铁路电气化节能

铁路电气化节能（通用3篇）

铁路电气化节能 篇1

1 海南东环铁路基础数据

(1) 海南省电力部门《基本电费核算办法》

根据海南省基本电费核算办法“第四条基本电费的计费方式有按变压器容量和按最大需量计费两种方式。按变压器容量或按最大需量计收基本电费, 由用户选择。”

“第五条基本电费的计费方式, 由用户提前一个月提出申请, 经供用电双方充分协商后确定, 在12个月内应保持不变。”

“第七条按最大需量计收基本电费的用户, 最大需量由用户申请, 供用电双方以合同方式确认。用户可根据用电需求情况, 提前半个月申请变更下一个月的合同最大需量, 供电企业不得拒绝变更, 但用户申请变更合同最大需量的时间间隔不得少于六个月。”

“第八条按最大需量计收基本电费时, 实际抄见最大需量在超过确认数10%和低于确认数10%幅度之间的, 按实际抄见千瓦数计收基本电费;超过确认数10%以上的, 超过部分加倍计收基本电费;低于确认数10%以上的, 按确认数90%计收基本电费。用户申请最大需量, 不得低于变压器容量 (千伏安视同千瓦) 和不通过变压器而直接接入电网的高压电动机容量总和的45%, 低于变压器容量及不通过变压器而直接接入电网的高压电动机容量总和的45%时, 则按容量总和的45%计收基本电费。”

(2) 最大需量的定义

需量——需量周期内测得的平均功率。

最大需量——在指定的时间区内 (15min) 需量的最大值。

无功需量——就是负荷出现的无功最大值。

有功需量——就是负荷出现的有功最大值。

需量时间——出现最大需量的时间。

用电需量就是在考核期 (一般是上个抄表日到这个抄表日) 内, 本变压器所带负荷, 曾发生过的最大有功功率值;是通过集成在电能表上的最大需量记录器记录下来的, 是实际发生值;

需量表是0.746, 是指所用的最大功率时的值, 用这个数乘以倍率即可。这个值可用电能表上的示数与互感器的倍率相乘后求得, 若电压互感器是66/0.1KV, 电流互感器是200/5, 则最大需量=19694.4KW;若你的负荷功率因数为0.85, 则该负荷下的视在功率为:19694.4/0.85=23169KVA

可通过减少最大需量值, 使负荷尽量平衡, 不出现太大的高峰负荷。

(3) 海南东环铁路各牵引变电所安装容量

(4) 注:海口和三亚牵引变电所实际运行容量在海南西环建成前, 为16MVA。

(4) 列车运行图根据上述运行图可分析如下:

列车最小追踪间隔>40min, 按全线最长运行时间100min计算, 列车追踪距离达到308/100×40=123.2km, 即在一座牵引变电所范围内, 同一方向不会出现2列列车追踪运行, 仅存在上下行各1列车相对运行的情况。

一座牵引变电所供电范围约50km, 运行时间约50/308×100=16min, 基本与15min考核时间一致。

(4) 基本电费

根据海南省相关资料, 容量计算法电费26元/月k VA。需量计算法电费38元/月k W。

2 最大需量计算、容量计算及盈亏点

(1) 盈亏点分析

根据上述电费可见, 最大需量在安装容量的68%以下, 铁路方省钱。

(2) 最大需量值计算

1) 建议除海口和三亚牵引变电所外的其他牵引变电所按全所容量16000+16000=32000k VA计算, 可使容量基数大。

2) 现状运行图下, 按CRH1列车8辆编组额定功率5500k W计算, 一座牵引变电所最大负荷2×5500k W, 即11000k W, 相对全所32000k VA的安装容量 (海口三亚除外) , 最大需量为安装容量的34.37%。

3) 海口三亚牵引变电所应按实际运行16000k VA进行计算。

其中据初步分析运行图, 海口站发车较少, 15min内最大负荷仅1列车, 最大需量为安装容量的34.37%。

三亚牵引变电所考虑到均存在2列车运行可能。15min内最大负荷11000k W, 最大需量为安装容量的68.75%。

(3) 电费计算

3 对海南东环铁路基本电费缴纳方法的建议

(1) 三亚牵引变电所宜对基本电费缴纳和最大需量缴纳进一步实际对比, 暂维持按16MVA安装容量进行基本电费缴纳。

(2) 其他牵引变电所推荐暂按最大需量法进行缴纳。

(3) 根据海南政策, 最大需量可有10%的允许误差, 建议按最低限缴纳, 并争取最低限在30%左右。

(4) 考虑到列车在各牵引变电所运行最大功率不尽相同, 在无相应计量数据情况下, 建议在合同中注明, 待最大需量表第一个月数据出来后, 可进行相应调整。

4 结论

由此可见应合理选择电费的基本缴费方式可以帮助铁路的电气化节省大量开支, 而且还可以使铁路的电气化有效的节约生产成本、提高经济效益。电价政策的合理及规范不仅仅适合市场经济的发展要求, 还能带动电力的消费, 同时也能刺激增长。所以想要达到“双赢”必须制定合理的电价政策和适合用户的基本缴费方式。

参考文献

[1]铁道部电气化工程局电气化勘测设计院编。电气化铁道设计手册牵引供电系统[M]。中国铁道出版社。北京, 1988。

[2]曹建猷。电气化铁道供电系统[M]。西南交通大学出版社。四川成都, 1995。

[3]铁路总公司城际铁路设计规范TB 10623-2014

铁路电气化节能 篇2

光接入网系统全新建施工时不存在割接施工, 割接施工只是外接业务中断下光接入网系统施工全过程中的一特殊部分。要分析割接施工技术, 首先要了解和分析系统的整个施工流程。施工准备:按设计文件和运营单位的审查意见, 结合现场调查情况编制施工计划, 并进行施工前的设备材料、人员、机具准备。设备安装:在铁路各站按设计文件对各单机进行安装、配线, 并按设备配置清单进行检查和插入机架对应位置。单机调测:对每站单机设备进行加电检查, 测试单机指标、加载软件和单机数据。联机调试:通过网管调取各网络单元, 加载系统数据, 试验全部网管功能, 并试验全部业务功能。指标测试:对全系统的各项指标如光口、电口、音频等进行验收测试。系统开通:全部指标合格后, 接人业务达到使用条件后, 系统开通投用。

2 系统施工主要技术

2.1 组网方式选择及电路分配

光接入网系统在施工中如何组网是整个系统的基础, 结合上层传输和各车站的业务进行混合组网, 按所在铁路线的等级和信息化程度来确定接入网系统的组网等级。在系统设计和施工时对干线铁路和经济发达的铁路多采用混合组网。一是采用1+1组网与干线通道保护相结合的方式, 即在沿线各站的光接口按两方向双光口配置, 形成主备用通路保护, 并对重要的电路在干线传输层配置环回通道, 形成通道自愈环保护。二是光接入网系统采用间隔自愈环组网或自愈环组网方式结合干线通道保护。对普通铁路或支线铁路, 为节约建设投资, 多采用1+0组网结合干线通道保护的组网方式。

2.2 指标测试

在光接入网系统施工中, 指标测试是工程验收和开通的重要依据, 也更是系统与各业务进行连接调试及故障处理的主要手段。在工程施工测试中, 依据国家标准、建议等进行, 除了基本的验收测试, 关键是系统各信令的一致性、符合性的测试, 如时钟同步、V5接口、2M接口及音频接口等关系各业务使用的接口的连接测试, 以减少系统在运行过程中出现故障。

2.3 业务接入

铁路通信业务种类较多, 业务点分散, 且由于业务终端设备对通信不够熟悉而采用的接口技术落后、制造质量差等, 使其在施工中接入方式、可靠性及调试情况成为影响工程好坏的关键。因此在施工中对接入业务设备的安装、布线、供电等要加强对质量的监控, 对某些系统在安装前要加强协调, 建议其采用更先进的接口等。

2.4 联网调试

联网调试是光接入网系统与其它业务系统进行配合试验和功能试验。通过各系统网管的智能管理功能配合进行功能试验, 以确认系统状态一致性, 各业务系统的组网保护是否正常, 各系统的告警信息是否一致等。系统联网调试关系到各系统运行时的维护、故障处理和业务增减作业等, 其联网调试的好坏和全面程度是各系统正常、可靠运行的基础。

3 施工常见问题

3.1 时钟同步

铁路光接入网系统在与程控交换机、互联网连接时, 由于设备均以跟踪接入网系统引来的基准BITS主时钟, 故不会出现不同步问题;其它铁路其它低阶通道设备如数调、TMIS, TDCS、微机监测、PMIS, DDN、资金结算、PCM、公话、会议电视、可视业务等系统, 一般采用跟踪接入网系统的主时钟作为本系统的基准时钟, 但实际因各系统本身设计或质量问题, 常出现时钟不同步或漂移现象, 引起系统间通信故障。这样一般要求各系统直接接入BITS系统主时钟, 与接入网系统完全强行同步。

3.2 误码率

误码的产生原因是多方面的, 但各系统本身的误码率一般是达标的, 而当各系统对接后, 因时钟不同步、信令一致性和符合性差、接口电平和阻抗匹配不好均会使误码率变得超标, 需通过测试和更换设备来处理。同时在工程施工中, 光纤、电缆、配线及接地等也可能使误码率超标。

3.3 音频接口电平和阻抗匹配

在音频专线的应用中, 一些业务为2线中继, 一些业务为E/M中继, 一些为XDSL力-式运用。在进行数据配置时都非常清楚, 并测试良好。但在实际施工调试中, 各专业根据自己的设备要求在对通道定义或数据流定义时有不一致, 同时由于许多专业设备的通信部分是委托加工的, 为节约成本其通信Modem质量较差, 电平和阻抗与标准差异较大且不可调, 造成各对接设备的接口电平和阻抗等不匹配, 需通信专业反复对应调试。

4 割接施工关键技术

4.1 割接施工原则

铁路接入网系统割接开通施工是在铁路营业线上, 且很多还是在繁忙的铁路干线, 在接入网割接施工过程中, 必须编制合理的施工方案和严格按程序进行实施, 要编制合理的施工方案和步骤, 就必须遵守如下原则:施工时不得影响或尽量少影响铁路运输生产和铁通公网用户的使用。重要电路尽量采用迁回通道, 没有迁回通道的必须优先考虑, 并确保100q0的成功率。对既有通信系统必须全面、详细了解和掌握其组网、设备配置、系统特点及用户表。必须根据设计文件和既有用户情况, 对新系统的安装及调试进行详细的对应配置, 并对新系统的每一个通道进行测试合格。

4.2 主要割接施工技术

(1) 光纤割接:光接入网系统更新改造工程新系统组网用光纤线路一般采用原有系统的光纤, 如果光纤线路有备用光纤, 则利用备用将新系统全部联机调试, 并测试完后进行业务割接。需光纤割接施工时, 因铁路通信的业务特点, 其多数业务需回到分局或铁路局所在地, 在光纤割接后对新旧系统同步分段工作, 因此一般割接施工从系统的最远一站依次开始。

(2) 环形组网业务割接:在割接施工中, 铁路通信的许多业务均是环形组网, 施工中主要是要保证业务不得中断, 以2M通道割接为例。铁路通信中的2M业务主要是调、TDCS.TMIS、票务等与铁路生产密切相关, 在其组网时均通过上层传输网构成环形组网。在进行2M通道割接时, 先将B方向的2M剖接至新系统, 通过业务的网管功能进行主备通道倒替试验至功能正常。待下一站进行业务割接时, 再将A方向倒至新系统。

(3) 2M通道割接检测方法:光接入网系统更新改造工程中涉及2M通道倒换的最多, 割接前及割接过程中均需要对通道进行监测。

结语

割接施工中, 由于某些原因, 如标识不清楚或本身标示错误导致在数字配线架 (DDF) 处我们不一能准确判断需要割接的用户通道, 而一旦用户通道找错将导致业务的错接, 并最终导致业务无法正常使用。而且这类故障亦不易查找。因此在断开业务通道后, 应立即进行判断确认, 可用数据测试仪表通过环回测试核实通道的正确性。可能的情况下, 也可通过监视有关用户设备上状态指示灯进行判断。避免新设接入网系统传输通道错误的与既有通信系统传输通道连接或与其他用户设备连接;通道割接后应及时通过网管终端或设备上的状态指示灯进行初步判断, 接入网设备在收到用户设备的信号时, 不会显示告警, 但它所发出的信号是否被用户设备可靠接收, 还需要进一步判断, 可通过监视用户设备系统的网管终端、直接监视用户设备的状态指示或进行业务试验进行准确判断。

参考文献

[1]刘永利.电气化工程接触网施工组织设计的思考[A].中国铁道学会电气化委员会2006年学术会议论文集[C].2006年.

[2]张晓华;陇海铁路徐郑段电气化工程速度目标值的选择[A].湖北省土木建筑学会学术论文集 (2000-2001年卷) [C].2002年.

[3]汤晶.应用于PON中的突发模式接收机的最优雪崩增益的分析[A].武汉市第二届学术年会、通信学会2006年学术年会论文集[C].2006年.

铁路电气化节能 篇3

铁路信号系统防护电气化干扰的措施主要从两方面入手:一方面要从牵引供电系统入手减小干扰源, 另一方面考虑信号设备的设计, 提高设备本身的电磁兼容性达到抑制干扰的目的。

1 抑制牵引供电系统干扰的工程措施

减少牵引供电系统对铁路信号设备干扰的主要措施有下面几种方法:

(1) 选择变电所对接触网的供电方式时, 采用AT供电方式, 让牵引回流绝大部分经过正馈线、回流线流回牵引变电所, 接触导线、承力索与正馈线、回流线电流方向相反, 降低接触网感应电流的影响。

(2) 供电部门向电务部门提供完整的全线回流布置图, 有利于电务部门确定具体抑制牵引回流流通不畅的措施。

(3) 应降低谐波干扰, 为此在牵引变电所中安装并联电容补偿装置。这种装置既可以起到滤波作用, 又可以改善功率因数。

(4) 加快机车的更新, 或选择合理的机车类型, 使其具备吸收本身产生的50Hz偶次谐波的特性并能够尽可能少的产生谐波成份。

(5) 不要将钢轨和杆塔接到一起, 杆塔接地使用专线。这条专用线路经过放电间隙与扼流变压器中点相连。在长大桥梁上或隧道内, 这条专用线可用绝缘子固定一侧, 这样做既保证了杆塔设备的接地防护, 又防护接地装置。

2 牵引供电系统减少干扰的措施

(1) 采用直供方式供电时, 要增加架空回流线[3]。这样架空回流线与接触导线电流方向相反, 电磁感应相互抵消一部分, 能够改善供电回路对称性, 使大部分牵引回流通过架空回流线流回牵引变电所。

(2) 无绝缘轨道电路区段和采用扼流变压器的轨道电路区段, 吸上线、保护线、接地线及线路间的横向等电位连接线的连接方式要求不同, 前者只能通过空心线圈中点连接, 严禁与钢轨直接相连;而后者应该连接至扼流变压器中心端子。

3 信号设备采取的技术防护措施

铁路信号设备防护牵引电流影响主要有以下措施:

(1) 25Hz轨道电路

铁路信号部门为防止牵引电流影响采用25Hz轨道电路, 这是一种抗干扰能力强的新型自动闭塞制式, 这种轨道电路进行分路检查时分路残压为零, 这本身就具有一定的抗干扰度, 又通过下面的措施实现抗干扰防护。

(1) 增加扼流变压器的铁芯气隙, 从而增加了扼流变压器饱和电流, 抑制轨道电路中的25Hz信号电流陷落现象, 防止轨道继电器错误动作。

(2) 为改善信号传输, 轨道电路接收输入端加装抗干扰适配器。

(3) 为保护信号电流衰耗很小, 轨道电路受电端轨道继电器线圈并接防护盒, 使之滤掉不平衡电流50Hz基波及谐波成分。

(4) 为防止轨道继电器的瞬间误动, 增加复示继电器。

(2) ZPW-2000系列轨道电路

ZPW-2000是一种移频轨道电路, 采用FSK调频方式, 抗干扰性能与调幅值轨道电路相比更优, 主要通过以下几方面实现抗干扰。

(1) 载频:选择在偶次谐波上, 另外谐波次数较高, 谐波干扰量就相对较小。

(2) 调制频率:选择低频组合时, 没有二次谐波干扰。

(3) 频偏:为11Hz, 而最近的载频间隔为300Hz, 载频的上下边频不会重叠, 信号之间不会相互干扰。由于仅有11Hz频偏, 调谐区的串联谐振电路的通带可以很窄, 或者品质因数Q值可以高, 串联谐振电阻可以很小, 因此电气分割性能好。同时, 由于频偏小, 信号主要功率所占频带较窄, 接收设备的带通滤波器通带窄, 选择性好, 当带宽为11Hz时, 在通带内一般只有一个偶次谐波干扰, 在牵引频率漂移时, 最多有两个谐波分量, 故牵引电流谐波干扰量小。

(4) 结构上采用了传输补偿和谐振调谐区的方式。调谐区利用串、并联谐振电路的谐振特性, 合理组合, 从而实现了轨道电路对信号的频率选择功能和分隔功能, 轨道电路中空芯线圈起到平衡了牵引回流的作用, 减小了传导性干扰, 实现了两条钢轨的等电位连接。

(5) 设计接收器时采用抗干扰技术, 在轨道电路接收端没有对信号进行调制时, 采用滤波器和限幅器来对传导性干扰进行防护。

(6) 在软件设计时也考虑抗干扰技术。软件设计中采用频谱分析及相关技术, 在频域剔除信号的带外干扰。利用FSK信号和干扰频谱特征进行模式识别, 滤除混入信号通带内的干扰。

(3) CTCS、CTC及CBI设备

CTCS、CTC以及CBI等电子设备在使用的过程中, 同样面临牵引电流对系统设备和传输通道的干扰、电源干扰等影响, 为此电磁兼容设计引入信号系统, 包括受扰设备之间的耦合、抑制噪声源、消除或减小噪声源, 采用屏蔽、隔离、滤波、接地等措施以此来提高受扰设备抵抗电磁干扰的能力。

(4) 机车信号

电力机车在复线区段运行, 相邻线路传输的信号由于大地泄露、钢轨感应等因素侵入本线路机车信号中, 这就产生了邻线干扰[4]。当机车防干扰措施失效或干扰很强时, 可能导致机车信号升级点灯, 机车冒进。目前的机车信号, 主要采用数字滤波器和频谱分析相结合的方法进行处理。

(5) 信号电缆

在实际运营过程中, 就发生过信号电缆绝缘被击穿的事故。因此, 要对牵引供电系统越区供电、正常供电、接触网接地故障等情况下, 地下电缆受到的电磁影响进行分析和实验。依据分析实验结果采取相应的保护措施, 如减小地电流、加强电缆盒的屏蔽性能、改善牵引供电继电保护性能等技术措施, 来减小接触网系统对地下电缆的电磁影响。

4 结束语

铁路信号系统干扰防护的解决办法主要是预防, 采取各种防护措施来抑制干扰信号从而提高信号设备的抗干扰能力, 保证系统的可靠工作。首先, 为了降低对外界的干扰, 电力牵引供电系统设计时要选用合适的供电方式;其次, 对于信号系统而言, 要考虑电磁兼容性, 无论在器件的选型还是设备的软件设计, 给设备抗干扰留有余地, 尽量剔除干扰信号;最后, 系统在安装、使用的过程中, 考虑设备所处的电磁环境, 采用适当的干扰抑制技术。

参考文献

[1]白如雪.强电磁干扰对铁路信号的影响研究[D].北京:北京交通大学, 2010.

[2]谭秀炳.交流电气化铁道牵引供电系统.第三版.成都:西南交通大学出版社, 2009.

[3]邓明丽.重载及重载铁路牵引回流钢轨电位规律的研究[D].成都:西南交通大学, 2009.