。

3 高铁变配电设备自动化技术存在的问题

就目前而言，我国铁路变配电所自动化技术虽不断发展，但还是存在两大严重问题，使铁路边配电所自动化技术还有较大提升改革空间。其一是载波机电源、远动柜的电源插件、RTU信号插件、UPS和后台监控微机不同程度的损坏；其二是变配所综合自动化运行中的报警信息不全、报警现象或发信号准确率低。这两大问题当下正阻碍着铁路变配电所的发展。迫切需要我们找出原因并及时解决。

4 针对铁路变配电所自动化技术存在问题的解决方案

4.1分布控制方式

分布控制方式是指配电自动化终端（TFU）具有自动故障判断与隔离能力，通过互相之间的配合，也具备了网络重构能力，整个过程不需要主站的参与。主要有电压时间型和电流计数型都是由TFU结合开关构成具有重合功能的分段器。

由于原理上的限制，此种方式不可避免地存在以下缺陷：

（1）故障处理与供电恢复速度慢对系统和用户冲击大。

（2）需要改变变电站出线保护定值和重合闸动作方式。

（3）分段越多、相互之间配合越困难、动作缺乏选择性。

所以，在铁路供电系统这种对供电可靠性要求比较高的供电方式下不宜选择这种方式。

4.2集中控制方式

集中控制方式下，由现场TFU将采集到的故障信息上送主站，由主站的应用模块经计算后，得出故障隔离与恢复方案，再下达给TFU执行。一般分为3个层次：（1）配电终端层完成故障的检测和信息上送；（2）配电子站完成本区域的故障处理和控制；（3）主站完成全网的管理与优化。

由于铁路供电系统结构固定，模式统一，运行管理完全由水电段调度室完成，所以从功能完成和节约投资方面考虑，可以建立简化的集中控制式配电自动化系统，在简化系统中，省略配电子站功能，由主站直接完成全网的配电自动化应用功能。

5 总结

对于高铁变配电设备中的缺陷，对于立即会产生严重影响的缺陷必须立即进行抢修；对于不會立即产生严重影响的缺陷，则可以安排计划检修，对于在一定时间内不会产生影响的设备缺陷要纳入问题库等设备小修一并处理。由于天窗时间的限制， 对于短时间即可抢修完成的可以选择在天窗外的时间，但是对于需要较长时间处理的缺陷，则必须选在天窗时间。

高速铁路运用的都是先进的技术装备，在构建科学的维修养护体系工作上，形成的一些机制和方法还需要在长期的实践中进行验证，我们还要继续深入探索高铁供电设备运行维护规律，尽快破解关键的质量难题，确保高铁供电设备稳定可靠和运行安全，努力打造世界一流的高铁运营品质。