铁路电力与牵引变电所共用电源设计方案探讨

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1、·电力／电气化·铁路电力与牵引变电所共用电源的设计方案探讨许红(铁道第三勘察设计院集团有限公司电化电信处，天津300251)摘要：铁路电力变配电所与牵引变电所共用电源是个比较综2几种由牵引变电所获取电力电源的基本设计方案合的问题。对几种典型的共用电源方案，以及典型电力需求，及分析通过系统的技术经济分析，研究了其可行性，并提出了推荐性意见，以期对电力配电所利用牵引电源的工程设计有所参考和2．1将电力专用动力变压器接于牵引变电所220借鉴。(110)kV电源侧(图1)(方案1)关键词：电力变配电所；牵引变电所；电源；变压器安装容量；

2、运行方式；电能质量220(110)kV中图分类号：U223文献标识码：A文章编号：1004—2954(2010)03—0125—03V(a)单台动力变压器(b)双台动力变压器1概述图1电力专用变压器接于牵引变电所220(110)kV侧示意在图1中，Qb是牵引变压器，Db是动力变压器。通常位于车站的电力变配电所，由于负担着大量专用动力变压器均接在牵引变压器220(110)kV侧的的要求持续供电的一级负荷，为满足切换时间需要，应断路器之前，因此不受牵引变压器运行方式的影响。采用双电源同时运行的方式。在某一路电源失电时，这种接线方案供

3、电可靠，而且电源质量好，电力机另一路电源要保证对其两段母线上的所有负荷进行供车反馈到一次系统母线的电压波动影响甚微。从理论电。向供电部门申请报装的变压器容量亦应按照两段上讲，这是最为理想的方案，但在工程实际中却存在如母线上所带的总容量计算，而在正常运行时每一路电下问题。源只带大约一半的负荷运行。(1)除了个别的枢纽级的中心电力变电所，多数目前，在一些电气化铁路项目中，为了节省投资或铁路电力变电所的安装容量不超过10000kVA。而标满足集约化设计的要求，有的项目将电力变配电所与准制造系列的变压器，110kV的最小容量为8000～

4、牵引变电所合建或共用外部电源；另外有些电力变配10000kVA，220kV的最小容量为20000～31500电所无法就近获取10kV或35kV电源时，利用牵引kVA。这意味着多数合建变电所的电力专用变压器只电源也是一个很好的解决途径。能采用非标产品，价格相对较高，可靠性也不如标准系牵引变电所的电压等级一般为220／27．5kV或列的变压器。110／27．5kV，由于不像电力负荷那样要求极快的切换(2)当变压器容量相对于220kV(110kV)系统过时问，为了节省基本电费，降低损耗，两台变压器通常小时，其一次电流可能会小至只有几安

5、培，影响测量和采用主备运行方式。这样，若电力直接由备用的牵引保护精度，甚至达不到灵敏度的要求，相应的一次支撑变压器二次侧取得电源时，运行方式往往不能满足和绝缘器件也可能在尺寸和强度上不匹配。需要。2．2电力专用动力变压器接于牵引变电所27．5kV因此，如果电力变配电所与牵引变电所合建，存在母线上(方案2)两个技术问题需要研究解决。一是电力如何获取可以同时运行的双电源，而不采用27．5(35)／10kV的电力专用变压器，直接接于牵引变电所27．5kV母线，能够解决220kV(110导致因备用牵引变压器长期投入，致使基本电费大幅kV

6、)／10kV变压器容量过小时带来的问题，还能节省增加。投资，但需要牺牲电能质量，承受较大的电压波动和谐二是电力设备与牵引变配电设备之间如何协调，波，而且也不能实现双电源同时运行。确保设备的生产、保护、安装是可行的。在此，以客运专线采用的220kV供电系统为例，以下就此进行几个典型情况的分析。做个简要计算和分析，见图2。其中：Z。=U／Sd；Zb=U／Sh×Ud％。对于220kV收稿日期：2009—12—22作者简介：许红(196O一)，女，高级工程师。系统，Sd一般为3000～12000MVA，取3000MVA。S铁道标准设计R

7、AILWAYSTANDARDDESIGN2010(3)125电力／电气化·许红一铁路电力与牵引变电所共用电源的设计方案探讨·一般为40MVA，Ud％=10．5％。2．4几种方案的技术经济比较27．5kV上述几种设计方案，不仅基本建设投资不同，电价政策也会影响运营成本，需要进行综合技术经济分析，合理确定实施方案。当存在其他可选电源时，由于电价的不同(通常注：Z为系统阻抗；Zb为变压器阻抗；Zl为线路阻抗(暂且忽略不计)。220(110)kV较l0kV的要低)，会影响供需双方的运营图2牵引变电所27．5kV母线电压计算等效电路经济指

8、标，电力与牵引共用电源的方案也有可能被电力代人后：Z=27．52／3000=0．2521，公司否决。这个问题情况比较复杂，本文不做赘论。Zb=27．52／40xlO．5％=1．985。具体工程应针对具体数据进行技术经济比较。本变压器额定电流le=Sb／U=400