铁路电力牵引供电设计规范.docx
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铁路电力牵引供电设计规范
铁路电力牵引供电设计规范
中华人民共和国行业标准铁路电力牵引供电设计规范Designcodeof
railwayelectrictractionfeedingTB10009-2005J452-2005主编单位:
中铁电气化局集团有限公司中铁电气化勘测设计研究院批准部门:
中华人民共和国铁道部施行日期:
2005年4月25日中国铁道出版社2005年北京总则1(0(1为贯彻执行国家的技术经济政策,统一铁路电力牵引供电设计的技术要求,使设计做到安全适用、技术先进、节约能源、经济合理和维修方便,制定本规范。
1(0(2本规范适用于铁路网中客货列车共线运行,旅客列车设计行车速度等于或小于160km/h,货物列车设计行车速度等于或小于120km/h的I、?
级标准轨距铁路,采用单相工频50Hz、接触网额定电压为25kV的电力牵引供电工程设计。
1.03电力牵引应为一级负荷,牵引变电所应有两路电源供电,当任一路故障时,另一路仍应正常供电.1.04电力牵引供电系统应保证向电力机车供电。
当地区无电源且技术经济合理时,也可向铁路其他用户及地方负荷供电。
1.0,5设计中所选用的设备应能满足电力牵引的要求,电力牵引供电系统应积极采用技术先进、性能可靠、经济合理的新设备、新材料。
设计中或采用标准设备。
当必需采用非标准设备时,应按有关规定办理,并应在设计文件中明确其主要技术条件。
1.0(6电气化铁路牵引供电系统应采用远动装置。
远动系统的传输通道应采用铁路通信系统中有专用通道,并应设置主、备通道。
1(0(7在繁忙干线的双线区段、牵引供电设汁应满足V形综合维修天窗的需要,并根据行车需要考虑反向行车的条件。
l.0.8当电力牵引供电设备绝缘试验电压无专用标准时,可按照现行国家标准《高压输变电设备的绝缘配合》中35kV和66kV电压等级的规定办理。
1(0.9电气化铁路上的各种建筑物应满足电力牵引区段建筑限界的要求。
牵引供电设备除有明确的毅定外,一般条件下应满足超级超限的限界要求。
l.0.10当设计线路需要开行双层集装箱列车时,其设计还应满足相关规定的要求。
1.0,11电力牵引供电及其建筑物、构筑物的设计,除应符合本规范外,尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。
2术语2.0.1电力牵引供电系统electrictractionfec-dingsystem由牵引变电所、牵引网以及其他辅助供电设施组成的供电系统。
2.0.2牵引网tractionnetwork由接触网和回流回路构成的供电网络D2-0-3单相牵引变压器和三相Vv结线牵引变压器singlephasetractiontransformerandthree.phaseVvconnectiontractiontrans:
former包括单相结线,单相Vv结线和三相Vv结线牵引变压器。
单相结线方式,为双绕组变压器,一次侧(高压侧)绕组接入电力系统三相电网中的两相,二次侧(低压侧)绕组的一端接钢轨,另一端接入牵引侧母线。
单相Vv结线方式,在牵引变电所设置两台双绕组单相变压器,联结成开口三角形,一次侧(高压侧)绕组的两个开口端和一个公共端接人电力系统三相电网,二次侧(低压侧)绕组将公共端与钢轨大地相连,两个开口端分别接人牵引侧母线。
三相Vv结线方式,由一台三相双绕组牵引变压器连接成开口三角的结线方式o2.04三相一二相平衡牵引变压器threephase-twophaseIoal一ancedtractiontransformer当一次侧(高压侧)接到电力系统的三相电网时,则二次侧(低压侧)就产生相位差900的二相平衡电压,当二次侧两个供电臂负载平衡时,一次侧三相为对称系的牵引变压器。
2.0.5三相牵引变压器thyeephasetractiontransformer包括三相YNdll结线和YNdlldl十字交叉结线牵引变压器。
YN,d11结线为双绕组变压器,一次侧高压侧三相结线为Y型,分别接入电力系统三相电网;二次侧(低压侧)结线为?
型,其一角和大地相
连,另两角分别接入牵引侧母线。
YNdlldl组成的十字交叉变压器,一次侧(高压侧)三相结线为Y型,二次侧(低压侧)dllcil结线的两个三角形线圈结成对顶三角形,对顶角接大地,其他各角分别接人牵引侧不同母线。
2.0(6自耦变压器aUto-transformer两个或多个绕组有一公共部分的变压器。
2.0(7吸流变压器boastertransfonner变换比为l的变压器,其中一个绕组与接触悬挂串联,另一个绕组与绝缘回流导线串联。
2.0.8并联电容补偿装置compensatorofparallercapacitance
并联在母线上用于提高功率因数的电容器组、放电线圈及串联电抗器等的总称。
20.9分束供电branchfeeding在枢纽(含大型客站及区段站)的各分场中,为方便供电和检修的需要,按电化股道群不同供电分区进行供电。
20.10电分段sectionirig纵向或横向将接触网从电气上互相分开的区段。
2,0.11分相装置neutralsection接触网中用于两段不同电压或不同相位处,避免接触网在受电弓通过时被连通的装置。
20.12加强线linefeeder为改善接触网的电压水平或载流能力,同接触线并联以增加其横截面积的架空导线。
2.0.13自耦变压器供电线(AF线)auto-transformer
feeder4(在自耦变压器供电方式中起回流作用的导线。
2.0.14自耦变压器中线(N线)neutralwireofauto-trans(former在自耦变压器供电方式的牵引网中,从自耦变压器绕组中点端子引出的导线。
2.0.15保护线(PW线)protectivewire在AT供电方式中,因保护的需要,将绝缘子的双重绝缘部分或者腕臂支持零件,连接到钢轨上的架空电线。
2.0.16保护线用接轨线(CPW线)connectorofprotectivewlre连接保护线和钢轨(或扼流变压器中点)的导线。
2.0.17馈电线(供电线)feedercable、开闭所、分区所之间接触网与牵引变电所、自耦变压器所,的连接导线。
2.0.18架空地线overheadearthingwire在接触网的接地系统中,为减少对钢轨的连接,作为接地回路一部分而专门设置的架空导线D2.0.19闪络保护地线earthingwirefor
flashoverprotection在闪络保护接地回路中,设置的架空地线。
2.0-20吸上线boastingwire相邻两吸流变压器间或带回流线的直接供电方式中,连接回流线与钢轨的导线p2.0.21梗横跨portalstructure由线路两侧的支柱及其上的横梁组成的门式结构。
2.022软横跨headspansuspe.nsion用横向承力索及定位索代替横梁的门式结构D2.0.23牵引供电远动系统electrictractionfeedingremotecon(trolsystem由控制站和被控站的远动设备及连接两者之间的通道设备组5(成的对牵引供电设备进行远距离实时监控的系统o它实现对牵引供电系统的数据采集、传输、处理和控制显示等功能。
2.0(24控制站(主站)?
ntrolstation监控系统中对被控站进行远距离控制、监视、测量的场所o2.0.25被控站(子站)oontrolledsl:
ation监控系统中受控制站监视和控制的场所o2.0.26运动终端remotecontro工tennina工unit、发送、接收、在被控站内按规约完成远动数据采集、处理’输出和执行等功能的设备。
2.027双工full-duplex通信双方可同时进行收、发的通信工作方式。
2.028quotV停”控制站(?
V停”站)“VsropquotcDn洲sta(tion在开设V形天窗的区段中,对接触网隔离开关或负荷开关进行集中控制的场所。
6-3牵引供电3.1一般规定3.1.1牵引供电系统的设计,应与电力部门商定外部电源供电方案,并核算系统电压损失。
3.1.2枢纽牵引供电系统设施的布点方案,应考虑近、远期供电的合理性和供电需要,统一规划,统一设计,可结合相关干线电气化工程分期实施。
同枢纽相连的城市交通,当作为枢纽电气化的组成部分时,宜与枢纽供电制式相同,否则应有可靠的不同制式的衔接措施D与电气化铁路干线相衔接的电气化铁路支线
和铁路专用线,当其牵引供电系统为干线的组成部分时,供电方案应统一确定。
3.2牵引供电系统3.2.1牵引变电所的分布应由供电计算并综合考虑下列因素确定:
1布点应按远期需要设置;2靠近负荷中心;3满足接触网最低电压水平的要求;4牵引变电所的供电范围应考虑运营管理机构的管辖范围,供电范围不应跨铁路局;5向邻线及支线供电方便;6外部电源工程量小。
3.22牵引变电所进线电源的电压等级应为110kV或220kV.3.2.3供电方式的选用应综合铁路、电力系统、铁路内外通信线路防护要求等技术经济因素比选确定。
可采用直接供电方式、7(带圆流线的直接供电方式、自耦变压器供电方式或吸流变压器供电方式。
一般情况宜采用带回流线的直接供电方式,在通信防护不能满足要求的局部区段,可采用吸流变压器供电方式繁忙干线、重载干线或沿铁路电力系统电源点(电厂、地区变电站)较少区段,可采用自耦变压器供电方式。
同一条电气化铁赂的不同区段可根据情况采用不同的供电方式。
32,4双线铁路医段的接触两末端可采用上、下行并联供电,两相邻牵引变电所间应设分区所.3.2,5在相邻两牵引变电所供电的电分相处应设联络开关,当需要时可实现越区供电。
不同电力系统供电的接触网分相装置区段,应加强绝缘,严禁将两个电力系统接连。
3.1.6牵引网需要分段(成分区)供电时,可设开区所,并应符台下列设置原则及进线要求:
1当自耦变压器供电方式供电臂较长时,可在供电臂中部设分段式开闭所;2当地无牵引变电所且需要较多独立供电线时,可设馈线式开两所,开闭所电源进线不宜少予两回;3当开筒所供电范围的铁路线路有两个以上方向的干线引入时,其开闭所的电源连线应分别从两个干线方向引入;4开闭所的电源进线优先采用独立供电线,也可利用接触网作为电源线路.3.2,7接触网设置独立供电线应遵守下列原则;l双线铁路区段上、下行接触网及机务段等应设独立供电线,有条件时折返段可设独立供电钱。
2牵引变电所、馈线式开闭所所在的双线铁路8股道以上的车站及单线铁路6股道以上的车站宜设独立供电线.3大型枢纽的编组站各分场成设独立供电线,每个分场内宜在当地实行分家供电,分束原则可根据行车组织及检修需要,8.一般3,5股道为一束.4大型客站应设独立供电线,并实行分束供电,分束原则可根据客运需要按不同方向列车进站径路或站台划分;当客站上设牵引变电所或开闭所时,每束可单设供电线。
5铁路专用线和支线有条件时宜按独立供电设计口3.2.8V形综合维修天窗停电单元的划分,应根据行车组织的需要、线路设施和供电设备情况等综合比较确定。
3.2.9铁道干线电力牵引变电所牵引侧母线上的额定电压为27.5kV,自耦变压器供电方式为2×27.5kV;电力机车、电动车组受电弓和接触网的额定电压为25kV,最高电压为29kV;电力机车、电动车组受电弓上最低工作电压为20kV;电力机车、电动车组在供电系统非正常情况下(检修或事故)运行时,受电弓上的电压不得低于19kV.3.2.10单相牵引负荷对电力系统三相不平衡影响,应满足有关标准规定值,必要时可在电力系统、牵引供电系统采取改善措施。
牵引供电系统可采取下列措施:
1相邻牵引变电所牵引变压器原边换接相序,合理安排牵引网的分段及相序;2牵引变电所采用三相一二相平衡变压器。
3-2-11牵引负荷对电力系统的谐波影响,应根据有关标准规定的要求进行谐波预测计算,当大于规定值时,皮采取改善措施。
3.3牵引变压器暇流变压器、并补装置、导线3.3.1牵引变压器容量应根据交付运营后第3年或第5年需要的通过能力、机车类型、列车牵引重量、追踪间隔时分等条件计算;按紧密运行时客车和货车平行图分别进行校验,并应符合下列规定:
l需要通过能
力按运量计算时,应预留一定的储备能力,单线采用2096,双线采用15;近期按调查运量计算时,还应9(考虑货运量的波动性;远期按国家要求的年输送毖力计算时,应仅考虑储备能力。
2需要通过能力小于线路通过能力的509t6对,可按1.5(,2.0倍的需要通过能力计算,此时不再考虑波动系数和储备系数白3牵引能耗应按各类电力牵引列车计算,当客车、空车比重较小时,可按满载货物列车的牵引能耗计算。
4应充分利用牵弓I变压器的过负荷能力o3.3.2牵引变压器应采用下列固定备用方式:
每个牵引变电所宜设两台牵引变压器,一台运行,一台备用。
每台变压器容量应能承担全所最大负荷。
3.3.3牵引变压器宜采用单相结线,也可采用三相V,V或V,X结线、三相一二相平衡结线(包括斯柯特结线及阻抗匹配平衡、三相结线(包括YN,t11及YNcj11cl1十字交叉结结线等)线)等其他能满足供电要求的结线。
3.34吸流变压器的容量,应根据牵引网负荷大小及负载阻抗确定。
33.5当需要改善牵引供电系统的功率因数及吸收部分高次谐波时,应装设并联电容补偿装置,其补偿度可采用0.120补偿后,牵引变电所一次侧平均功率因数不应低于0.903.3.6并联电容补偿装置,宜设在牵引变电所二次侧母线上。
当采用固定并联电容补偿装置不能满足功事因数要求时,宜设动态无功补偿装置。
并联电容补偿装置的安装容量应根据要求的近期年运输量,并考虑10的余量计算选定。
选定后应进行谐波校验。
3.3.7供电臂各导线的截面,应满足机械强度和牵引负荷的要求,各导线应满足下歹Ij具体要求:
1列车紧密运行时有效电流产生的温升校验;102牵引网短路时各导线的动热稳定性校验;3改善牵引网电压水平增设的附加导线,其截面可根据改善电压的设计需要确定,并应满足载流能力,但在牵引供电系统设计中不宜采用该加强措施。
3-4吸上线、保护线与钢轨连线3.4.1吸流变压器供电方式的吸上线应符合下列要求:
1吸上线宜设于相邻两吸流变压器中间,当路内外通信线路防护需要时也可偏置D2吸上线应与钢轨或扼流变压器线圈中点牢固连接D3区间吸上线的截面,应按所在区段一列车最大电流选定;变电所处应按接触网最大电流选定q4变电所处(供电臂首端)吸上线应设两处,一处与铁路正线相连;一处与变电所专用线或站线相连,双线区段上、下行正线应各设吸上线。
5相邻两吸上线的间距在自动闭塞区段应大于一个闭塞分区;吸上线处无扼流变乐器时,在保证信号轨道电路正常工作条件下,可增设空扼流变压器,但不得在相邻两闭塞分区内同时增设。
6双线区段一卜、下行接触网并联供电的供电臂,回流线末端也应并联。
3.4.2带回流线直接供电方式的吸上线和自耦变压器供电方式的钢轨连线应符合下列要求:
1吸上线和钢轨连线在自动闭塞区段,其间距不应小于两个闭塞分区D2吸上线和钢轨连线应与钢轨或扼流变压器线圈中焦牢固连接。
3吸上线和钢轨连线的截面应满足机械强度的要求及具有承受短路电流的能力;与自耦变压器N线相连的钢轨连线还应-11-满足自耦变压器供电范围内最大负荷电流的需要o4变电所处吸上线的设置及截面应与吸流变压器供电方式的要求相同。
124牵引变电所41所址选择和总布置4.1.1牵引变电所、开闭所、分区所和自耦变压器所的所址应根据供电计算确定的分布方案进行选择,并应综合考虑下列因素:
1便于架空或电线线路的引入和引出D2不占或少占农田。
3当铺设铁路岔线时,应便于铁路岔线出岔及铺设,并力求岔线短捷;铺设公路时,便于与公路衔接,并力求避免跨越站场。
4具有适宜的地质条件及地基承载力,并避开危岩、流砂、滑坡、落石等地质不良地带;不宜设在高土壤电阻率地区。
5避
开高填方,、大量拆迁建筑物和地下设施的地区D6不宜设在空气污秽地区。
7牵引变电所的围墙,距最近股道的线路中心,不宜小于10mo8牵引变电所的所址高程宜在100年一遇的高水位之上;开闭所、分区所、自耦变压器所的所址高程宜在50年一遇的高水位之上,否则应有防护措施,所址不应被积水淹没,山区变电所的防洪设施应满足泄洪要求。
9确定所址时,与电台、雷达站、机场、弱电线路以及?
叵鹿艿馈?
缋隆?
?
蜕枋?
攘诮枋?
椭芪Щ肪秤舷中泄冶曜嫉南喙毓娑ā?
10所与所外的建筑物、堆场、储罐之间的防火净距,应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》的规定o1311方便职工生活及水源条件较好。
4.1.2牵引变电所总布置应保证运行安全可靠,力求紧凑合理,充分利用地形7并根据远期发展方便扩建的可能。
4.1.3所区布置应符合下列要求:
1宜利用原有地形,减少土石方工程量,对坡度较大的场地,可采用阶梯形布置,但应便于所内运输、检修及巡视;2建筑物、场地、道路和电缆沟的高程,同基础和管线的埋深应互相配合,统一安排,建筑物的室内地面宣高出室外地面300mm;3所区内应有排水措施,场地设计坡度不应小于0.5,不宜大于6,当土质易受冲刷时,不宜大于5;4电缆沟内应采取有效的防水和排水措施,沟壁顶面的高程,应高出地面100mm以上。
4.1.4所区围墙应设实体墙,高度不宜低于2.2m,在山区人烟稀少地区或无人值班条件下,可增高至’2-5,3mD4.1.5牵引变电所应设公路或铁路岔线与外部公路或车站衔接a所内道路宜设置回车道,其所内、外道路路面宽度不宜小于3.5m。
主要设备运输道路的宽度可根据运输耍求确定。
开用所、分区所、自耦变压器所内应设便于检修汽车出入的道路口所区内道路宜采用次高级及以上的路面c4.1.6牵引变电所所区内铁路岔线宜设计为平坡、直线,岔线轨而宜与场地高程一致,岔线的车挡后面不应设置建筑物。
41.7所内巡视小道宽度宜为1m,并可利用电缆沟盖板作为巡视小道D418牵引变电所、开闭所、分区所的平面设计应节约占地面积,在布置上可采用半高型或高型方式布置;当占地很困难或盐雾等腐蚀性较强的地区,经技术经济比较可采用组合电器或室内布置。
、自耦变压器所室外电气4.1.9牵引变电所、开闭所、分区所,14设备区的地面宜硬化D绿化区应严防影响电气设备的安全运行口4.2主接线4.2.1牵引变电所的主接线应根据铁路与电力部门协商的原则及其在电力系统中的地位、回路数、设备特点、铁路等级等条件、操作方便和节约确定,并应满足供电安全可靠、接线简单灵活,投资等要求。
4.2.2110,,220kV进线为两回路时,宜采用分支接线。
当有穿越功率时,可用桥形接线(固定备用时采用外桥接线)o分支接线的变电所,根据运行及检修的需要,可在两回路进线之间设置由隔离开关分段的跨条q42.327.5kV及55kV配电装置中,断路器的备用方式应根据运输繁忙程度、断路器的类型、检修周期等确定b4.2.4当牵引变电所向铁路其他用户供电时,可由高压侧为55kV或27.5kV的动力变压器供电,动力变压器的结线型式应根据牵引变压器的结线型式确定。
4.2.5在自耦变压器供电方式t当牵引变压器的低压侧为2×27.5kV时,牵引变电所可不设置自耦变压器。
4.2.6双线区段中分段式开闭所的主接线应满足在“V停”反行时,能实现接触网上、下行的纽接。
4.2.7自耦变压器2×27.5kV侧可装设电动或手动隔离开关,在无电时进行投切。
4.3室肉配电装置4.3.1宣内配电装置的安全净距应符合表4.3.1的规定,并应按图4.3.1_1和圈4.3.J--.
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