第一章 绪论
一、沪昆客运专线湖南段概况
沪昆客运专线(以下简称客专)湖南段东起赣湘省界,经醴陵到长沙,长沙南站引出跨湘江,经毛泽东故里韶山、“百里煤都”娄底、“湘中重镇”邵阳,穿越雪峰山脉终至新晃。由杭长铁路客运专线湖南段(赣湘省界—长沙南)和长昆铁路客运专线湖南段(长沙南—湘黔省界)组成,正线全长497.58km,线路等级为双线客运专线,运营时速300km/h。
杭长客专湖南段自赣湘省界至长沙K1006+798.33—K1090+404.15,正线长度83.624km。沿线经过醴陵,设醴陵北站一个中间站。长昆客专湖南段自长沙南K1090+404.15—K1504+361.52(湘黔省界),正线长度413.957km,沿线经过湖南省长沙市、湘潭市、娄底市、邵阳市和怀化市。沿线设长沙南、湘潭北、韶山南、娄底南、邵阳北、新化南、溆浦南、怀化南、芷江、新晃西九个中间站。
二、客运专线铁路供电系统的组成
客运专线铁路供电系统由电力供电系统和电力牵引供电系统组成,其中电力牵引供电系统又包括牵引变电子系统和接触网子系统(图1-1-1)。
图1-1-1 客运专线供电系统组成示意图
三、杭长客运专线湖南段电力及电力牵引主要技术标准
(一)电力系统主要技术标准
1.10kV变配电所
高压开关柜采用免维护、少维修六氟化硫(SF6)气体绝缘全封闭组合电器(GIS);变压器、调压器采用低损耗干式型;直流电源采用智能高频开关铅酸免维护电池直流电源柜。
2.10/0.4箱式变电站
10kV侧进出线回路设环网接线、高压负荷开关,变压器回路采用带熔断器负荷开关保护。箱变内负荷开关均纳入SCADA(数据采集与监视控制)系统控制。
3.10kV贯通电缆
杭长客专设一级、贯通两回10kV贯通线,采用非磁钢带铠装的单芯铜芯电力电缆,沿铁路两侧预置电缆槽敷设。电缆终端头一端直接接地,一端经护层保护器接地。
4.区间电抗器
区间10kV电力贯通线上设置箱式电抗器,补偿贯通线路电容电流。
(二)电力牵引供电系统主要技术标准
1.牵引变电子系统主要技术标准
(1)变电所
①220kV电源进线的接线方式。新建两回路220kV电源进线,牵引变压器采用线路变压器组,正常时由一路电源供电,另一路电源热备用。
②牵引变压器侧接线方式。牵引变压器侧采用线路变压器组接线方式,设两组主变压器,每组采用两台单相变压器外部组合成三相V,x接线方式。采用一组运行,一组备用运行方式,设置备用电源自投装置。
③馈线侧接线方式。牵引变压器低压侧设置2×27.5kV断路器,2×27.5kV母线采用单母线。每段母线上设置一组电压互感器。上、下行馈线采用断路器加接触网专业设置的上网电动隔离开关及并联电动隔离开关,实现上、下行断路器间的互为备用。
(2)AT分区所
同一供电臂设两段母线,母线间设电动隔离开关,可实现并联及分列供电。同一供电臂上、下行馈线及两台自耦变压器分别通过断路器、电动隔离开关接入两段母线。同一供电臂的两台自耦变压器,各通过断路器、电动隔离开关接入两段母线,采用固定备用方式,正常时一台运行,一台备用。设有备用自动投入装置,当运行的自耦变压器因故障退出时,另一台自耦变压器自动投入。
(3)AT所
上、下行馈线分别通过断路器、电动隔离开关接入两段母线,母线间设电动隔离开关,可实现并联及分列供电。设置两台自耦变压器,各通过断路器、电动隔离开关接入两段母线,采用固定备用方式,正常时一台运行,一台备用,设有备用自动投入装置,当运行的自耦变压器出现故障退出运行时,另一台自耦变压器自动投入。
2.接触网子系统主要技术标准
(1)接触网供电方式
采用AT供电方式。
(2)接触悬挂类型
接触网正线一般采用全补偿弹性链型悬挂,当跨距≤40m及道岔、关节等安装困难的个别腕臂处取消弹性吊索;联络线、正线间渡线、站线、动车所线路悬挂方式采用全补偿简单链型悬挂,长沙动车运用所检查库内采用简单悬挂。
(3)主要技术参数
①导线高度:正线、联络线导线悬挂点高度为5300mm。
②拉出值:正线拉出值尽量采用300mm设计(直线),曲线及关节处工作支不超过400mm;对跨距小于40m的直线、关节、道岔区域部分悬挂可适当减小拉出值。
③结构高度:正线、联络线接触网结构高度一般为1.6m,隧道内绝缘锚段关节处结构高度为1.1~1.4m,个别困难点不宜小于0.8m;最短吊弦长度不小于600mm。
④侧面限界:正线、联络线、动车走行线路基区段侧面限界不小于3.0m(无砟轨道)或3.1m(有砟轨道);站内正线与站线间立柱时,优先满足对正线侧面限界不小于3.0m(无砟轨道)或3.1m(有砟轨道),困难时对正线侧面限界满足不小于2.5m,对侧线不小于2.2m。
⑤跨距:正线区段标准跨距取50~55m,弹性链型悬挂区段最大跨距60m,允许施工误差±1m;隧道内最大跨距一般为50m;桥上跨距需根据桥梁孔跨的形式进行配合确定,一般为48m,困难时局部最大跨距可为56m;相邻跨距之差不应大于10m。
⑥锚段关节:绝缘锚段关节、非绝缘锚段关节一般采用五跨关节,困难地段采用四跨关节。
⑦电分相:在变电所、分区所出口附近设置接触网电分相装置,电分相采用带中性段、空气间隙绝缘的双断口的锚段关节形式。
四、长昆客运专线湖南段电力及电力牵引主要技术标准
(一)电力系统主要技术标准
1.10kV变配电所
高压开关柜采用免维护、少维修六氟化硫气体绝缘全封闭组合电器(GIS);变压器、调压器采用低损耗干式型号;直流电源采用智能高频开关铅酸免维护电池直流电源柜。
2.10/0.4箱式变电站
10kV侧进出线回路设高压负荷开关,环网接线,变压器回路采用带熔断器负荷开关保护。箱变内负荷开关均采用纳入SCADA系统的电动操作机构。
3.10kV贯通电缆
两回10kV贯通线,全部采用非磁钢带铠装的单芯铜芯电力电缆,分别沿铁路两侧预置电缆槽敷设。电缆一端直接接地,一端经护层保护器接地。
4.区间电抗器
区间10kV电力贯通线上设置箱式电抗器,补偿贯通线路电容电流。
(二)电力牵引供电系统主要技术标准
1.牵引变电子系统主要技术标准
(1)牵引变电所
①220kV电源进线的接线方式。新建两回路220kV电源进线、牵引变电所进线采用两回路220kV电源,正常时,由一路电源供电,另一路电源热备用。
②牵引变压器侧接线方式。牵引变压器侧采用线路变压器组接线方式,设两组主变,每组采用两台单相变压器外部组合成三相V,x接线方式。采用一组运行,一组备用运行方式,设置备用电源自投装置。
③馈线侧接线方式。牵引变压器低压侧设置2×27.5kV断路器,2×27.5kV母线采用单母线。每段母线上设置一组电压互感器。上、下行馈线采用断路器加接触网专业设置的上网电动隔离开关及并联电动隔离开关,实现上、下行断路器间的互为备用。
(2)AT分区所
同一供电臂设两段母线,母线间设电动隔离开关,可实现并联及分列供电。同一供电臂上、下行馈线及两台自耦变压器分别通过断路器、电动隔离开关接入两段母线。同一供电臂的两台自耦变压器,各通过断路器、电动隔离开关接入两段母线,采用固定备用方式,正常时一台运行,一台备用。设有备用自动投入装置,当运行的自耦变压器因故障退出时,另一台自耦变压器自动投入。
(3)AT所
上、下行馈线分别通过断路器、电动隔离开关接入两段母线,母线间设电动隔离开关,可实现并联及分列供电。设置两台自耦变压器,各通过断路器、电动隔离开关接入两段母线,采用固定备用方式,正常时一台运行,一台备用,设有备用自动投入装置,当运行的自耦变压器出现故障退出运行时,另一台自耦变压器自动投入。
(4)总平面及生产房屋配置
牵引变电所220kV侧设备采用户外中型布置。牵引变电所设2×27.5kV高压室、主控制室、通信机械室、所用变压器室及辅助生产用房,平房布置。高压室下设半地下架构的电缆夹层,夹层净高不小于1.9m,所区周围设2.5m高的实体围墙;所内设运输道路,便于大型设备的运输;所区设变压器事故储油池。
2.接触网子系统主要技术标准
(1)接触网供电方式
采用AT供电方式。
(2)接触悬挂类型
接触网正线采用全补偿弹性链型悬挂,站线、渡线采用全补偿简单链形悬挂。
(3)主要技术参数
①导线高度。正线、联络线导线悬挂点高度为5300mm。
②拉出值。正线拉出值尽量采用300mm设计(直线),曲线及关节处工作支不超过400mm;对跨距小于40m的直线、关节、道岔区域部分悬挂可适当减小拉出值。
③结构高度。接触网结构高度为1600mm,困难时不小于1100mm。
④跨距。正线区段标准跨距取50~55m,弹性链型悬挂区段最大跨距60m,允许施工误差±1m;隧道内最大跨距一般为50m;桥上跨距需根据桥梁孔跨的形式进行配合确定,一般为48m,困难时局部最大跨距可为56m;相邻跨距之差不应大于10m。
⑤锚段长度。锚段长度正线不大于2×700m,站线锚段长度一般不大于2×750m,困难地段不大于2×800m;渡线单独锚段,单边补偿的锚段长度为上述值的50%;附加线最大锚段长度一般不大于2000m。
⑥侧面限界。区间正线腕臂支柱侧面限界,有砟轨道区段一般不小于3.1m,无砟轨道区段一般不小于3.0m。站内股道间立柱时,直线区段正线侧面限界不小于3.0m,困难条件下不小于2.5m;对站线不小于2.5m,困难条件下不小于2.3m;牵出线侧面限界不小于3.5m,困难时不小于3.1m。
⑦锚段关节。绝缘、非绝缘锚段关节采用五跨形式,困难情况采用四跨关节,绝缘锚段关节在开口侧设常闭电动隔离开关;绝缘锚段关节两导线间距为500mm,非绝缘锚段关节为200mm;锚段关节内跨距的选取不大于相应曲线半径的标准跨距。
⑧道岔区接触网布置形式。正线上道岔采用无交叉形式,非正线道岔采用交叉式,交点在线间距300~400mm间。
⑨电分相形式以及设置原则。电分相中性段长度小于200m,采用两个绝缘关节组成的六跨分相,并在分相两端外设置磁枕。