高速电气化铁路接触网施工工艺
接触网施工工艺

1.接触悬挂1.1承力索和接触线(一)技术标准1.1.1我段接触网采用全补偿简单链形悬挂,接触悬挂的材质1.1.2 TCG-110、CT-110、CTHA-110型铜接触线用于区间干线、车站正线上,额定张力为10kN;TCG-85、CT-85、CTHA-85型铜接触线用于车站侧线上,额定张力为8.5kN。
1.1.3接触线距轨面的高度应符合规定:一般站场和区间取6000mm,允许误±30mm。
接触线最大驰度距钢轨顶面的高度不超过6500mm;在区间和中间站不少于5700mm。
在编组区段站和个别较大的中间站站场不少于6200mm。
因隧道内、跨越接触网建筑物处结构高度的影响,致使接触线高度不能达到标准值的,可适当降低接触线高度,但导高不得低于5600mm,且最短吊弦长度不得小于250mm。
1.1.4接触线和承力索的张力和弛度标准值:承力索15KN,正线接触线10KN、侧线接触线8.5KN;驰度15mm。
安全值:张力误差允许2%。
全补偿链形悬挂弛度允许误差为10%,弛度误差不足15mm者按15mm掌握。
限界值:同安全运行值。
1.1.5承力索位置标准值:直线区段位于接触线正上方;曲线区段承力索与接触线之间的连线垂直于轨面连线。
跨中偏移值:最大风偏时的跨中偏移值不能大于相邻定位的之字值及拉出值1.1.7接触线坡度(工作支)标准值:160km/h及以下区段,坡度≤2‰;1.1.9接触线、承力索磨耗及损伤(1)承力索、接触线磨耗和损伤后不能满足该线通过的最大电流时,若系局部磨耗和损伤,可以加电气补强线,若系普遍磨耗和损伤则应更换;(2)承力索、接触线磨耗和损伤后不能满足规定的机械强度安全系数时,若系局部磨耗和损伤,可以加补强线或切除损坏部分重新接续,若系普遍磨耗和损伤则应更换;补强线的材质、型号应与被补强线索相同,或者载流量大于或等于被补强线索。
(3)接触线接头、补强处过渡平滑,接触线接头处增设电联结。
高速铁路接触网上部施工技术

高速铁路接触网上部施工技术摘要:文章通过比较传统接触网上部施工工艺与一次性完成支柱安装施工工艺,指出了在高速铁路接触网上部施工中运用一次性完成支柱安装施工工艺的必要性。
从现场测绘、施工数据测算、配件预先安装、施工车安装以及承力索、接触网导线超拉技术等方面详细阐述了高速铁路接触网上部施工技术。
关键词:接触网;施工技术;超拉1一次性完成支柱安装施工工艺一次性完成支柱的安装,其程序包含安装施工图和工艺要求,现场实施支柱埋设之后的技术状况的测绘(搜集现场情报资料)、电脑数据处置、生成安装施工表、集中安装施工以及施工车安装。
2高速铁路接触网上部施工工艺①现场测绘。
对所有支柱实行安装状况的测绘,不但需要将每个支柱线路的状况用数据显示出来,并且所测绘的数据的精准度应该按照高标准。
②施工数据测算。
支柱安装施工、配件预制的尺寸是利用对测绘获得的支柱埋设深度、支柱倾斜率、侧边限界、线路超过高度等实行测算,然后算出拉杆长度、鞍子、所需定位装置的具体安装位置。
可将测算程序利用电脑编程,直接输入现场测绘的数据,得出所需要预先配置的安装尺寸。
③配件预先安装。
按照测算成果,集中各就各位的方式实行腕臂预先安装。
④施工车安装。
为便于作业,安装的时候定位管子与定位器分开预先配置完成,为了精准度,在承力索安装完成之后,对定位环的方位实行测绘复核和检查验算,等接触网导线架设完成后与吊弦一道安装,其余部分在架设导线之前进行安装。
3承力索、接触网导线超拉技术①我国铜电车线、钢绞线初伸长排除方法。
铜电车线、钢绞线初伸长的影响基本体现在两方面:第一,锚固下端的延伸导致补充坠砣的高度出现较大偏离,就会出现坠砣卡滞的不良问题;第二,被吊挂确定位置的延伸,造成定位物、吊挂物竖向偏离太大,进而出现很大的横向偏离,以至于损坏稳定的“弓网”运转关系。
②一次性完成铜电车线、钢绞线的架势以排除初伸长超拉方法、超出拉张力的确立。
超拉方法的确立高压悬空输电线路施工的相关手册中规定,金属绞线的初伸长尺寸,与其结构、弹性指数、外加荷载轻重以及外加荷载时间相关。
高速电气化铁路接触网施工工艺

84
大准电气化铁路动态无功补偿( SVC) 的应用
肖国栋( 神华准能大准铁路公司 供电段, 内蒙古 鄂尔多斯 010300 )
要: 电力牵引负荷功率因数低, 在系统中产生无功功率随牵引负荷增大而增大的现象。 因而, 运 量提高, 无功功率也随之增大。无功、 负序和谐波是运量较大线路的牵引供电系统对电力系统产生不利影 摘 响的重要指标。在牵引变电所采用动态无功补偿装置 , 将有效地补偿无功, 提高功率因数; 降低负序; 降低 母线压损, 提高网压水平; 降低牵引变压器功率损失和网损 , 提高牵引变压器的容量利用率, 由此提高运输 供电的能力。 关键词: 动态无功补偿; 组成; 原理; 应用
收稿日期: 2011 - 11 - 02
性无功的基本原理 u 为交流电压。Th1、 Th2 为两个反 如图 1 所示, 控制这两个晶闸管在一定范围内导通, 并联晶闸管, i 和 u 的基本波形。 则可控制电抗器流过的电流 i,
可调控电抗器相( TCR) 产生连续变化 感性无功的基本原理 α 为 Th1 和 Th2 的触发角, 则有: i = ( cosα - cosωt) i 的基波电流有效值为: i = ( 2 π - 2 α + sin2 α ) 式中: v 为相电压有效值; ωl 为电抗器的基波电抗( ω) 。 因此, 可以通过控制电抗器上串联的两只反并 联晶闸管的触发角 α 来控制电抗器吸收的无功功 率的值。 1. 3 恒无功控制、 保证功率因数及电压波动 SVC 连接到系统中, 电容器提供固定容性无功 通过具有完好线性特征的补偿电抗器的 功率 qc, 电流决定了从补偿电抗器输出的感性无功值 qtcr, 感性无功与容性无功相抵消, 只要 qn ( 系统 ) = qv ( 负载) - qc + qtcr = 恒定值 ( 或 0 ) , 功率因数就能 , 。 保持恒定 电压几乎不波动 图1
接触网施工工艺

5.1一般规定5.1.1接触网工程施工前应按设计文件对支柱杆位进行定测,并应符合下列规定:1 纵向测量应以正线钢轨为依据,从设计规定的起测点或1号、2号道岔开始。
杆位因地形、地物需调整跨距以避让时,跨距调整幅度为设计跨距的-2~+1m,调整后的距距不得大于设计允许最大跨距;2 站场横向测量中,同组软横跨支柱、硬横梁支柱中心的连线应与正线中心线垂直;3 隧道口的起测点,为隧道口顶部水平线与线路中心线的交点;对隧道悬挂点、定位点测量定位时,遇有隧道伸缩缝,不同断面接缝,石缝或明显渗水、漏水的地方应避开;悬挂点跨距可在+1~-2m的范围内调整,但调整后的跨距不得大于设计允许值。
4 桥支柱垂直线路中心线应吻合墩台中心线。
5.1.2基坑开挖前施工单位应进行基坑坑形设计,并按其施工。
坑形设计应包含拉线锚板坑。
基坑开挖后,地质情况与设计不符时,应及时与设计、监理联系,共同确认变更,施工应严格执行变更设计。
5.1.3混凝土搅拌和灌注以及直埋基础的回填应符合下列规定:1 严格掌握水灰比和配合比。
2 在厚大无筋或稀疏配筋的结构中灌注混凝土时,填入片石的数量,不应大于混凝土结构体积的25%。
3 混凝土各种配料的拌和要均匀,灌注混凝土时,宜连续进行,如必须间断,对不掺外加剂的混凝土间歇时间不宜超过2h。
基础的灌注应水平分层进行,逐层捣实。
杯形基础应连续浇制,一次成形。
4 基础回填土,每回填0.3m厚的土层夯实一次。
5 按设计规定横卧板和底板,横卧板应密贴支柱,不得有空隙及夹土。
5.1.4杯形基础连续浇筑,一次成形。
同一组硬横跨的两个基础,先浇筑完一个,再以该基础基准,检查、校核相对应的另一个基坑位置,确认无误后再浇筑。
5.1.5 承力索、接触线宜采用恒张力架设,承力索张力2~3kN,接触线张力3~4 kN。
新建接触网在架设后应进行超拉或其他措施以克服新线蠕变引起的初伸长。
超拉完毕后,方可进行悬挂安装。
5.1.6支柱装配计算,用原始数据的测量应在附加悬挂架设完成后进行。
接触网施工工艺流程(1).docx

一施工准备开工初期,根据站前工程施工实际进度,结合建设单位总体施组方案编制接触网工程实施性施工组织设计,报监理工程师和建设单位审批。
会同站前施工部门对轨道的线路中线桩、水准基点桩、岔心桩、曲线桩、轨道里程标等线路资料进行交底,按照交桩测量的有关要求安排现场复测,并做好测量记录。
对复测中出现的问题,主动联系有关单位处理。
调查大型材料和机械设备的进场路线,并按规定办理相关手续。
二施工测量1.施工定测依据设计提供的起测点或正线岔心及大型建筑物为测量起点,按照接触网平面图支柱跨距沿钢轨测量定位(曲线地段沿外轨测量),在轨腰上做出标记,并埋设副桩。
接触网纵向测量采用钢尺人工拉链测量跨距,测量过程中如因桥涵、钢轨、避车台、跨越电力线等障碍物影响杆位时,合理调整跨距,调整后的跨距不得大于设计允许最大跨距。
高挡墙、护坡及特殊地质地段,测量时充分利用线路专业预留的接触网坑位,避免开挖时对站前已完工程形成损坏。
对沿线平行和横跨的高低压电力线路弱电通信线路等干扰情况做好详细记录。
2.交桩测量通现场交桩内部计算中线测量测量找支柱副设置副桩水准测量于线路内部整理横向位过中线出每一桩相对中心的置,通过对水准测量数据的整理计算,计算出每一副桩的高程。
最终计算出每一支柱相对于副桩的埋深、限界。
测量精度要求达到:跨距量误差1/2000 。
中线测允许闭合差:在直线转点的左右方向偏差不大于置镜点长度的 1/20000,最大不超过20mm ;曲线横向闭合差:曲线长度500m 以内为30mm,超过500m 时不大于50mm 。
水准测量允许闭合差±30Lmm,其中L的取值单位为km,且前后置镜距离应相等,距离差不大于4m。
三基坑开挖根据设计图确定坑的类型、限界、坑形和深度,坑口的线路侧加设防止道渣滑落的档板和铺设防污染的彩条布。
遇水沟需移时,需保证原有水沟截面和畅通,护坡培土、砌石达到新建铁路设计标准。
争取当日开挖、当日立杆,对当天立不上杆,有危及行车安全的基坑应回填,防止塌方影响行车。
高速铁路接触网施工技术(简版)

2、一次到位的接触悬挂施工技术
腕臂和定位器安装 腕臂安装采用四化一到位的施工方法。 接触网施工的基准点轨面标高、线路中心 线和超高是保证支柱装配质量的关键。 定位装置是弓网受流的关键部件,其安装 质量直接影响接触网的安全运行。其定位 支座的安装高度、拉出值、限位间隙和定 位器斜率或定位器允许抬升量是定位装置 施工安装关键的四要素。
线别 正 线 承力索 接触线 型 号 PH-150mm2 2000Kgf PH-Ag150mm2 GT-CS110mm2 2000Kgf 3300Kgf 3000Kgf 30 分 额定张力 超拉张力 超拉时间
3、接触网检测
德国和西班牙在接触网工程竣工后,先进行临时验 收。临时验收期间要用安装有静态检测设备的车辆 连续测量接触线的静态位置及静态抬升量。 临时验收后,接触网送电开通试运行,一般不超过3 个月。试运行期间,接触网检测车对接触网进行动 态特性检测。其参数主要含有接触线动态几何尺寸、 动态弓网接触压力等。 试运行结束后对接触网工程进行正式验收。
± 30 ± 30 1 .5 ± 50 <20 ±5 0~+100 0 ~ 0 .5 % H + 1 m /-2 m ± 60 无 ± 3º 0~50
0~+50
0 ~ 0 .5 % H + 1 m /-2 m 无 无 ± 3º 0~50
(2 )
0 .3 ° ± 500 ± 150 ± 100 ± 5º ± 50 ± 250
1
法国地中 海线
25kN
12km/h
1.0t
设计咨询
15 kN
10km/h
5~6kN
西门子公 司设计咨 询 BB 意大 利分公司 BB 马德 里分公司 日本建设 公团
接触网施工工艺要求

接触⽹施⼯⼯艺要求160KM/h接触⽹施⼯⼯艺要求5.1基础、锚板及埋⼊杆5.1.1基础适⽤范围腕臂柱:⼀般采⽤传统带横卧板的整体直埋式基础;新建双绕地段采⽤混凝⼟灌注的整体直埋式基础,并设有横卧板;个别地质条件差、基坑深挖困难时采⽤浅埋式杯形基础。
软横跨⽀柱:钢柱采⽤现浇混凝⼟基础,混凝⼟⽀柱采⽤带横卧板的整体直埋式基础。
硬横跨⽀柱:环形等径混凝⼟⽀柱或钢管柱采⽤现浇杯形基础;格构式钢柱采⽤现浇混凝⼟基础。
拉线基础:接触悬挂及中⼼锚结下锚均采⽤钢筋混凝⼟柱式基础,附加悬挂下锚采⽤传统的锚板式基础。
5.1.2杯型基础测量硬横跨杯型基础中线定位应采⽤经纬仪测量,硬横跨杯型基础顶⾯⾼度和杯底深度应采⽤⽔准仪测量。
基础侧⾯限界应采⽤丁字尺测量,其他长度尺⼨可⽤钢卷尺测量。
测量精度以毫⽶计。
5.1.3杯型基础的基坑开挖基坑开挖时,严格控制坑型尺⼨,尽量减少对原路基结构的影响;同时与设备管理单位共同确认地下埋设物,严禁损伤破坏。
基坑开挖产⽣的弃⼟不得污染道床和环境。
基坑位置与既有⽔沟发⽣冲突时,应按设计要求先改移⽔沟再施⼯,挖出的弃⼟严禁堵塞⽔沟。
5.1.4杯型基础浇制基础内模形状应符合设计要求。
内模底盘、定位杆、基坑三者的中⼼线应在同⼀铅垂线上。
钢筋⽹必须保证设计规定的混凝⼟保护层厚度。
内模放置前,其外表⾯宜涂抹脱模剂。
基础浇制完成后,杯⼝直径应符合设计规定,施⼯偏差为+50/0mm。
杯深应符合设计规定,施⼯偏差为+300/0mm。
但根据地形要求,基础露出地⾯的⾼度尽量保持⼀致。
区间、旅客站台范围外基础⾯⾼出地⾯为100~400mm。
旅客站台范围内、货物站台基础⾯⾼出站台⾯为100mm,施⼯偏差为±20mm。
但根据地形要求,基础露出地⾯的⾼度尽量保持⼀致。
5.1.5钢柱硬横跨基础质量检验同⼀组硬横跨两个基础的螺栓中⼼连线应垂直下⾏正线。
每个基础地脚螺栓组相对该组硬横跨两个基础的螺栓中⼼连线的整体扭转不超过±0.25?。
高速铁路接触网施工技术

2.其他施工允许偏差 支柱侧面限界 ±50 拉出值 Re200型和Re250型(mm): ±50 Re330型(mm) :±30 3.验收 1)临时验收 2)试运行和性能验收 3)最终正式验收 4)保证期
10.3.2日本、法国铁路接触网的施工验收标准
日本和法国在时速≤270km/h的动态验收指标表
1)附加悬挂架设 应尽可能先架设附加悬挂,然后测量支柱有 关参数。 采用机械放线 2)支持装置的计算,预配和安装。 腕臂由专门预配小组在沈阳中心仓库预配 3)多线路ห้องสมุดไป่ตู้臂 多线路腕臂代替定位式软横跨
4)棘轮补窗偿装置与预配
5)弹性吊索安装 6)承力索,接触线架设及其中心锚结安装 7)载流式整体吊弦的预配及安装 8)定位装置安装 9)大气温度对接触网施工的影响 10)电力脂与接触网施工的影响 11)动态检测与静态检测
日 本 静态接触压 力(N) 54~64
法 80
国
最小接触压 20 力(N) 最大接触压 190-200 力(N)
30
190-200
(二)施工作业标准化。 施工作业标准化的关键是理论培训,尤其是关键工序和 特殊工序的现场实际操作培训。 (三)施工机具专业化,施工计算电脑化及施工检测科学化 接触网下部工程应主要配备如下施工机具:液压抓斗式 挖土机。打桩机(设计采用桩基础是),带液压吊臂和卡 箍的汽车吊(设计采用混泥土圆杆式),轨道式安装列车 (简称安列),混泥土搅拌及运输汽车,电动振捣机,空 压机,螺杆式钻机,载重汽车,电锯(用于切割混泥土杆) 等等。
上部工程:带液压升降和旋转平台的接触网安装作业车,能实现恒 张力放线的架线车组,带库房式(材料,工具)的安装作业车,带 液压式升降斗枢的轨行车辆,腕臂预配专用制作工具及作业台载流 式整体吊弦专用制作台,链条式手板葫芦,金线器,带刹车装置的 梯车电动压接钳,手动液压钳,短线钳,扭矩扳手梅花扳手(吊板 手)弹性吊弦安装专用拉力计,铜接触线煨弯器,铜铝过渡护套压 接钳等等。 检测仪器仪表主要应配备:数字式拉力计,经纬仪,水平仪,水平 尺,拉出值光学测量仪,伸缩式侧高杆,测量十字架(伸缩式), 检测车,吊弦间距量测量仪等等。 腕臂和吊弦计算软件 (四)施工组织合理化: 1)大循环,小流水。 2)严密的施工计划 3)现代化的物流管理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电气化铁路用电安全对策与建议导读:电气化铁路弓网故障分析,电气化铁路弓网应用,电气化铁路弓网轨关系的思考,电气化铁路用电安全对策与建议,电气化铁路接触网电分相的改进措施,电气化铁路外绝缘处理及节能分析。
中国学术期刊文辑(2013)目录一、理论篇带回流线直供全并联供电在山区电气化铁路的应用 1带回流线直供全并联供电在山区电气化铁路的应用邓云川 6电气化铁路电加热式道岔融雪系统的电源设计 11电气化铁路电加热式道岔融雪系统的电源设计吴铁民 14电气化铁路弓网故障的分析与预防 17电气化铁路弓网故障分析 19电气化铁路接触网成像检测系统在高铁上的运用赵俊彦 21电气化铁路接触网电分相的改进措施 24电气化铁路接触网性能的改进与应用 25电气化铁路接触网悬挂吊弦计算 26电气化铁路牵引变电所微机变压器差动保护装置的应用 29电气化铁路牵引变电所中回流装置存在的不足与应对办法 31电气化铁路牵引供电设备跳闸查找方法 32电气化铁路牵引供电设备跳闸查找方法李丽红 1 34电气化铁路同相供电试验系统模拟牵引负载方案研究 36电气化铁路外绝缘处理及节能分析 41二、发展篇电气化铁路用AT箱式所的设计及分析单晖 42电气化铁路用电安全对策与建议 46复线电气化铁路直供牵引网载流能力的计算楚振宇 48干旱地区电气化铁路的钢轨电位限制方案 53高速电气化铁路接触网施工工艺 59高速电气化铁路接触网施工工艺王彦生 61高原环境下电气化铁路设计特点探讨 63公路框构桥下穿电气化铁路接触网改造方案 64构建电气化铁路接触网防灾安全技术体系 65关于发布电气化铁路接触网支柱通用参考图的通知09f61df9607e 70关于高速电气化铁路接触网的探讨 71哈大线电气化铁路接触线导高的静态检测 73海东电网电气化铁路供电系统故障计算方案探讨 75黄庆副校长率团考察胶济线电气化铁路841e89cb5c564981 78基于TLSESPRIT算法的电气化铁路谐波检测 79基于UPQC的电气化铁路同相供电方案的研究 83基于层次分析法的既有线电气化铁路施工风险分析 87基于仿射不变矩的电气化铁路绝缘子片间夹杂异物检测 89计及电气化铁路两相交流供电系统不省略的输电网实用故障计算方法比较研究 962011年12月第2卷第6期高速铁路技术HIGH SPEED RAILWAY TECHNOLOGY No.6,Vol.2Dec.2011收稿日期:2011-07-05作者简介:邓云川(1974-),男,高级工程师。
基金项目:铁道部重点科研项目(2010J011-D )文章编号:1674—8247(2011)06—0027—05带回流线直供全并联供电在山区电气化铁路的应用邓云川高宏智慧李良威(中铁二院工程集团有限责任公司电气化设计研究院,成都610031)摘要:文章从负荷特点入手,针对山区电气化铁路的特点,提出采用直供全并联供电方式解决200km /h 及以上客货共线山区电气化铁路供电难题,并从载流能力、牵引网电能损耗、牵引网电压损失等3个方面对全并联供电应用到山区电气化铁路中的供电能力进行了分析,得出在山区大坡道线路上,采用直供全并联供电方式供电能力基本同AT 供电方式的结论。
关键词:山区电气化铁路;全并联供电;载流能力;电能损耗;电压损失中图分类号:U223.5+1文献标识码:AApplication of Parallel-feeder Mode with Backflow to Electrified Railway in Mountainous AreasDENG Yun-chuan GAO Hong ZHI Hui LI Liang-wei(Electrification Research Institute ,China Railway Eryuan Engineering Group Co.,Ltd ,Chengdu 610031,China )Abstract :Based on the characteristics of electrified railway in mountainous area ,this paper suggests that the difficult problem of power supply for electrified railway with a speed of 200km /h or above in mountainous area should be solved with parallel-feeder mode.It also analyzes the power supply capacity of parallel-feeder mode applying to electrified rail-way in mountainous area from the three aspects as current carrying capacity ,OCS's power loss and OCS's voltage loss.Key words :electrified railway in mountainous area ;parallel-feeders mode ;current carrying capacity ;OCS's power loss ;OCS's voltage loss1前言随着我国国民经济的持续稳步发展,以高速、重载为代表的电气化铁路得到了迅速发展。
200km /h 及以上高标准线路逐步由经济发达的沿海平原及丘陵地区向西部山区推广。
2200km /h 及以上客货共线山区电气化铁路的负荷特点过去山区铁路较平原地区铁路具有速度低、坡道大(而且往往为一面坡)、桥隧比例高、运量相对较小的特点。
长期以来,山区电气化铁路的设计速度一般均不超过160km /h ,但是,随着我国铁路技术的进步和发展,一批设计速度200km /h 及以上高标准客货共线山区电气化铁路开始建设。
200km /h 及以上客货共线山区电气化铁路,客车最高运行速度为200km /h 及以上,货车最高运行速度120km /h 。
通过能力一般按设计客车最小追踪间隔4min ,货物列车最小追踪间隔5min 设计,由于坡度很大,往往客货列车均采用双机牵引。
客货列车双机牵引,单列车功率很高(9600 22000kW ),电流很大(400 900A ),在列车连续追踪运行的情况下,牵引负荷大大高于普速山区电气化铁路。
3200km /h 及以上客货共线山区电气化铁路供电方式的选择目前单相工频(50Hz )25kV 电气化铁路的牵引网供电方式主要有AT (自耦变压器)供电方式、带回流线的直接供电方式。
而目前200km /h 客货共线山区电气化铁路隧道断面面积为87.13m 2,能够满足AT 供电方式悬挂的需要,但对施工误差要求较高。
对于速度在200km/h及以上的铁路,各国均采用带回流线的直接供电方式或自耦变压器供电方式(AT)。
从供电能力分析,技术上AT和带回流线直接供电方式均能满足200km/h及以上高速牵引。
两者相比,AT供电方式功率输送能力更强,供电距离更远,更能适应大功率负荷的供电需要;AT供电方式可减少牵引变电所数量,节约电力系统投资,降低列车通过分相中性段短时失电产生的速度和功率损失,同时能有效降低钢轨电位和对沿线通讯线路的干扰。
带回流线的直接供电方式为解决大电流载流问题,需增设加强线,接触网结构的简单程度与AT供电方式相比,优势并不明显。
现时,我国200km/h及以上铁路建设方兴未艾,平原及丘陵地区,大量采用AT方式供电。
山区200km/h及以上客货共线电气化铁路通常桥隧比例很高(>50%),交通不便,采用AT供电方式,牵引变电设施较多,设所条件非常困难(部分分区所及AT所不得不设置于隧道内),站前土建工程较大,运营维护难度也很大,且工程投资巨大。
结合200km/h客货共线山区电气化铁路坡度起伏很大的特点,特提出如下方案:采用带回流线的全并联直接供电方式,在供电臂末端上下行接触网并联的同时,供电臂中间增加并联点,将大坡道上坡重负荷分配到下坡轻负荷,从而降低牵引网电压损失和电能损耗,提高牵引网综合载流能力。
采用该方案,在解决供电能力问题的同时,避免采用系统复杂的AT供电方式,经济有效地解决山区200km/h及以上客货共线电气化铁路供电问题,AT供电方式和全并联供电方式等效网络如图1所示。
结合渝利铁路设计情况,对不同供电方式投资比较进行分析,具体如表1所示。
图1AT供电方式和全并联供电方式等效网络示意图表1渝利铁路不同供电方式投资比较表(单位:万元)供电方式单位带回流线直接供电AT供电带回流线全并联供电方式(设加强线)单价数量小计单价数量小计单价数量小计接触网条,公里558204510060820492005882047560牵引变电所座180091620022007154001800712600分区所(普通)座1008800850651001006600 AT所(普通)座---45073150---分区所(隧道内)座40028002000240004002800 AT所(隧道内)座---120044800---并联所座------20071400并联所(隧道内)座------30041200合计629008165064160注:(1)由于受牵引变电所设所条件限制,部分AT牵引变电所供电臂较短,可以不在供电臂中部设置AT所;(2)上表仅考虑电气化本专业投资情况,隧道内洞室开挖、站前场坪、通所道路、通风给水、外部电源等相关工程投资未计入。
4全并联供电供电能力根据文献[4],牵引网采用全并联方式运行,三点并联与两点并联相比,改善牵引网供电质量的效果并不明显。
因此下面的分析,按照供电臂中部和末端两点并联考虑。
4.1载流能力分析采用全并联供电,由于中部设置上下行并联点,电流通过并联点可在上下行牵引网间均衡分配,改善上下行牵引网中电流的均衡关系。
而牵引负荷受行车组织方式、方案以及线路坡度等影响,往往上下行负荷存在一定差异,全并联供电改善牵引网电流的分配很大程度取决于上下行牵引负荷的差异。
差异越大,改善效果越好。
针对山区电气化铁路坡度很大,且通常为一面坡的情况,进行分析。
4.1.1末端并联供电方式下的牵引网载流能力分析该运行方式供电网络如图2所示。
按照并联供电广义分析,设供电臂下行为重车方向,供电臂追踪间隔数为n,追踪距离为Lz,同时令最靠近变电所的第1列图2末端并联带回流线的直接供电方式供电网络示意图车位置为xLz,x∈[0,1],后面任意第k列车位置为xLz+(k-1)Lz,k=1,…,n,则供电臂长度为L=xLz+nLZ,则第k列车电流的上行电流分量为:is=xLZ+(k-1)LZ2L·I=xLZ+(k-1)LZ2(xLz+nLZ)·I=x +(k -1)2(x +n )·I ,k =1,…,n (1)下行电流分量为:i x =2L -[xL Z +(k -1)L Z ]2L·I =2(xLz +nL Z )-[xL Z +(k -1)L Z ]2(xLz +nL Z )·I =x +2n -(k -1)2(x +n )·I ,k =1,…,n (2)则总的上行电流分量可表示为:i u =∑nk =1i s =(nx 2(n +x )+(n -1)n4(n +x ))I(3)同理下行方向供电臂首端总电流为:i d =nI -i u =((3n +1)n 4(n +x )+nx2(n +x ))I (4)上行电流平均值为:I ux =∫10i u dx =∫10(nx 2(n +x )+(n -1)n4(n +x ))I d x (5)下行电流平均值为:I ux =∫10i d dx =∫1((3n +1)n 4(n +x )+nx2(n +x ))I d x(6)上行电流有效值为:I ux =∫10i u2d 槡x =∫10(nx2(n +x )+(n -1)n 4(n +x ))2I 槡2d x(7)下行电流有效值为:I ux =∫10i d 2d 槡x=∫10((3n +1)n 4(n +x )+nx2(n +x ))2I 槡2d x (8)按照上述分析,采用式(5)至式(8),得出不同追踪列车数电流分布,如表2所示。