陳 杰

0 引言

目前，國內(nèi)高速鐵路、客運專線及重載鐵路的牽引供電系統(tǒng)大多采用AT供電方式，且相當一部分AT牽引變電所、AT所及AT分區(qū)所配電設(shè)備采用全戶外中型布置方式，該布置方式因其較高的性價比，廣泛應(yīng)用于電氣化鐵路建設(shè)中，但由于其占地面積過于龐大而顯得美中不足，特別是在地形比較復(fù)雜、場坪面積受限，或者征地比較困難地區(qū)都要求壓縮設(shè)備布置空間，縮小所亭的占地以滿足特殊要求。借鑒電力系統(tǒng)及國外電氣化鐵路建設(shè)經(jīng)驗，并通過秦沈客運專線既有山海關(guān)牽引變電所直供方式改AT方式的設(shè)計及施工經(jīng)驗，介紹一種2×27.5 kV室外配電裝置緊湊型布置方式。

1 山海關(guān)牽引變電所AT供電方式改造

既有秦沈客運專線采用直接供電方式，于2003年開通運行，除山綏段預(yù)留時速300 km條件外，全線按時速250 km設(shè)計。隨著動車組的上線運行，既有牽引供電系統(tǒng)不能滿足開行動車的需要，2009年開始對秦沈客運專線進行擴能改造設(shè)計，為滿足山綏段開行時速300 km動車的需要，對山綏區(qū)間進行AT方式的改造。其中，需要將既有山海關(guān)牽引變電所改造成V/X接線AT供電方式的牽引變電所，經(jīng)過方案比選，低壓側(cè)2×27.5 kV設(shè)備采用室外中型布置方式。而原場坪高壓室外的空間按常規(guī)布置方式不能滿足要求，且場坪受周邊環(huán)境限制無法向外擴展。針對以上情況，對2×27.5 kV室外設(shè)備布置方式進行特殊設(shè)計，采用緊湊型布置方式。

2 緊湊布置方式

普通中型布置方式把電氣設(shè)備設(shè)置在支架或地面基礎(chǔ)上，母線下方不布置任何電氣設(shè)備，設(shè)備的維護和操作大多在地面上進行，采用該布置方式對于設(shè)備的安裝、檢修和搬運均較為方便，亦可靠近設(shè)備巡檢，缺點是設(shè)備間布置較為分散，總占地面積較大。

緊湊型布置方式是在原普通中型布置方式基礎(chǔ)上對開關(guān)設(shè)備布置方式的一種優(yōu)化，使各開關(guān)設(shè)備布置合理、緊湊、美觀。為實現(xiàn)設(shè)備緊湊布置，采取了隔離開關(guān)垂直安裝、T母線與F母線間設(shè)置間隔棒、斷路器與電流互感器同桿架設(shè)3種措施。

2.1 隔離開關(guān)垂直安裝

2×27.5 kV戶外配電裝置所采用的普通中型布置方式T母線、F母線下方均不設(shè)置開關(guān)設(shè)備，考慮到T母線、F母線離地面高7.3 m，可將開關(guān)設(shè)備布置在母線下方。隔離開關(guān)一般是母線引下的第一個設(shè)備，為實現(xiàn)緊湊布置，隔離開關(guān)安裝在T母線、F母線正下方，并采用垂直安裝方式，安裝高度5 m左右。

為保證隔離開關(guān)能夠正常分合，應(yīng)采用垂直打開方式的隔離開關(guān)，且隔離開關(guān)的手動操作機構(gòu)或電動操作機構(gòu)的傳動系統(tǒng)應(yīng)經(jīng)特殊設(shè)計（區(qū)別于垂直安裝方式隔離開關(guān)的操作機構(gòu)的傳動），具體安裝方式示意見圖1 a、圖1 b。

同時，為充分利用母線架構(gòu)支柱，可將隔離開關(guān)垂直安裝在母線架構(gòu)支柱上，具體安裝方式見圖1 c。為了保證隔離開關(guān)引下線與架構(gòu)的電氣安全距離，通過垂直安裝在架構(gòu)上的支持絕緣子固定引下線。

圖1 隔離開關(guān)安裝方式示意圖

2.2 T母線與F母線間設(shè)置間隔棒

根據(jù)設(shè)計規(guī)范，T母線與F母線之間的電氣距離不應(yīng)小于 650 mm，母線弧垂一般不大于800 mm，在考慮風偏的情況下，T母線與F母線間距按不小于1600 mm設(shè)計。借鑒電力系統(tǒng)中高壓架空線緊湊布置技術(shù)，可采用在T母線與F母線間設(shè)置間隔棒，從而減小T母線與F母線間距，同時可有效減小母線在大風中的搖擺幅度，T母線與F母線間在設(shè)置間隔棒后具體間距與母線長度、母線弧垂及間隔棒數(shù)量有關(guān)。

工程實例如圖2，兩饋線架構(gòu)距離為10 m，設(shè)置了1處間隔棒，T母線和F母線的間距縮小為1.2 m。

圖2 采用間隔棒技術(shù)現(xiàn)場實例圖

2.3 斷路器與電流互感器同桿架設(shè)

斷路器及電流互感器之間的距離主要取決于斷路器搭檢修架所需的距離，一般按 2000～2500 mm設(shè)計。電流互感器體積較小，安裝簡單，將其與斷路器同桿架設(shè)后對斷路器檢修影響較小，綜合考慮下，可將斷路器與電流互感器同桿架設(shè)以減少占地面積。同桿架設(shè)后斷路器及電流互感器之間的距離為800 mm。

圖3為斷路器與電流互感器同桿架設(shè)圖。

圖3 斷路器與電流互感器同桿架設(shè)圖

3 總體效果

圖4為山海關(guān)牽引變電所27.5 kV側(cè)設(shè)計總平面布置圖。圖中，在高壓室與所內(nèi)道路所包圍的A區(qū)域（14 m×38 m）內(nèi)，布置秦皇島方向供電的2×27.5 kV饋電設(shè)備；在道路與圍墻所包圍的B區(qū)域（6.4 m×36 m）內(nèi)，布置沈陽方向供電的2×27.5 kV饋電設(shè)備。

圖4 山海關(guān)牽引變電所27.5 kV側(cè)設(shè)計總平面布置圖

圖 5為山海關(guān)牽引變電所施工完畢后山海關(guān)方向饋電設(shè)備布置效果圖。

山海關(guān)牽引變電所已投運約1年多，尚未發(fā)生故障。

圖5 山海關(guān)牽引變電所27.5 kV側(cè)緊湊布置效果圖

4 性價比分析

如采用常規(guī)布置方式，需要將原場坪垂直鐵路方向擴大15 m，總共占地約1200 m2，采用緊湊布置方式后，可利用所內(nèi)空地。

隔離開關(guān)垂直安裝及斷路器與電流互感器同桿架設(shè)的措施不需增加額外設(shè)備，僅僅改變了設(shè)備的安裝方式，均不需額外增加費用；山海關(guān)牽引變電所共使用了10支間隔棒，而每支間隔棒價格僅為2000元/支，共增加投資約2萬元。采用上述3種措施僅需付出較小代價。

5 結(jié)語

本文介紹的設(shè)備緊湊布置方式是針對山海關(guān)牽引變電所AT方式改造特殊情況而采用的一種特殊的方式，對于一般AT方式所亭的設(shè)計也具有一定的借鑒意義。

[1]馬志堅，付春蘅. 500 kV緊湊型輸電線路技術(shù)應(yīng)用研究[J].電力建設(shè)，2005，26（10）.

[2]吳波. 高速鐵路牽引變電所電氣設(shè)備類型及布置型式[J].電氣化鐵道，2006 z：199-201.