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摘要:针对城际铁路沿线负荷分别特点,在满足线路末端压损前提下,从工程投资、供电灵活性等方面综合比较来考虑配电所的配置。
关键词:城际铁路;配电所、压损;造价;供电灵活性
广州至清远城际铁路广州白云至广州北段位于广州市境内,是广清城际的一部分(简称广清南延线)。广清南延线线路自白云区的广州白云站(DK4+115,含广州白云站城际场)引出,经白云区的新市镇、江高等镇到达广州市花都区,引入广州北站广清城际场(DK26+223.782,不含广州北站城际场),线路全长22.002km。全线从南至北依次设广州白云站城际场、白云湖站、江高站、神山站四个车站,区间设有雨水泵站、牵引分区所、单身宿舍等。
按照城际铁路的供电模式,一般沿线隔一定距离均会设置一座10KV配电所,配电所均与车站合建,配电所分别向车站两侧区间馈出两回10kv综合和一级贯通线,供两个配电所之间车站和区间小负荷用电,全线环网供电。两个配电所之间的距离根据区间长度、区间和车站负荷大小有关。其中广清城际广州北站已建成有一座10KV配电所(容量约5200KVA)。
广清南延线线路约22km,在满足压损的前提下是在线路末端设置一座10KV配电所,还是在线路中间车站和末端各设置一座10KV配电所,供本线所有新增负荷用电呢?下面按三个方案从供电灵活性、投资综合比较:
基本条件:
一、全线用电负荷分布:
1、白云站通号变电所:2X250KVA(通信、信号、信息用电);
2、白云湖站:
综合变电所:2X800KVA(供电范围:4000m2站房+预留车站2500m2商业用电);
通号变电所:2X250KVA(通信、信号、信息用电);
3、江高站:
综合变电所:2X1000KVA(供电范围:7475m2站房+2470m2单身宿舍+给水加压站110KW);
通号变电所:2X250KVA(通信、信号、信息用电);
预留商业变电所:2X500KVA(供电范围:预留车站4500m2商业用电);
4、神山站:
综合变电所:2X1000KVA(供电范围:7445m2站房+3000m2单身宿舍);
通号变电所:2X250KVA;
5、雨水泵站:2X250KVA(3座)
6、牵引分区所:2X63KVA
7、广州北配电所已有容量:5200KVA(变电站至配电所距离按2km考虑)
二、因广清城际最终引入广州站,在广州站需设配电所,白云站简易配电所取消,故均按贯通电缆最终引入广州站配电所来计算压损。压损计算时全线变压器需要系数按0.7考虑。
三、方案比较时造价指标:
1、配电所:350万元/座;
2、配电所进线电源:80万元/km;
3、区间电缆:70mm2截面,22万元/km;
95mm2截面,26万元/km;
120mm2截面,30万元/km;
150mm2截面,32万元/km;
185mm2截面,42万元/km;
240mm2截面,51万元/km;
4、10KV动态补偿量:0.05万元/kvar;
各方案比较时,变化部分为贯通线截面、站馈电缆、配电所及其进线电源,10KV动态补偿容量,因此造价对比只考虑上述因素。
供电方案比较:
方案一:利用广州北站配电所,新设江高站和白云站(初期)、广州站(近期)配电所供电:
1、供电系统示意图:
2、压损计算:
1)、广州站至江高站区间(广州站、江高站区间不同配电所主供);
2)、江高站至广州北站区间(江高站、广州北站区间不同配电所主供);
3)、按照末端压损计算公式ΔU%=Σ(ΔUp%*P*L) ,压损计算结果如下:
方案二:江高站不设配电所,利用广州北站配电所、新设白云站(初期)、广州站(近期)配电所供电,由贯通线直接供白云湖站、江高站、神山站综合变电所、通号变电所、商业变电所。
1、供电系统示意图:
2、按以下两种情况计算末端压损:
1)、由广北配电所主供,不同截面贯通线末端压损:
2)、由广州配电所主供,不同截面贯通线末端压损:
3)、按照末端压损计算公式ΔU%=Σ(ΔUp%*P*L) ,压损计算结果如下:
序号 区段 供电方案 末端压损ΔU%
电缆截面95 电缆截面120 电缆截面150 电缆截面185 电缆截面240
1 广州站配电所-广州北站配电所 广州站配电所贯通线路主供 14.27 11.78 9.86 8.41 6.90
2 广州北站配电所贯通线路主供 9.81 8.10 6.77 5.77 4.74
3、如计入配电所进线压损1.0~1.5%,压损更大,因此在满足压损不大于7%的前提下,贯通线电缆截面必须要240;;
4、造价(含10KV贯通线路240、相比于95截面电缆增加动态补偿容量)
方案三:江高站不设配电所,利用广州北站配电所、新设白云站(初期)、广州站(近期)配电所供电;贯通线仅供通信、信号变电所、通信基站;由广北配电所供江高、神山站综合变电所和雨水泵站用電,广州站供白云湖站和雨水泵站用电:
1、供电系统示意图:
2、按照末端压损计算公式ΔU%=Σ(ΔUp%*P*L) ,压损计算结果如下:
综合以上三个方案,造价和供电灵活性分别如下:
方案一:江高站和白云站设置配电所
投资2080万元;
便于车站和区间扩张规模,增加用电负荷,供电灵活性高;
方案二:江高站不设配电所,仅白云站设置配电所,由贯通线直接供白云湖站、江高站、神山站综合变电所、通号变电所、商业变电所
投资2575万元;
因线路末端压损大,如以后增加用电负荷导致变压器扩容,会引起供电线路变化,供电灵活性差;
方案三:江高站不设配电所、仅白云站设置配电所,贯通线仅供通信、信号变电所、通信基站;由广北配电所供江高、神山站综合变电所和雨水泵站用电,广州站供白云湖站和雨水泵站用电;
投资2131.5万元;
考虑末端压损,供电灵活性一般。
综上所述,方案一造价最低,供电灵活性高;方案二造价最高,供电灵活性最差。因此,广清南延线考虑在线路中间和末端均设置配电所,不但能节省造价,也有利于各车站及区间后续发展扩容,增加供电灵活性。
参考文献:
1、国家铁路局TB10008-2015 T660-2016 《铁路电力设计规范》 中国铁道出版社,2016;
2、国家铁路局TB10623-2014 J1980-2015 《城际铁路设计规范》 中国铁道出版社,2015;
3、《工业与民用供配电设计手册》中国电力出版社,2016;
关键词:城际铁路;配电所、压损;造价;供电灵活性
广州至清远城际铁路广州白云至广州北段位于广州市境内,是广清城际的一部分(简称广清南延线)。广清南延线线路自白云区的广州白云站(DK4+115,含广州白云站城际场)引出,经白云区的新市镇、江高等镇到达广州市花都区,引入广州北站广清城际场(DK26+223.782,不含广州北站城际场),线路全长22.002km。全线从南至北依次设广州白云站城际场、白云湖站、江高站、神山站四个车站,区间设有雨水泵站、牵引分区所、单身宿舍等。
按照城际铁路的供电模式,一般沿线隔一定距离均会设置一座10KV配电所,配电所均与车站合建,配电所分别向车站两侧区间馈出两回10kv综合和一级贯通线,供两个配电所之间车站和区间小负荷用电,全线环网供电。两个配电所之间的距离根据区间长度、区间和车站负荷大小有关。其中广清城际广州北站已建成有一座10KV配电所(容量约5200KVA)。
广清南延线线路约22km,在满足压损的前提下是在线路末端设置一座10KV配电所,还是在线路中间车站和末端各设置一座10KV配电所,供本线所有新增负荷用电呢?下面按三个方案从供电灵活性、投资综合比较:
基本条件:
一、全线用电负荷分布:
1、白云站通号变电所:2X250KVA(通信、信号、信息用电);
2、白云湖站:
综合变电所:2X800KVA(供电范围:4000m2站房+预留车站2500m2商业用电);
通号变电所:2X250KVA(通信、信号、信息用电);
3、江高站:
综合变电所:2X1000KVA(供电范围:7475m2站房+2470m2单身宿舍+给水加压站110KW);
通号变电所:2X250KVA(通信、信号、信息用电);
预留商业变电所:2X500KVA(供电范围:预留车站4500m2商业用电);
4、神山站:
综合变电所:2X1000KVA(供电范围:7445m2站房+3000m2单身宿舍);
通号变电所:2X250KVA;
5、雨水泵站:2X250KVA(3座)
6、牵引分区所:2X63KVA
7、广州北配电所已有容量:5200KVA(变电站至配电所距离按2km考虑)
二、因广清城际最终引入广州站,在广州站需设配电所,白云站简易配电所取消,故均按贯通电缆最终引入广州站配电所来计算压损。压损计算时全线变压器需要系数按0.7考虑。
三、方案比较时造价指标:
1、配电所:350万元/座;
2、配电所进线电源:80万元/km;
3、区间电缆:70mm2截面,22万元/km;
95mm2截面,26万元/km;
120mm2截面,30万元/km;
150mm2截面,32万元/km;
185mm2截面,42万元/km;
240mm2截面,51万元/km;
4、10KV动态补偿量:0.05万元/kvar;
各方案比较时,变化部分为贯通线截面、站馈电缆、配电所及其进线电源,10KV动态补偿容量,因此造价对比只考虑上述因素。
供电方案比较:
方案一:利用广州北站配电所,新设江高站和白云站(初期)、广州站(近期)配电所供电:
1、供电系统示意图:
2、压损计算:
1)、广州站至江高站区间(广州站、江高站区间不同配电所主供);
2)、江高站至广州北站区间(江高站、广州北站区间不同配电所主供);
3)、按照末端压损计算公式ΔU%=Σ(ΔUp%*P*L) ,压损计算结果如下:
方案二:江高站不设配电所,利用广州北站配电所、新设白云站(初期)、广州站(近期)配电所供电,由贯通线直接供白云湖站、江高站、神山站综合变电所、通号变电所、商业变电所。
1、供电系统示意图:
2、按以下两种情况计算末端压损:
1)、由广北配电所主供,不同截面贯通线末端压损:
2)、由广州配电所主供,不同截面贯通线末端压损:
3)、按照末端压损计算公式ΔU%=Σ(ΔUp%*P*L) ,压损计算结果如下:
序号 区段 供电方案 末端压损ΔU%
电缆截面95 电缆截面120 电缆截面150 电缆截面185 电缆截面240
1 广州站配电所-广州北站配电所 广州站配电所贯通线路主供 14.27 11.78 9.86 8.41 6.90
2 广州北站配电所贯通线路主供 9.81 8.10 6.77 5.77 4.74
3、如计入配电所进线压损1.0~1.5%,压损更大,因此在满足压损不大于7%的前提下,贯通线电缆截面必须要240;;
4、造价(含10KV贯通线路240、相比于95截面电缆增加动态补偿容量)
方案三:江高站不设配电所,利用广州北站配电所、新设白云站(初期)、广州站(近期)配电所供电;贯通线仅供通信、信号变电所、通信基站;由广北配电所供江高、神山站综合变电所和雨水泵站用電,广州站供白云湖站和雨水泵站用电:
1、供电系统示意图:
2、按照末端压损计算公式ΔU%=Σ(ΔUp%*P*L) ,压损计算结果如下:
综合以上三个方案,造价和供电灵活性分别如下:
方案一:江高站和白云站设置配电所
投资2080万元;
便于车站和区间扩张规模,增加用电负荷,供电灵活性高;
方案二:江高站不设配电所,仅白云站设置配电所,由贯通线直接供白云湖站、江高站、神山站综合变电所、通号变电所、商业变电所
投资2575万元;
因线路末端压损大,如以后增加用电负荷导致变压器扩容,会引起供电线路变化,供电灵活性差;
方案三:江高站不设配电所、仅白云站设置配电所,贯通线仅供通信、信号变电所、通信基站;由广北配电所供江高、神山站综合变电所和雨水泵站用电,广州站供白云湖站和雨水泵站用电;
投资2131.5万元;
考虑末端压损,供电灵活性一般。
综上所述,方案一造价最低,供电灵活性高;方案二造价最高,供电灵活性最差。因此,广清南延线考虑在线路中间和末端均设置配电所,不但能节省造价,也有利于各车站及区间后续发展扩容,增加供电灵活性。
参考文献:
1、国家铁路局TB10008-2015 T660-2016 《铁路电力设计规范》 中国铁道出版社,2016;
2、国家铁路局TB10623-2014 J1980-2015 《城际铁路设计规范》 中国铁道出版社,2015;
3、《工业与民用供配电设计手册》中国电力出版社,2016;