鐵路供配電系統(tǒng)的一般組成及其問(wèn)題分析概述1.1鐵路供電系統(tǒng)一般組成鐵路專(zhuān)用能源泵在供配電氣化系統(tǒng)中它是鐵路能源分配系統(tǒng)的重要部分組成的一部分。鐵路運(yùn)輸方面的專(zhuān)用供配電傳輸系統(tǒng)按照其使用功能的不同需要進(jìn)行分類(lèi)劃分的話(huà),可以被再細(xì)分為屬于鐵路專(zhuān)用牽引傳輸形式的鐵路供電傳輸系統(tǒng)和屬于鐵路專(zhuān)用電力傳輸形式的鐵路供電傳輸系統(tǒng)。鐵路上的牽引電力供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要是廣泛指由牽引電力機(jī)車(chē)和牽引動(dòng)車(chē)組部分組成的整個(gè)牽引供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),主要由鐵路牽引網(wǎng)和鐵路牽引變電網(wǎng)部分組成;鐵路供能系統(tǒng)是為鐵路沿線(xiàn)車(chē)站、區(qū)間等非牽引負(fù)荷提供能量的系統(tǒng)。鐵路的交流電力系統(tǒng)供配電控制系統(tǒng)由交流低壓配電控制系統(tǒng)、高壓交流配電控制系統(tǒng)、變壓器配電所和外部的交流電源等部分組成，其總結(jié)結(jié)構(gòu)如下:鐵路的電力形式供配電系統(tǒng)的電源模塊優(yōu)先會(huì)采用外部的電源，它和當(dāng)?shù)氐淖冸娬鞠噙B。外部電源低壓等級(jí)一般選擇10kV電源，有少數(shù)采用35kV。在鐵路沿線(xiàn)上每隔40到60km的位置鐵路配電所（10/10）或者變配電所（35/10），來(lái)提高鐵路電力供電系統(tǒng)供電的可靠性。前后兩個(gè)的變配電所之間，其在鐵路兩側(cè)設(shè)置兩回路10kv發(fā)熱電力線(xiàn)路。一條被我們稱(chēng)為自動(dòng)穿過(guò)鐵路線(xiàn)的第一級(jí)線(xiàn)路電荷負(fù)載能,也被我們稱(chēng)為自動(dòng)或閉合穿過(guò)線(xiàn),然后用這條鐵路沿線(xiàn)的一級(jí)線(xiàn)路負(fù)荷能作為主要的電力供電驅(qū)動(dòng)對(duì)象,由其與相鄰鐵路變電所和相鄰配電所互為一種備用的供電方式為其提供主要電能的是特高壓鐵路電力傳輸線(xiàn)路。另一種電力跨越連接線(xiàn)路的主要電力負(fù)荷稱(chēng)為鐵路綜合供電負(fù)荷,也可以叫電力跨越連接線(xiàn)路,鐵路沿線(xiàn)各種的小到大負(fù)荷可作為主要的電力供電連接對(duì)象,由于與相鄰線(xiàn)路變電所和相鄰配電所以互為一種備用供電方式進(jìn)行高壓化的電力跨越線(xiàn)路,既同時(shí)可用來(lái)作為連接線(xiàn)路一級(jí)間的預(yù)留,也同時(shí)可用來(lái)作為連接鐵路沿線(xiàn)二級(jí)的小負(fù)荷和三級(jí)的大負(fù)荷的直接饋線(xiàn),我國(guó)普通鐵路線(xiàn)路和自閉線(xiàn)路一般采用接觸網(wǎng)方式,一般不采用電纜。然而由于架空傳輸線(xiàn)路電力供電穩(wěn)定可靠性低,為了有效保證電力供電的穩(wěn)定可靠性,電力的傳輸電纜架空線(xiàn)路占總使用量的比例一直呈現(xiàn)不斷上升的變化趨勢(shì)。鐵路配電站的配置一般采用“一站一所”的方式，首條線(xiàn)路為專(zhuān)用盤(pán)線(xiàn)，為配電線(xiàn)路提供電能。相鄰兩個(gè)變電站與配電站之間的供電滿(mǎn)足雙能供電條件，而且其中的一個(gè)變電所和配電所的電源可以做為兩路的電源。其他變電站和配電站應(yīng)具有可靠的能源，并在可能的情況下具有兩個(gè)能源?？紤]鐵路配電所的供電臂長(zhǎng)且負(fù)荷輕，在鐵路配電所設(shè)置調(diào)壓器以提高自閉線(xiàn)或者貫通線(xiàn)的供電質(zhì)量，同時(shí)鐵路電力供電系統(tǒng)某處發(fā)生故障不會(huì)影響到地方電網(wǎng)。帶變壓器10/0.4為站用電負(fù)荷供電的線(xiàn)路為站用電，10kV供配電鐵路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示：圖2-1鐵路10kV電力供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)鐵路電力的貫通線(xiàn)和自閉線(xiàn)一般會(huì)在每隔3千米左右位置設(shè)置干架式的變電臺(tái)或箱式的變電站，并且給車(chē)站的負(fù)荷和沿線(xiàn)區(qū)的負(fù)荷進(jìn)行供電。箱式的變電站是集變壓器、低壓的開(kāi)關(guān)柜和高壓的開(kāi)關(guān)柜三位于一體，具有占據(jù)空間小、成套性能力強(qiáng)、工作運(yùn)行量小、安全可靠性高、現(xiàn)場(chǎng)的安裝結(jié)構(gòu)比較緊密、可移動(dòng)的可能性低以及安裝的調(diào)試周期比較短等方面的特點(diǎn)。車(chē)站通信負(fù)荷主要內(nèi)容包括鐵路車(chē)站通信用電設(shè)備費(fèi)用,包括車(chē)站通信供電設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)控接觸網(wǎng)供電開(kāi)關(guān)以及操作設(shè)備電源、車(chē)站光纖信號(hào)傳輸設(shè)備、通風(fēng)、空調(diào)、照明等,鐵路主要區(qū)段通信負(fù)荷主要內(nèi)容包括鐵路光纖信號(hào)直放站、信號(hào)傳輸設(shè)備、無(wú)線(xiàn)基站、隧道照明等。與道路控制車(chē)輛行車(chē)安全以及與車(chē)輛行車(chē)密切直接相關(guān)的道路信號(hào)、通信為一級(jí)控制負(fù)荷。機(jī)房配有專(zhuān)用電源空調(diào)、消防及各等級(jí)設(shè)備供電不超負(fù)荷,具體負(fù)荷等級(jí)分類(lèi)可見(jiàn)TB10008《鐵路電力設(shè)計(jì)規(guī)范》。1.2鐵路供配電系統(tǒng)節(jié)能存在的問(wèn)題1、變壓器選擇不當(dāng)問(wèn)題：若選用容量過(guò)大的變壓器，則變壓器就必須在輕載的狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)行，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行就會(huì)加強(qiáng)鐵路的電力系統(tǒng)的無(wú)功的損耗和頑強(qiáng)的固定形式。如果選擇的變壓器容量很小，變壓器會(huì)處于過(guò)載狀態(tài)，長(zhǎng)期運(yùn)行后貨物損耗比例會(huì)增加，也是在不同的程度上損壞變壓器等一些設(shè)備，嚴(yán)重影響鐵路的供電安全可靠性。2、負(fù)荷計(jì)算不準(zhǔn)確：不準(zhǔn)確的負(fù)荷計(jì)算不能為設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)、設(shè)定變壓器容量等打好基礎(chǔ)，鐵路負(fù)荷涉及到多個(gè)種類(lèi)和專(zhuān)業(yè)，容量之間的差別大，在之前的設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了保障容量的滿(mǎn)足要求便使的系統(tǒng)裕量產(chǎn)生過(guò)大，造成了不必要浪費(fèi)，往往就是負(fù)荷計(jì)算不到位引起。3、電源電壓及變配電所位置選擇不當(dāng)：電源電壓選擇不當(dāng)無(wú)法有效降低運(yùn)營(yíng)成本，鐵路負(fù)荷具有點(diǎn)多、線(xiàn)長(zhǎng)的特點(diǎn)不合理選用變配電所位置的話(huà)，無(wú)法對(duì)提升供電質(zhì)量、減少線(xiàn)損產(chǎn)生良好的促進(jìn)作用。變配電所的位置根據(jù)方便檢修、電源的分布等因素綜合的考慮設(shè)計(jì)方向從而確保高壓可以深入負(fù)荷中心，并且達(dá)到電壓偏差值的要求。4、線(xiàn)纜選擇不當(dāng)：a.導(dǎo)致配電的級(jí)數(shù)數(shù)量多，導(dǎo)致整定值的快速的上升，并且造成回路電纜的截面呈現(xiàn)快速上升的趨勢(shì)從而經(jīng)濟(jì)方面的問(wèn)題便會(huì)出現(xiàn)。b.如果駕駛員橫截面選擇不當(dāng)，經(jīng)濟(jì)電流密度考慮不當(dāng)，傳輸速度會(huì)減慢或經(jīng)濟(jì)損失會(huì)增加。當(dāng)電纜在允許的載流量的前提下，電流的密度就會(huì)隨這橫截面積的增大而進(jìn)行減小，則選用大型規(guī)格的電纜的不合理。c.線(xiàn)路不短捷，多次迂回配線(xiàn)造成線(xiàn)纜消耗量大。d.未合理搭配好銅鋁線(xiàn)導(dǎo)致