武广客专电力汇报文稿.pptx

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1、2009-6一、概一、概 述述 （一）项目构成 1、武汉天兴洲公铁两用大桥工程，正线长度。2、武汉至广州客运专线乌龙泉至花都段，正线长度874.41km。3、新广州站及相关工程，正线长度。第1页/共50页2009-6一、概一、概 述述（二）电力设计内容1 1四电集成范围内电源线路、全线变配电所、电力贯通线、车站电力线路、区间箱变、除站房内的动力配线。2 2四电系统集成外室内照明、建筑防雷及其接地、隧道内动力、照明（含浏阳河隧道内火灾自动报警系统）、综合接地、各站站房内电力工程（与全线供电系统相关的变配电所除外，以变电所低压盘为界）。第2页/共50页2009-6一、概一、概 述述 （三）有关主体

2、工程概况 1 1主要技术条件和主要技术标准 铁路等级：客运专线。正线数目：双线；设计速度：200km/h及以上。线间距：5.0m。最小曲线半径：一般条件9000m，困难条件7000m。最大坡度：12。到发线有效长度：700m。牵引种类：电力。列车运行控制方式：自动控制。行车指挥方式：综合调度集中。第3页/共50页2009-6一、概一、概 述述 2 2线路地理位置和路径、车站分布原则 武广客运专线从武汉枢纽（不含）往南，经咸宁、岳阳、长沙、株洲、衡阳、郴州、韶关、清远，进入广州枢纽（不含）。全线共设车站18个，其中始发站有新武汉、新长沙、新广州站3个，中型客运站有新咸宁、新岳阳、新株洲、新衡阳、

3、新郴州、新韶关、新清远共7个，一般客运站有新赤壁、新汨罗、新衡山、新耒阳共4个，为满足运输组织需要，设置了新乌龙泉、新乐昌、新英德、新沙口共4个越行站。第4页/共50页2009-6二、二、电 源 情 况 （一）沿线地方电网的构成 武广客运专线铁路沿线电力系统由湖北省电网、湖南省电网、广东省电网组成，沿线主要分布有220kV、110kV网络。沿线一般车站容易从附近接取10kV电源，电源情况较好。（二）既有电源及供电设备 既有京广线武广段供电系统主要由变配电所、10kV电力贯通、10kV自闭线路以及车站供电设备等组成，负责沿线用电负荷的供电。郑州铁路局范围内设有武汉供电段，广铁集团公司范围内设有长

4、沙供电段和广州供电段。武武广广客客运运专专线线与与其其它它铁铁路路的的联联络络线线用用电电负负荷荷电电源源接接引引于于既既有有京广线或既有湘黔线京广线或既有湘黔线10kV10kV自闭线、贯通线。自闭线、贯通线。第5页/共50页2009-6三三、供电负荷的分布及电源选择（一）供电负荷的分布 1车站、段（所）负荷主要包括：通信、信号、信息系统、接触网上电动隔离开关操作电源、动车检修设备、综合维修设备、空调、通风、电（扶）梯、给排水、照明等。2区间负荷主要包括：信号中继站、无线通信基站、光纤直放站、电力牵引各所用电、隧道照明、通风及监控设备、立交桥排水设备等。（二）负荷等级及电源选择 1负荷等级 （

5、1）一级负荷 一级负荷主要包括有与行车密切相关的通信、信号、综合调度系统、防灾报警系统、应急照明等系统。第6页/共50页2009-6三三、供电负荷的分布及电源选择 （二）负荷等级及电源选择 续上 （2）二级负荷 为通信、信号主要设备配置的专用空调和人员密集场所的车站候车室及贵宾候车空调；综合维修工区；检测中心；给排水设施；中间站公共区照明供电负荷；站、段（所、场）接触网上电动隔离开关操作电源等。其余负荷等级划分则参照现行国家及行业相关规程规范确定。第7页/共50页2009-6三三、供电负荷的分布及电源选择 （二）负荷等级及电源选择 2电源选择 全线电力供应电源全部接引于地方供电部门的10220

6、kV变电站，受电电压为10kV10kV。第8页/共50页2009-6四四、供电原则（一）供电原则 1、铁路电力系统是系统集成的重要组成部分，是确保调度指挥、信号、通信、旅客服务等系统重要负荷安全、可靠、不间断运行的基础设施。铁路电力系统必须满足本线铁路安全、可靠供电的要求，并满足免维护、少维修、10kV及以上变配电所无人值守的原则要求。2、为保证铁路各用电设备的可靠安全用电，铁路电力系统应保证各级供配电系统的相互匹配，除发生大面积自然灾害(如地震、战争、电网崩溃等)或故意损坏外，其可靠性满足每天24小时的运输需要（含“维修天窗”时间），并满足以下要求：当供电网络中的一条外部电源线路停电时，不能

7、导致一级负荷停电。当供电网络中的一条供电线路停电时，不能导致一级负荷停电。当供电网络中的一台供电设备停止供电时，不能导致一级负荷停电。当铁路电力系统的一级负荷发生两路供电电源同时停电时，系统内部恢复其供电的时间不大于3分钟。第9页/共50页2009-6四四、供电原则（一）供电原则 续上 3、铁路电力系统的主要设备标准为模数化、标准化、免维护、少维修。4、铁路电力系统与铁路行车和运输安全密切相关，所有本线各个等级负荷的电源均自铁路电力系统接引。5、与行车相关的一级负荷或重要负荷至少从供电网络接取2路独立电源，各级负荷按下列原则供电：一级负荷：两路相对独立电源分别供电至用电设备或低压双电源切换装置

8、处，当两个电源中一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷，除设两路电源外，还必须设置应急电源。二级负荷：有条件时提供两路高压电源供电，当两路电源供电确有困难时可为一路高压电源供电。第10页/共50页2009-6四四、供电原则（一）供电原则 续上 三级负荷：一般采用单回路供电，当供电系统为非正常运行方式时，允许将其切除。6、铁路电力系统在遵守国家法规和不损害铁路部门利益的前提条件下，最大限度地满足接入当地电力系统运营商电网的要求。7、铁路电力系统遵循国家强制性标准，认真贯彻执行国家能源政策，因地制宜，保护环境，节约土地，积极采取节能措施，降低电能消耗。第11页/共

9、50页2009-6四四、供电原则 （二）供电方案 1、供配电网络 武广客运专线电力系统的供配电网络主要由国家电网接引的高压电源线路、铁路站、段10kV及以上变配电所、沿线两回10kV电力贯通线路、站场（房）高压电力线路、10/0.4kV变配电设施以及低压电力线路等构成。必要时设置柴油发电机组、EPS、UPS作为应急电源。电力设施与牵引供电设施合建的可能性：武广客运专线沿线分布有牵引变电所，其外部电源一般为220kV，电力变配电所的设置可根据牵引所位置和电力负荷的容量及分布情况与牵引所合建（如新长沙、新广州站配电所）。第12页/共50页2009-6四四、供电原则 （二）供电方案 2、变配电所 （

10、1）变配电所设置及其规模 根据本线铁路用电负荷性质和特点，在每个车站设置铁路10kV变配电所。由于新赤壁新岳阳、新耒阳新郴州、新郴州新乐昌等站间距较大、区间负荷较重，经计算分析后确定在线五里AT所（DK1371+041）、洋塘AT所（DK1824+100）、杨梅（DK1893+100）、沙口四处各设置单电源10kV配电所。（2）变配电所电气主接线 10kV变配电所电气主接线：双电源10kV变配电所采用单母线分段接线,单电源10kV变配电所采用单母线接线；综合负荷贯通线、一级负荷贯通线分别经调压器调压后供电，贯通线10kV接地系统按低电阻地方式设计。第13页/共50页2009-6四四、供电原则

11、（二）供电方案 （3）10kV变配电所设备类型及布置 高压开关柜采用免维护、少维修SF6气体绝缘全封闭组合电器（GIS）、断路器采用真空断路器；高压电容器组采用中性点不接地星型接线成套固定柜，电容器选用无毒、防爆型；变压器采用智能化、低损耗干式变压器；调压器采用干式；直流电源设备采用智能高频开关铅酸免维护电池直流电源柜。高压开关设备及调压器分别布置在独立的房间内，变压器及低压柜布置在一个房间内。（4）10kV变配电所继电保护及自动装置 配电所采用数字继电器及通信装置，实现全所电气设备的测量、控制、保护等功能，并提供电力远动接口；数字继电器布置在高压柜仪表单元上、通信装置布置在控制室内。变配电所

12、内设置视频监控探头布置在设备间，视频信息通过综合监控系统上传到综合调度中心。第14页/共50页2009-6四四、供电原则 （二）供电方案 （5）配电所房屋：区间配电所及无站房综合楼的车站配电所单独设置，其余配电所与车站站房综合楼合建。（6）值班方式：配电所采用无人值班的工作方式。3、10/0.4kV变电所 （1）变电所的设置 各站、段（所）负荷集中的地方设变电所，车站站房变电所一般与配电所合建。（2）接线型式 与10kV变配电所合建的10/0.4kV变电所变压器由配电所主母线高压馈出回路直接供电，一级负荷备用变压器由贯通馈出回路“T”接供电；低压侧采用单母分段接线并设电容补偿装置。独立设置的1

13、0/0.4kV变电所10kV侧设高压开关，环网接线。第15页/共50页2009-6四四、供电原则 （二）供电方案 （3）10/0.4kV变电所设备类型及布置 高压环网开关柜采用SF6负荷开关、变压器采用干式变压器带外罩、低压开关柜采用组合式柜型并配置数字化仪表便于远方监控。10/0.4kV变电所内高压环网柜、变压器、低压开关柜布置在同一房间内。4、10/0.4kV箱式变电站 10/0.4kV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。箱式变电站内负荷开关均采用电动操作机构纳入SCADA系统，实现自动隔离故障电力线路、故障定位、非故障段自动恢复供电

14、等功能。区间10kV电力贯通线路上设置箱式电抗器，补偿贯通线路电容电流。第16页/共50页2009-6四四、供电原则 （二）供电方案 （2）设备类型及布置 箱式变电站采用中压预装箱式变电站，SF6负荷开关，其操作电源采用交流并配置UPS装置作为备用电源。沿线区间供电的箱式变电站采用基本统一模式。通信、信号双电源专用箱变与通信基站、信号中继站机房相邻设置，其它箱变独立设置。箱式变电站设高压环网开关间隔和变压器、低压开关、RTU间隔。5、中间车站供电方案 各中间站设10kV配电所1座，给区间10kV电力贯通线供电；设置与配电所合建的10/0.4kV变电所，设两台综合变从配电所不同母线的回路分别接取

15、电源、两台备用变分别从二回10kV电力贯通线接取电源。正常运行时车站所有负荷由地方电源供电，当两路地方电源全部失电，站内一级负荷由贯通线电源供电。维修工区设1座两台变压器的10/0.4kV室内变电所，从车站配电所站馈回路分别接取电源。第17页/共50页2009-6四、四、供电原则 （二）供电方案 6、新长沙站、长沙动车所、综合维修段供电方案、新长沙站、长沙动车所、综合维修段供电方案 与新长沙牵引变电所合建10kV变配电所1座，主要供站房、站场、动车所及综合维修段用电，并给区间10kV电力贯通线供电。站房内设1座10kV站房开闭所、3座10/0.4kV综合变电所、1座10/0.4kV空调变电所、

16、1座0.4kV柴油发电机所。从新长沙站与牵引变电所合建的10kV配电所站馈回路分别引两回10kV专线供长沙综合维修段、长沙动车所电源。长沙综合维修段设1座两台变压器的10/0.4kV室内变电所；长沙动车所分别设三座10/0.4kV综合变电所和一座信号楼箱变。7、沿线区间用电负荷（不含隧道）供电方案、沿线区间用电负荷（不含隧道）供电方案 全线设置10kV一级负荷贯通线和10kV综合负荷贯通线，其导线截面分别为70mm2、95mm2。（1）沿线区间信号中继站、无线通信设备：在二回10kV贯通线上接引两台变压器（双电源箱变）供电。第18页/共50页2009-6四、四、供电原则 （二）供电方案 续上

17、（2）电气化牵引各所（亭）的所用电 在10kV综合负荷贯通线提供一路电源，另一路电源由牵引供电系统供给。8、隧道供电方案 （1）隧道照明用电负荷 大于100m、小于500m的隧道设正常固定照明，光源采用100W高压钠灯；大于500m的隧道设正常固定照明并作为疏散应急照明使用，光源采用50W无极荧光灯；大于100m的隧道设疏散指示灯及标志灯，光源采用致电发光板；每个洞室按5kW插座及照明负荷配置，全隧道仅计一个洞室容量。（2）隧道照明供电原则 100m500m左右的隧道照明单电源供电，大于500m的隧道照明采用双电源供电，低压供电线路的供电半径为1.5km左右。第19页/共50页2009-6四、

18、四、供电原则 （二）供电方案 续上 小于1500m的隧道在隧道外北口或南口设隧道照明箱变一处，一端供电；大于1500m小于3000m左右的隧道在隧道外北口和南口各设隧道照明箱变一处，二端供电；大于3000m的隧道除在隧道外北口和南口各设隧道照明箱变一处外，另在隧道内每间隔3000m左右设照明箱变。（3）隧道照明电源的接引 100m500m的隧道单电源接引于10kV综合负荷贯通线。大于500m的隧道双电源接引于10kV综合负荷贯通线及10kV 一级负荷贯通线。第20页/共50页2009-6四四、供电原则 （二）供电方案 9、10kV电力线路 （1）10kV电力贯通线路的设置方式 武广客运专线两回

19、10kV电力贯通线，全部采用非磁钢带铠装的单芯铜芯电力电缆、分别沿铁路两侧预制电缆槽敷设。（2）变配电所电源线路 根据城市规划、地形等环境因素采用电力电缆或架空线路。（3）高压电缆选择 武广客运专线两回10kV电力贯通线沿线路两侧敷设，过轨、上下桥梁、进出隧道较多，电缆转弯半径受到一定限制，并应尽可能减少电缆中间接头的设置。因此本项目两回10kV电力贯通线路拟采用单芯电力电缆。同时考虑投资因素，其它敷设条件的高压电缆线路（高压电源电缆、站场高压电缆等）则采用三芯电缆。第21页/共50页2009-6四四、供电原则 （二）供电方案 续上 （4）电力电缆敷设方式 路基区段：电力电缆沿两侧预留的电力电

20、缆槽敷设，过轨时穿钢管保护；路基段电力电缆槽与桥梁、隧道电力电缆槽间设置过渡段。桥梁区段：电力电缆沿桥梁两侧翼仰板处预留的电力电缆槽敷设；桥梁上考虑预留电力电缆引上引下的锯齿形槽口；电缆引出电缆槽或引下桥梁采用沿设在桥墩上的电缆桥架敷设。隧道区段：电力电缆沿两侧预留的电力电缆槽敷设；在隧道各综合洞室及照明变电洞室内设置余长电缆腔；在隧道进出口及各综合洞室及照明变电洞室附近均设置过轨钢管。站场区段：站场内高低压电力线路全部采用电力电缆，一般沿沟敷设，局部地段直埋敷设，过路、过轨时穿钢管保护敷设。第22页/共50页2009-6四四、供电原则 （二）供电方案 10、发电机组设置 为保证地方电网出现故

21、障或自然灾害影响导致全线或部分区段停电，咸宁至清远各站设发电机组，除新长沙站设置低压发电机组外，其余均为高压发电机组。高压发电机组容量为1000kW和1200kW两种，主要供站房及区间一级负荷电源。发电机组一般设在站房内，变配电所附近。11、其他方面 （1）满足电网要求的措施 接引外部电源的10 kV变配电所以及单独接引外部电源的供电点均设电力计费装置，并满足地方供电部门的要求。负荷容量较大且功率因数低的设备就地设电容器补偿；10/0.4 kV室内变电所采用低压无功自动补偿方式；110/10kV、无功功率较大的10 kV变配电所的各段10 kV母线分设10 kV电容器补偿。三相负荷平衡：三相负

22、荷平衡尽量均衡分配。第23页/共50页2009-6四四、供电原则（二）供电方案 （2）电力设备的安全性、兼容性和协调性：室内变配电设备全部无油化，消除火灾隐患；所有电气设备均设于室内或箱内，并设在客运专线铁路封闭网内，减少自然、人为破坏；采取各种防雷、接地及其它防护措施，保证建筑物、用电设施的电气安全；作为一个完整的供电系统，各种电压等级的变配电设备应能保证供电的连续及保护匹配，相同电压等级的高低压开关移开或抽出开关应能互换；考虑整个系统设备的形式和外观协调一致，作到一致的形象并宜于识别，可以通过采用统一风格的标志、字母和符号，以及采用协调的颜色来实现。第24页/共50页2009-6四四、供电

23、原则 （三）（三）电力与SCADA和其它自动化系统的配合 1、全线10kV变配电所配置的综合自动化系统、重要的10/0.4kV变电所配置的监控装置、区间接于贯通线上的箱变以及为重要负荷供电的低压回路均纳入SCADA系统。2、由SCADA统一负责在全线两条10kV贯通线的分段处设置RTU，负责对两条10kV贯通线及其供电的信号通信等一级负荷低压供电回路的电流电压的采集、监控；当贯通线出现相间短路、单相接地、断相的情况下，迅速完成对其故障区段的定位、隔离及非故障区段的恢复供电工作。3、SCADA对电力被控设备处采集的模拟量数据（电流、电压）可在调度端以图形方式显示，图形中相邻点间时间间隔最小为20

24、ms。4、由通信专业综合视频监控系统负责全线各站的10kV及以上的变配所统一配置视频监视系统，负责对变配电所运行相关的场所进行监视。第25页/共50页2009-6四四、供电原则（四）机电设备监控系统 为使客运专线铁路车站的控制管理达到省力、安全、舒适、便利等目标，各站设机电设备监控系统。系统设计参照智能建筑设计标准。1、系统设置：全线客运站（不含越行站）、综合维修段、大机段、动车所设置机电设备监控系统。2、系统组成：主要由车站（段、所）控制站、就地控制器及被控设备组成。车站（段）控制站监控主机负责车站内机电设备的一切正常和事故情况下的监视、管理或发出控制指令。监控主机与就地控制器之间的数据传输

25、经车站（段）的局域网完成；被控对象是车站建筑、动车段（所）及客运公司大楼等大型建筑内的机电设备。车站（段）控制站设在车站（段）综合楼内近傍车站运行值班室。机电设备监控系统控制站信息通过设在各站段的综合监控网络上传到相应的综合维修段。3、系统功能：监控本站、段的变电、通风、空调、给排水、电梯、照明等系统的运行状况。第26页/共50页2009-6四四、供电原则 （五）火灾报警监控系统 全线客运站（不含越行站）、综合维修段、大机段、动车所、浏阳河隧道设置火灾报警监控系统。1、系统组成：各站段综合楼（站房）的机电设备监控控制站或消防值班室内设消防报警及联动设备，并与全线防灾安全监控系统联网。2、系统功

26、能：完成监测场所内的火灾报警、消防联动、设备工作及故障的监测报警、数据记录储存打印（六）站场、室外照明及控制方式 1、站场、室外照明：车站站台（无雨棚）及道路照明采用可倾式杆柱照明为主，车站广场、动车段、所车场采用灯桥、高杆灯照明。2、控制方式：就地控制及纳入机电设备监控。等管理功能。第27页/共50页2009-6四、四、供电原则（七）动力供电 1、一级负荷的供电 车站通信信号设备、区间信号中继站、无线通信设备等一级负荷由沿线两条10kV电力贯通线各接引一台变压器供电；综合调度系统、电气化调度系统等一级负荷由铁路地区（站）的电力网络提供两路380/220V电源供电。2、二、三级负荷的供电 有条

27、件时，二级负荷采用两路电源供电（如信号楼、中继站内的空调设备），其余二、三级负荷采用单回路供电。3、动力配线 动力配线采用放射式和树干式结合的混合式配线网络，动车段所等大型厂房采用综合电缆沟、封闭式母线或沿电缆桥架敷设电缆供电，大型起重设备采用安全滑触线供电。第28页/共50页2009-6四、供电原则（八）大型建筑物供电及照明 1、车站综合楼由设于楼内的变电所供电，各段、所综合楼由综合变电所设照明、动力、空调专用回路供电。楼内配线采用钢管暗配。2、站房照明一般采用节能型荧光灯，净空较高的大型候车室采用显色性好、寿命长的高压气体放电光源。3、站房综合楼及大型公共建筑设景观照明。4、站房照明纳入机

28、电设备监控。第29页/共50页2009-6四、四、供电原则（九）防雷及接地 1、防雷：沿线站房综合楼及大型车间建筑物设防直击雷的避雷设施；为防止暂态过电压的干扰，如沿电源线引入的雷电波、主开关操作、无功补偿电容器的投入或切除而产生的过电压，对信号、通信、综合调度系统及其它智能系统设备的380/220V供电电源根据设备的重要性，分别采取不同的过电压保护措施。2、接地：大型建筑物如站房、动车段（所）、综合维修段、调度中心等强、弱电设备较多的场所、沿线变配电设备与用电设备共用接地装置，接地电阻为各类设备接地电阻的最小值；沿线10kV贯通线电缆铠装外皮与沿线敷设的综合贯通地线相连，以防电磁感应对弱电设

29、备的干扰。3、低压供电保护制式：采用TN-S或TN-C-S系统。4、综合接地：武广客运专线全线设有综合接地系统，综合接地干线沿线路两侧设置。沿线所需接地的建（构）筑、电气设施均纳入该系统，但距线路较远的建（构）筑、电气设施采取隔离措施后可独立设置接地装置。第30页/共50页2009-6五、节约能源措施五、节约能源措施置置（一）合理用电原则 变电所设于负荷中心；在大型站房、动车段（所）及其它大型建筑物，设自动化监控系统节约能源；根据用电负荷特点，并选择相应容量的电力变压器，以免因变压器容量选择过大而造成供电过程中电力能源的不必要的损耗。（二）节能设备选型 全线新增三相电力变压器一般选用节能型变压

30、器；大面积的照明场所采用高压钠灯或金属卤化物灯等电光源；选择合理的电缆径路及截面。第31页/共50页2009-6六、供电可靠性措施 1、设于客运站上的10kV变配电所均为双电源，两路电源同时供电。2、全线设10kV双贯通线供电，区间通信、信号、客运信息、安全防灾等一级负荷均接取两路电源。3、10kV电力贯通线在供电箱变处设置分段开关，纳入SCADA集中监控，能快速切除故障段并恢复非故障段的供电。第32页/共50页2009-6七、供电安全措施 1、室内变配电设备全部无油化，消除火灾隐患。2、所有电气设备均设于室内或箱内，并设置在客运专线铁路封闭网内，减少自然、人为破坏。3、采取适当的防雷、接地措

31、施，保证建筑物、用电设备的电气安全。第33页/共50页2009-6八、机构设置、管辖范围和定员 客运专线铁路电力设计体现了我国铁路现代化水平，采用了一系列新技术：1、高低压电力线路绝缘程度有了显著提高。2、10kV开关、变压器采用无油化设备。3、高低压开关柜、继电保护设备少维护。4、配电所无人值班、实现了配电调度一体化。5、全线设置双贯通线，电力远动纳入SCADA集中监控，供电可靠性高。因此，客运专线铁路电力管理体制、维护、定员的设置原则为：电力专业运、管、修范围与综合维修段、综合维修工区一致，段内维修设备与电气化专业共用，电力线路抢修人员与接触网人员共用，电力设备检修人员与牵引变电设备检修人

32、员共用。为保证全线电力系统可靠运行，在各综合维修段、工区内配设少量电力专业值班、维修人员。第34页/共50页2009-6九、设计采用新技术新设备新材料（一）电力工程设计技术创新 武广客运专线铁路全线设置了两回武广客运专线铁路全线设置了两回10kV10kV电力贯通线，贯通线采电力贯通线，贯通线采用不锈钢铠装的单芯铜芯电缆沿路基、隧道、桥梁预留的电力电缆用不锈钢铠装的单芯铜芯电缆沿路基、隧道、桥梁预留的电力电缆槽敷设。由于武广客运专线铁路长约一千公里，如此长距离的电力槽敷设。由于武广客运专线铁路长约一千公里，如此长距离的电力贯通电缆线路是我国铁路建设史上从未有过的，会带来许多以前从贯通电缆线路是我

33、国铁路建设史上从未有过的，会带来许多以前从未遇到的新问题，必须在设计中认真研究，逐一解决，进行技术创未遇到的新问题，必须在设计中认真研究，逐一解决，进行技术创新。新。第35页/共50页2009-6九、设计采用新技术新设备新材料九、设计采用新技术新设备新材料（一）电力工程设计技术创新 1 1、关于长距离、关于长距离10kV10kV电力贯通电缆线路电容电流的补偿电力贯通电缆线路电容电流的补偿 由于贯通线电缆线路对地存在电容，故在正常运行或单相接地时都由于贯通线电缆线路对地存在电容，故在正常运行或单相接地时都有电容电流流过线路，又因为电缆线路相间及对地电容远大于架空线路，有电容电流流过线路，又因为电

34、缆线路相间及对地电容远大于架空线路，电缆线路的电容电流亦远大于架空线路的电容电流，可能造成以下几点电缆线路的电容电流亦远大于架空线路的电容电流，可能造成以下几点危害：危害：(1)(1)引起主变压器或调压器过载。引起主变压器或调压器过载。(2)(2)单相接地时易造成电弧重燃，引起单相接地时易造成电弧重燃，引起3 3倍以上的过电压，易损坏供倍以上的过电压，易损坏供电设备或发展成多相短路事故。电设备或发展成多相短路事故。(3)(3)贯通线电缆的分布电容产生的容性无功，会导致系统容性无功贯通线电缆的分布电容产生的容性无功，会导致系统容性无功过剩，线路末端电压上升。过剩，线路末端电压上升。故必须对线路电

35、容电流进行补偿，补偿电缆电容电流较好的办法是故必须对线路电容电流进行补偿，补偿电缆电容电流较好的办法是设置专用的并联补偿电抗器，主要有如下两种方式：设置专用的并联补偿电抗器，主要有如下两种方式：第36页/共50页2009-6九、设计采用新技术新设备新材料九、设计采用新技术新设备新材料（一）电力工程设计技术创新 方式一方式一 ：在配电所集中设置动态补偿电抗器，其特点为：在配电所集中设置动态补偿电抗器，其特点为：(1)(1)维护方便；维护方便；(2)(2)贯通线故障隔离时贯通线故障隔离时,动态补偿电抗器可自动调整，不会产生过补偿。动态补偿电抗器可自动调整，不会产生过补偿。(3)(3)补偿电抗器对降

36、低线路容性电流没有作用，仅补偿了容性无功功率。补偿电抗器对降低线路容性电流没有作用，仅补偿了容性无功功率。(4)(4)投资相对较大，并且需设置专用房屋，噪音较大。投资相对较大，并且需设置专用房屋，噪音较大。方式二：方式二：在区间贯通线上分散并联补偿电抗器，其特点为：在区间贯通线上分散并联补偿电抗器，其特点为：(1)(1)维护较方便，可与区间箱式变压器同时进行；维护较方便，可与区间箱式变压器同时进行；(2)(2)贯通线故障隔离时贯通线故障隔离时,剩余段补偿仍然均匀；剩余段补偿仍然均匀；(3)(3)能有效降低线路容性电流。能有效降低线路容性电流。(4)(4)投资相对较小，不需设置专用房屋，可采用箱

37、式电抗器与区间箱式投资相对较小，不需设置专用房屋，可采用箱式电抗器与区间箱式变电站相邻布置。变电站相邻布置。第37页/共50页2009-6九、设计采用新技术新设备新材料九、设计采用新技术新设备新材料（一）电力工程设计技术创新续上续上 设计中采用了方式二，即在全线两回设计中采用了方式二，即在全线两回10kV10kV电力贯通电缆线路上每电力贯通电缆线路上每隔隔12km12km左右分别分散设置了箱式电抗器，起到了补偿接地电容电流、左右分别分散设置了箱式电抗器，起到了补偿接地电容电流、补偿容性无功功率、降低线路容性电流、限制线路末端电压上升的综合补偿容性无功功率、降低线路容性电流、限制线路末端电压上升

38、的综合作用，其实际效果在电力贯通线送电运行后得到验证。作用，其实际效果在电力贯通线送电运行后得到验证。第38页/共50页2009-6九、设计采用新技术新设备新材料九、设计采用新技术新设备新材料（一）电力工程设计技术创新 2 2、贯通线中性点接地方式的选择、贯通线中性点接地方式的选择 长期以来，铁路长期以来，铁路10kV10kV电力贯通线绝大多数以架空线路为主，电缆电力贯通线绝大多数以架空线路为主，电缆线路少，线路电容电流不大，线路少，线路电容电流不大，10kV10kV供电系统中一般采用中性点不接地系供电系统中一般采用中性点不接地系统。而武广客运专线统。而武广客运专线10kV10kV电力贯通线全

39、部采用电缆线路，当发生单相接电力贯通线全部采用电缆线路，当发生单相接地故障时，每公里地故障时，每公里10kV10kV电缆故障相的电容电流约为电缆故障相的电容电流约为1 11.5A1.5A，是架空线，是架空线路的路的3030倍左右。新乌龙泉至新咸宁倍左右。新乌龙泉至新咸宁10kV10kV配电所间距为配电所间距为3838公里，线路电公里，线路电容电流可达容电流可达3857A3857A，线路单相接地电容电流过大，电网安全运行受到，线路单相接地电容电流过大，电网安全运行受到威胁，因此在威胁，因此在10kV10kV供电系统中采用中性点不接地系统已是不可能了。供电系统中采用中性点不接地系统已是不可能了。以

40、电缆线路为主的以电缆线路为主的10kV10kV配电线路，不同国家接地方式不同，既有配电线路，不同国家接地方式不同，既有中性点直接接地，又有经低电阻接地、经消弧线圈接地。国内外没有统中性点直接接地，又有经低电阻接地、经消弧线圈接地。国内外没有统一的规定，同一个国家不同城市接地方式也不相同，我国现有国家标准一的规定，同一个国家不同城市接地方式也不相同，我国现有国家标准主要支持消弧线圈接地和低电阻接地方式。主要支持消弧线圈接地和低电阻接地方式。第39页/共50页2009-6九、设计采用新技术新设备新材料九、设计采用新技术新设备新材料（一）电力工程设计技术创新续上续上 （1 1）中性点经消弧线圈接地方

41、式主要有如下特点：）中性点经消弧线圈接地方式主要有如下特点：1 1）运行可靠性最高；）运行可靠性最高；2 2）对瞬间故障能自动熄弧；）对瞬间故障能自动熄弧；3 3）故障点对地电位低；）故障点对地电位低；4 4）单相接地的异常过电压能抑制在）单相接地的异常过电压能抑制在2.82.8倍相电压以下；倍相电压以下；5 5）自动跟踪补偿消弧系统的运行经验证明，装置可以运行在欠补、）自动跟踪补偿消弧系统的运行经验证明，装置可以运行在欠补、全补、过补状态，而不会发生过去人们担心的串联谐振过电压；全补、过补状态，而不会发生过去人们担心的串联谐振过电压；6 6）运行管理比较简单；）运行管理比较简单；7 7）目前

42、，小电流接地选线装置已较成熟，具有灵敏、可靠、不需整）目前，小电流接地选线装置已较成熟，具有灵敏、可靠、不需整定等优点，是中性点经消弧线圈接地系统的重要组成部分。定等优点，是中性点经消弧线圈接地系统的重要组成部分。第40页/共50页2009-6九、设计采用新技术新设备新材料九、设计采用新技术新设备新材料（一）电力工程设计技术创新续上续上 （2 2）中性点经低电阻接地方式主要有如下特点：）中性点经低电阻接地方式主要有如下特点：1 1）单相接地的异常过电压能抑制在单相接地的异常过电压能抑制在2.82.8倍相电压以下；倍相电压以下；2 2）继电保护简单；）继电保护简单；3 3）运行管理比较简单；）运

43、行管理比较简单；4 4）供电可靠性低；）供电可靠性低；5 5）故障点地电位高，对人身及设备安全不利；）故障点地电位高，对人身及设备安全不利；6 6）对通信、电子设备干扰大。）对通信、电子设备干扰大。电力行业标准电力行业标准交流电气装置的过电压保护和绝缘配合交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T620DL/T62019971997中规定：中规定：第41页/共50页2009-6九、设计采用新技术新设备新材料九、设计采用新技术新设备新材料（一）电力工程设计技术创新续上续上 (1)3(1)310KV10KV不直接连接发电机的系统和不直接连接发电机的系统和35KV35KV、66KV66KV系统，当单

44、相系统，当单相接地故障电容电流不超过下列数值时，应采用中性点不接地方式，当超过接地故障电容电流不超过下列数值时，应采用中性点不接地方式，当超过下列数值又需在故障条件下运行时，应采用经消弧线圈接地方式：下列数值又需在故障条件下运行时，应采用经消弧线圈接地方式：a a、3 310KV10KV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统和所有钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统和所有35KV35KV、66KV66KV系统，系统，10A10A。b b、3 310KV10KV非钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统，当非钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统，当电压为：电压为：1 1）3KV3KV和

45、和6KV6KV时，时，30A30A。2 2）10KV10KV时，时，20A20A。c c、3 310KV10KV电缆线路构成的系统，电缆线路构成的系统，30A30A。（2）635KV主要由电缆线路构成的送、配电系统，单相接地故障电容电流较大时，可采用低电阻接地方式，但应考虑供电可靠性要求、故障时瞬态电压、瞬态电流对电气设备的影响、对通信的影响和继电保护技术的要求。第42页/共50页2009-6九、设计采用新技术新设备新材料九、设计采用新技术新设备新材料（一）电力工程设计技术创新续上续上 考虑到武广客运专线采用两条10kV电力贯通线供电，供电可靠性较高，而且全电缆线路发生瞬间故障的概率较低等原因

46、，10kV电力贯通线系统采用中性点经低电阻接地运行方式，当发生单相接地故障，继电保护装置动作，及时切断故障线路。中性点接地电阻值的选择要综合各方面的因素统筹考虑，如电阻值选得过小，则接地电流过大，对附近的通信线路干扰较大；如电阻选得过大，则接地电流过小，继电保护的动作可靠性降低。根据IEEE143标准规定，15kV及以下系统，低电阻接地运行方式接地故障电流应限制在400A以下。为了降低单相接地电流对信号的干扰，减少对人身伤亡，同时又能保证继电保护快速动作，采用低电阻接地系统，10kV系统单相接地电流宜限制于300350A较为合适。由于采用了低电阻接地系统，中性点与大地之间用很小的电阻相连，一旦

47、发生单相接地故障，就会产生高达几百安培的接地电流，必须设置零序电流保护，迅速可靠地将这个电流切断。低电阻接地系统中继电保护的选择性和灵敏度较好。第43页/共50页2009-6九、设计采用新技术新设备新材料九、设计采用新技术新设备新材料（一）电力工程设计技术创新 3 3、电力贯通线电缆金属护层的接地方式电力贯通线电缆金属护层的接地方式 按照按照电力工程电缆设计规范电力工程电缆设计规范（GB50217-2007GB50217-2007）规定，电力电缆）规定，电力电缆金属护层必须直接接地。电缆金属护层的接地方式分为线路一端单点直接金属护层必须直接接地。电缆金属护层的接地方式分为线路一端单点直接接地、

48、线路中央部位单点直接接地、线路两端直接接地等方式。武广客运接地、线路中央部位单点直接接地、线路两端直接接地等方式。武广客运专线采用的是线路一端单点直接接地的方式，并且在线路另一端经电缆护专线采用的是线路一端单点直接接地的方式，并且在线路另一端经电缆护层电压限制器接地。主要基于以下几点考虑：层电压限制器接地。主要基于以下几点考虑：（1）武广客运专线区间箱式变电站间距最大不超过3.5公里，故单根电力贯通线电缆长度一般不超过4公里，单芯电缆按要求应尽量避免中间接头，故不可能采用线路中央部位单点直接接地的方式。第44页/共50页2009-6九、设计采用新技术新设备新材料九、设计采用新技术新设备新材料（

49、一）电力工程设计技术创新续上续上 （2 2）按）按GB50217-2007GB50217-2007第第4.1.104.1.10条规定，未采取能有效防止人员任意条规定，未采取能有效防止人员任意接触电缆金属护层的安全措施时，金属护层的正常感应电势不得大于接触电缆金属护层的安全措施时，金属护层的正常感应电势不得大于50V50V，采取相应措施后不得大于，采取相应措施后不得大于300V300V。经计算并经相关铁路现场测量验证，综。经计算并经相关铁路现场测量验证，综合试验段采用的线路一端单点直接接地的方式能够满足上述要求。合试验段采用的线路一端单点直接接地的方式能够满足上述要求。（3 3）如果采用线路两端

50、直接接地方式，则因为电缆金属屏蔽层中在）如果采用线路两端直接接地方式，则因为电缆金属屏蔽层中在正常和故障情况下都有感应电流通过，实际上是把电力电缆金属屏蔽层作正常和故障情况下都有感应电流通过，实际上是把电力电缆金属屏蔽层作为铁路贯通地线使用，如此一来电缆金属屏蔽层就需要满足一定的载流量为铁路贯通地线使用，如此一来电缆金属屏蔽层就需要满足一定的载流量要求，其截面积一般不能小于要求，其截面积一般不能小于16mm216mm2，从而增加了贯通线电缆投资，每公，从而增加了贯通线电缆投资，每公里电缆需增加约里电缆需增加约1.51.5万元，武广客运专线全线需增加投资约万元，武广客运专线全线需增加投资约1 1