盧 鋒

(中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,上海 200070)

近年來，國(guó)內(nèi)高鐵技術(shù)快速發(fā)展，高鐵與其他運(yùn)輸方式相比，具有準(zhǔn)時(shí)、安全、舒適、運(yùn)輸量大、能耗少、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，逐步成為陸上運(yùn)輸?shù)闹髁奫1]。因高鐵速度很快，但凡一點(diǎn)紕漏，可能造成無法估量的損失，要保證高鐵運(yùn)輸供電的安全性和可靠性，因此在工程建設(shè)的設(shè)計(jì)階段做好高鐵電力設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

一般情況下，高鐵電力供配電系統(tǒng)從地方變電站接引10 kV電源,或者通過設(shè)置鐵路35/10 kV，110/10 kV變配電所主要給車站、貨場(chǎng)、維修段所等生產(chǎn)、生活配套房屋等地區(qū)負(fù)荷較大或較為集中的鐵路用戶和沿線分散布置的鐵路區(qū)間信號(hào)中繼站、無線通信基站、光纖直放站、電力牽引各所用電、隧道檢修照明等設(shè)施提供電源[2]。

本文將以池州至黃山350 km/h的高鐵(以下簡(jiǎn)稱池黃鐵路)為例，著重介紹電力設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，希望對(duì)高鐵電力設(shè)計(jì)、施工、審圖和建設(shè)管理單位有所裨益。

1 線路概況

池州至黃山高鐵位于安徽省南部，線路大致呈東西走向，起點(diǎn)接軌寧安客專池州站，通過合安九客專溝通武漢方向，經(jīng)由九華山、太平湖、黃山等風(fēng)景名勝區(qū)，終點(diǎn)接軌黃山地區(qū)黟縣東站與在建昌景黃鐵路共站；近期黟縣東至黃山北段本線與昌景黃鐵路共線，遠(yuǎn)期結(jié)合杭黃直通線的建設(shè)時(shí)機(jī)，黟縣東至黃山北段新建三四線，并新建黃山北直通場(chǎng)與杭黃直通線貫通至杭州方向，形成武漢至杭州間的快速客運(yùn)通道。新建正線全長(zhǎng)121.44 km。

本線是武漢至杭州快速鐵路通道的重要組成部分，是連接九華山、黃山等風(fēng)景名勝的黃金旅游線路，是一條以承擔(dān)跨線中長(zhǎng)途客流為主、旅游觀光客流為輔、兼顧城際客流的客運(yùn)專線鐵路[3]。

2 既有供電設(shè)施情況

1)既有池州10 kV配電所規(guī)模為二進(jìn)十一出，裝機(jī)容量為4 688 kVA。高壓柜采用KYN28柜，設(shè)有微機(jī)保護(hù)。既有寧安城際貫通調(diào)壓器容量為630 kVA。

配電所兩路電源均從地方引接專盤專線，分別為城南變電所121線、齊山變電所135線。其中121線大部分截面為120 mm2，引入配電所段為鋁芯95 mm2電纜；135線截面為185 mm2。

2)既有池州站10/0.4 kV變電設(shè)施設(shè)置情況見表1。

表1 池州站10/0.4 kV變電設(shè)施

3)昌景黃鐵路擬建黟縣東10 kV配電所，配電所引接兩路專盤專線，調(diào)壓器為小電阻接地方式，高壓開關(guān)柜采用GIS柜，設(shè)置微機(jī)保護(hù)。昌景黃鐵路為貫通線接入設(shè)置了GIS柜。

3 電力供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 外部電源及電源線路

3.1.1 九華山10 kV配電所外部電源

新建九華山10 kV配電所的兩路電源均從地方引接專盤專線，電源線截面為240 mm2。其中電源一由地方光華110 kV變電所引接，長(zhǎng)約9 km；電源二由地方朱備35 kV變電所引接，長(zhǎng)約6 km，采用架空和電纜相結(jié)合的方式敷設(shè)。

3.1.2 黃山西10 kV配電所外部電源

新建黃山西10 kV配電所的兩路電源均從地方引接專盤專線，電源線截面為240 mm2。其中電源一由地方太平110 kV變電所引接，長(zhǎng)約9 km；電源二由地方焦村35 kV變電所引接，長(zhǎng)約12 km。電源線采用架空和電纜相結(jié)合的方式敷設(shè)。

3.1.3 池州10 kV配電所外部電源

既有池州10 kV配電所電源一(城南變電所121線)引入配電所段為95 mm2鋁芯電纜。

3.2 電力供電系統(tǒng)方案

3.2.1 全線供電方案

全線新建10 kV一級(jí)負(fù)荷貫通線和10 kV綜合負(fù)荷貫通線各一回，采用全電纜線路敷設(shè)。電纜線路采用單芯非磁性金屬鎧裝電纜，一級(jí)負(fù)荷貫通線纜截面為70 mm2，綜合負(fù)荷貫通線纜截面為95 mm2。

10 kV一級(jí)負(fù)荷貫通線作為通信、信號(hào)等重要一級(jí)負(fù)荷的主用電源及沿線其他一、二級(jí)用電負(fù)荷的備用電源；10 kV綜合負(fù)荷貫通線主要為沿線其他中小負(fù)荷供電，兼作重要一級(jí)負(fù)荷的備用電源。

10 kV一級(jí)負(fù)荷貫通線及10 kV綜合負(fù)荷貫通線區(qū)間分散設(shè)置箱式電抗器，補(bǔ)償貫通線電纜容性電流[4]。

3.2.2 區(qū)間負(fù)荷供電

1)區(qū)間負(fù)荷分布及負(fù)荷等級(jí):

區(qū)間負(fù)荷主要為通信基站、直放站、中繼站、電氣化所亭、警務(wù)區(qū)、隧道、崗?fù)さ忍幷彰骷霸O(shè)備用電。其中與行車密切相關(guān)的通信、信號(hào)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、隧道應(yīng)急照明、消防用電設(shè)備、隧道防災(zāi)救援設(shè)備等負(fù)荷為一級(jí)負(fù)荷，為通信、信號(hào)等主要設(shè)備配置的專用空調(diào)、區(qū)間視頻監(jiān)控設(shè)備、立交泵站等負(fù)荷為二級(jí)負(fù)荷；其他為三級(jí)負(fù)荷。

2)區(qū)間負(fù)荷供電方案:

通信基站、直放站：設(shè)置環(huán)網(wǎng)遠(yuǎn)動(dòng)箱變，取10 kV一級(jí)負(fù)荷貫通線電源降壓后作為通信、災(zāi)害監(jiān)測(cè)設(shè)備主用電源，取10 kV綜合負(fù)荷貫通線電源降壓后作為通信、災(zāi)害監(jiān)測(cè)設(shè)備備用電源。

信號(hào)中繼站：設(shè)環(huán)網(wǎng)遠(yuǎn)動(dòng)箱變，取10 kV一級(jí)負(fù)荷貫通線電源降壓后作為通信、信號(hào)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)設(shè)備主用電源，取10 kV綜合負(fù)荷貫通線電源降壓后作為通信、信號(hào)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)設(shè)備備用電源。

區(qū)間警務(wù)區(qū)：電源從就近區(qū)間箱變綜合負(fù)荷貫通低壓側(cè)引接。

公安崗?fù)ぃ簝?yōu)先考慮從地方引接一路低壓電源或鐵路箱變(崗?fù)ぞ噼F路箱變300 m以內(nèi)時(shí))引接低壓電源，當(dāng)以上電源引接困難時(shí)考慮采用太陽(yáng)能供電。

隧道內(nèi)負(fù)荷：長(zhǎng)度5 km以下的隧道照明電源從就近區(qū)間箱變綜合負(fù)荷貫通低壓側(cè)引接；長(zhǎng)度5 km以上的隧道照明電源從就近區(qū)間箱變一級(jí)負(fù)荷貫通低壓側(cè)、綜合負(fù)荷貫通低壓側(cè)分別引接，并經(jīng)雙電源切換后供電；隧道內(nèi)插座箱電源從就近區(qū)間箱變綜合貫通低壓側(cè)引接；射流風(fēng)機(jī)主、備用電源從就近區(qū)間箱變綜合負(fù)荷貫通低壓側(cè)、一級(jí)負(fù)荷貫通低壓側(cè)分別引接，并經(jīng)雙電源切換后供電。

牽引所亭：新建牽引變電所、分區(qū)所、開閉所等所用變的主、備用電源分別從10 kV一級(jí)負(fù)荷貫通和10 kV綜合負(fù)荷貫通線引接。

3.2.3 車站負(fù)荷供電

1)池州站：改造車站既有高速場(chǎng)信號(hào)變電設(shè)施，將既有2×100 kVA箱變更換為2×160 kVA箱變，以滿足增容的通信及信號(hào)設(shè)備用電需求。通信、信號(hào)設(shè)備主用電源引自信號(hào)箱變一級(jí)負(fù)荷貫通低壓側(cè)，備用電源引自信號(hào)箱變綜合負(fù)荷貫通低壓側(cè)。

在綜合維修工區(qū)內(nèi)新增1×630 kVA箱式變電站一座，為新增綜合維修相關(guān)負(fù)荷供電。箱變電源引自既有綜合維修工區(qū)2號(hào)箱變環(huán)出柜。

2)九華山站：在車站新建一座室內(nèi)10/0.4 kV綜合變電所，變壓器容量為2×400 kVA，為車站新增生產(chǎn)及生活設(shè)施設(shè)備供電。變電所兩路電源分別引自九華山10 kV配電所站饋一、站饋二。

在車站新建一座室內(nèi)10/0.4 kV信號(hào)變電所，變壓器容量為2×100 kVA，為車站通信及信號(hào)設(shè)備供電。變電所兩路電源分別引自10 kV一級(jí)負(fù)荷貫通、綜合負(fù)荷貫通線。另從車站室內(nèi)10/0.4 kV綜合變電所低壓側(cè)引接一路電源作為信號(hào)設(shè)備的第三路電源。

3)黃山西站：在車站新建一座室內(nèi)10/0.4 kV綜合變電所，變壓器容量為2×400 kVA，為車站新增生產(chǎn)及生活設(shè)施設(shè)備供電。變電所兩路電源分別引自黃山西10 kV配電所站饋一、站饋二。

在車站新建一座室內(nèi)10/0.4 kV信號(hào)變電所，變壓器容量為2×100 kVA，為車站通信及信號(hào)設(shè)備供電。變電所兩路電源分別引自10 kV一級(jí)負(fù)荷貫通、綜合負(fù)荷貫通線。另從車站室內(nèi)10/0.4 kV綜合變電所低壓側(cè)引接一路電源作為信號(hào)設(shè)備的第三路電源。

在綜合維修工區(qū)內(nèi)新建一座室內(nèi)10/0.4 kV綜合變電所，變壓器容量為2×500 kVA，為綜合維修工區(qū)內(nèi)負(fù)荷及車站咽喉區(qū)照明供電。變電所兩路電源分別引自黃山西10 kV配電所站饋一、站饋二。

3.3 配電所設(shè)置

3.3.1 配電所分布及主接線

新建九華山10 kV配電所、黃山西10 kV配電所，改造既有池州10 kV配電所，接入在建昌景黃鐵路黟縣東10 kV配電所。

對(duì)既有池州10 kV配電所進(jìn)行改造，將既有一級(jí)負(fù)荷貫通和綜合負(fù)荷貫通調(diào)壓器容量由630 kVA增容至800 kVA；增設(shè)池黃一級(jí)負(fù)荷貫通、綜合負(fù)荷貫通饋出回路；增設(shè)1面微保屏和1面電度表屏；室外增設(shè)池黃一級(jí)負(fù)荷貫通和綜合負(fù)荷貫通饋出隔離開關(guān)箱；其余均利用既有。

新建10 kV配電所采用斷路器分段的單母線接線，并設(shè)貫通母線段。一級(jí)負(fù)荷貫通、綜合負(fù)荷貫通線分別經(jīng)調(diào)壓器調(diào)壓后供電。配電所進(jìn)出回路在配電所院內(nèi)設(shè)置戶外隔離開關(guān)箱。電源進(jìn)線按當(dāng)?shù)毓╇姴块T要求設(shè)置計(jì)量裝置，各饋出線設(shè)置電能計(jì)量裝置。

3.3.2 保護(hù)配置

配電所的控制保護(hù)采用具有遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、時(shí)鐘等多功能的微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，并提供遠(yuǎn)動(dòng)接口。配電所繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置配置見表2[5]。

表2 配電所繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置配置表

3.3.3 設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)及形式

10 kV高壓開關(guān)柜采用GIS柜；10/0.4 kV變壓器采用新型節(jié)能干式變壓器，滿足一級(jí)能效要求；10/10 kV調(diào)壓器采用有載調(diào)壓干式電力變壓器；直流電源設(shè)備采用智能高頻開關(guān)鉛酸免維護(hù)電池直流電源柜；主母線上設(shè)磁控電抗器。

3.3.4 布置方式

配電所均采用兩層樓布置，中間設(shè)置電纜夾層。高壓開關(guān)設(shè)備、控制設(shè)備設(shè)置在二層；調(diào)壓器、小電阻接地、電抗器等設(shè)備設(shè)置在一層獨(dú)立房間內(nèi)。

3.3.5 接地型式

主母線為不接地系統(tǒng)，貫通調(diào)壓器中性點(diǎn)采用小電阻接地系統(tǒng)[6]。

3.3.6 無功補(bǔ)償方案

無功補(bǔ)償按配電所集中補(bǔ)償和就地分散補(bǔ)償相結(jié)合的方案設(shè)置。在配電所內(nèi)設(shè)置動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償磁控電抗器，補(bǔ)償后10 kV配電所進(jìn)線功率因數(shù)不低于0.9。

3.4 高低壓電力線路

3.4.1 10 kV一級(jí)負(fù)荷、綜合負(fù)荷貫通線

全線設(shè)置10 kV一級(jí)負(fù)荷貫通線和10 kV綜合負(fù)荷貫通線各一回，沿鐵路兩側(cè)預(yù)制電纜槽敷設(shè)，電纜導(dǎo)線截面分別為70 mm2和95 mm2。采用交聯(lián)聚乙烯絕緣非磁鎧裝的單芯銅芯電纜(YJV63-8.7/15 kV)，電纜過長(zhǎng)度大于5 km的隧道時(shí)，采用阻燃型。

兩回貫通線電纜不宜敷設(shè)于同一徑路，無法避免時(shí)采取電纜管、槽等保護(hù)措施，當(dāng)受條件限制同槽敷設(shè)時(shí)，應(yīng)采用分隔措施。

單芯電纜金屬層采用每段電纜一端采用單點(diǎn)直接接地方式，另一端采用經(jīng)護(hù)層保護(hù)器接地方式。

1)當(dāng)高壓箱變負(fù)荷點(diǎn)距離大于3 km時(shí)，在高壓箱變負(fù)荷點(diǎn)中間增設(shè)一處10 kV電纜對(duì)接箱，電纜進(jìn)入對(duì)接箱一端金屬層采用直接接地，出對(duì)接箱一端金屬層應(yīng)經(jīng)護(hù)層保護(hù)器接地。

2)單芯貫通線電纜終端頭的金屬護(hù)層(金屬屏蔽層和金屬外鎧)均應(yīng)采取沿正常供電方向的單端直接接地方式，其中電纜的金屬屏蔽層和金屬外鎧均應(yīng)直接接地。兩負(fù)荷點(diǎn)之間的單芯貫通線電纜應(yīng)盡量避免出現(xiàn)中間接頭，當(dāng)無法避免時(shí)，應(yīng)采用冷縮式直通接頭，對(duì)于不超過3 km的貫通線單芯電纜中間接頭金屬外鎧和電纜金屬屏蔽應(yīng)做好電氣連接和相應(yīng)的絕緣，對(duì)于超過3 km的貫通線單芯電纜中間接頭的金屬護(hù)層接地應(yīng)按照箱變內(nèi)10 kV單芯電纜終端頭金屬護(hù)層接地方式進(jìn)行接地[7]。

區(qū)間設(shè)置固定補(bǔ)償電抗器，電抗器采用星形接線，中性點(diǎn)不接地。

3.4.2 10 kV配電所電源線路

電源線一般采用YJV22-8.7/15 kV-3×240交聯(lián)鎧裝電力電纜，跨越山區(qū)時(shí)采用架空導(dǎo)線LGJ-3×240或架空絕緣線JKLGYJ-240混凝土電桿架設(shè)。

3.4.3 區(qū)間及車站電力線路

區(qū)間及車站高低壓電力線路均采用電力電纜敷設(shè)方式。高壓電纜選用YJV22-8.7/15 kV型銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝三芯電力電纜，低壓電纜一般選用VV22-0.6/1 kV，YJV22-0.6/1 kV或WDZBN-YJY22-0.6/1 kV型銅芯鎧裝電力電纜。

3.5 電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)

全線設(shè)置電力遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，在10 kV配電所、室內(nèi)10/0.4 kV變電所、箱式變電站等處設(shè)電力遠(yuǎn)動(dòng)終端。電力遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)納入綜合SCADA系統(tǒng)，由牽引變電專業(yè)統(tǒng)一考慮[8]。

3.6 其他系統(tǒng)

3.6.1 動(dòng)力、照明系統(tǒng)

動(dòng)力配線采用放射式和樹干式結(jié)合的混合式配線網(wǎng)絡(luò)。動(dòng)力設(shè)備控制按工藝要求一般采用就地控制、自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程控制相結(jié)合的方式。大型電動(dòng)機(jī)采用星-三角、軟啟動(dòng)或變頻啟動(dòng)的方式。

3.6.2 消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

在各單體內(nèi)按GB 51309—2018消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)置相應(yīng)的消防應(yīng)急照明和疏散指示。

3.6.3 防雷及接地系統(tǒng)

根據(jù)GB 50057—2010建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范、TB 10180—2016鐵路防雷及接地工程技術(shù)規(guī)范，充分考慮建筑物、構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，盡量利用建筑物、構(gòu)筑物的金屬導(dǎo)體及金屬屋面作為接閃器，非金屬屋面部分設(shè)置接閃線，以達(dá)到與建筑物的造型有機(jī)結(jié)合的效果。利用建筑物、構(gòu)筑物的鋼柱或柱內(nèi)主鋼筋作為防雷引下線，利用建筑物、構(gòu)筑物鋼筋混凝土基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地裝置[9]。

接地采用TN系統(tǒng)，一般建筑物電源引入處設(shè)接地裝置一處，所有正常時(shí)不帶電的電氣設(shè)備外殼均應(yīng)與PE線可靠連接，接地電阻值不大于10 Ω。較大車站及獨(dú)立信號(hào)樓接地采用聯(lián)合接地裝置，利用每根樁基內(nèi)的兩根主鋼筋作垂直接地極，利用結(jié)構(gòu)承臺(tái)和拉梁中的水平主鋼筋作水平接地連線，由此構(gòu)成接地網(wǎng)，接地網(wǎng)接地電阻值不大于1 Ω。

為防止暫態(tài)過電壓的干擾，如沿電源線來的雷電波、主開關(guān)操作、無功補(bǔ)償電容器等負(fù)荷的投入和切除而產(chǎn)生的過電壓波，通信、信號(hào)及其他智能系統(tǒng)設(shè)備的380/220 V供電電源根據(jù)設(shè)備的重要性，分別采取不同級(jí)別的過電壓保護(hù)等措施。

沿線車站及區(qū)間電力設(shè)施、貫通電纜線路及站內(nèi)高低壓電纜線路金屬護(hù)套均納入綜合接地系統(tǒng)，其中貫通電纜線路金屬護(hù)套采用單點(diǎn)接地方式，即一端金屬護(hù)套與綜合貫通地線可靠相連，未接地的一端裝設(shè)護(hù)層保護(hù)器以限制電纜金屬護(hù)套上的過電壓。在鐵路購(gòu)地界以外的架空線路獨(dú)立設(shè)置接地裝置。

3.6.4 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

沿線信號(hào)中繼站、配電所、人員密集場(chǎng)所及設(shè)有氣體滅火的設(shè)備用房等場(chǎng)所按照GB 50116—2013火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)置火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。

3.6.5 安全監(jiān)控系統(tǒng)

在10 kV配電所內(nèi)設(shè)置安全監(jiān)控系統(tǒng)，由設(shè)在主控站的監(jiān)控設(shè)備對(duì)多個(gè)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)供電設(shè)施進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制。本系統(tǒng)由主控站、通道、被控站三部分設(shè)備構(gòu)成，10 kV配電所作為被控站設(shè)置安全監(jiān)控柜一面，并設(shè)置門禁系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、溫濕度傳感器、碎窗探測(cè)器、電子圍欄、纜式線型差定溫火災(zāi)探測(cè)器、視頻攝像頭等終端設(shè)備。安全監(jiān)控系統(tǒng)納入數(shù)據(jù)維護(hù)通道，由牽引變專業(yè)統(tǒng)一考慮。

3.6.6 隧道防災(zāi)救援監(jiān)控系統(tǒng)

在嶺上村隧道、棠棣嶺隧道、上田嶺隧道內(nèi)設(shè)置防災(zāi)救援監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，按監(jiān)控主站、主控制器、就地控制器三級(jí)組網(wǎng)構(gòu)架控制設(shè)計(jì)。監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)隧道內(nèi)(含緊急出口、避難所、緊急救援站隧道內(nèi)部分)應(yīng)急照明、緊急救援站隧道外照明、隧道防災(zāi)風(fēng)機(jī)、消防泵及防護(hù)門等設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控[10]。

監(jiān)控主站及維護(hù)終端設(shè)置于黃山西綜合維修工區(qū)，監(jiān)控終端設(shè)置于九華山、黃山西、黟縣東站的行車室，主控制器分別設(shè)置于嶺上村隧道、棠棣嶺隧道、上田嶺隧道靠近隧道口的洞室內(nèi)，就地控制器設(shè)置于隧道風(fēng)機(jī)、消防泵、排水泵、應(yīng)急照明及防護(hù)門等附近。就地控制器具備遠(yuǎn)動(dòng)功能，采用光口傳輸、光纖組網(wǎng)。

在緊急救援站通道與正洞連接處設(shè)置集中監(jiān)控盤，集中監(jiān)控盤對(duì)救援站內(nèi)的防災(zāi)設(shè)備具備優(yōu)先控制權(quán)。在應(yīng)急救援時(shí)，可一鍵啟動(dòng)防災(zāi)設(shè)備，并通過主控制器將防災(zāi)設(shè)備的運(yùn)行工況反饋至監(jiān)控主站及監(jiān)控終端。

3.7 各類型設(shè)備選型及主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.7.1 主要設(shè)備選型

主要設(shè)備選型如表3所示。

表3 主要設(shè)備選型

3.7.2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1)10 kV GIS高壓開關(guān)柜：10 kV高壓GIS開關(guān)柜設(shè)備用于戶內(nèi)安裝，主要由金屬柜體、真空斷路器、三工位隔離開關(guān)；電流/電壓互感器、避雷器、諧振消除裝置、接地開關(guān)和表計(jì)等元器件構(gòu)成。

2)10 kV高壓環(huán)網(wǎng)柜：10 kV高壓環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜用于戶內(nèi)安裝，采用緊湊型SF6氣體絕緣的充氣式環(huán)網(wǎng)柜(獨(dú)立氣室)，主要由高壓環(huán)網(wǎng)型柜體、負(fù)荷開關(guān)/負(fù)荷開關(guān)熔斷器組合；電流/電壓互感器、避雷器、護(hù)層保護(hù)器、電纜頭、帶電顯示器、接地開關(guān)等元器件和表計(jì)等元器件構(gòu)成。

3)0.4 kV低壓開關(guān)柜：0.4 kV低壓開關(guān)柜采用固定分隔開關(guān)柜。電源柜設(shè)置浪涌防雷保護(hù)裝置[11]，各配電柜各回路配置電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)和電力多功能儀表，各斷路器設(shè)電子脫扣器。

4)交、直流電源裝置：所用交流電源采用兩路進(jìn)線，分別由兩段10 kV進(jìn)線母線的所用變供電兩路電源進(jìn)線應(yīng)滿足同時(shí)投入(斷開母聯(lián)開關(guān))和單電源運(yùn)行兩種運(yùn)行方式的要求，另外還可自動(dòng)切換，同時(shí)設(shè)有電氣閉鎖和機(jī)械閉鎖，所有開關(guān)均設(shè)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)并納入電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。

直流電源設(shè)備采用智能高頻開關(guān)鉛酸免維護(hù)電池直流電源柜[12]。交、直流電源裝置均設(shè)置浪涌防雷保護(hù)裝置。

5)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備：各種保護(hù)單元應(yīng)滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性的要求，實(shí)施對(duì)供電系統(tǒng)各種故障設(shè)備或故障區(qū)段的快速隔離，保證供電系統(tǒng)的可靠供電。

所有保護(hù)測(cè)控單元功能應(yīng)具有獨(dú)立性，應(yīng)不依賴于所內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，不應(yīng)影響裝置本體的功能及所有通過硬線實(shí)現(xiàn)的安全自動(dòng)控制功能。具有便攜機(jī)維護(hù)用通訊接口；每套保護(hù)測(cè)控單元負(fù)責(zé)一臺(tái)開關(guān)柜內(nèi)斷路器的保護(hù)、測(cè)量與控制，自帶操作回路，不需附加設(shè)備和外加繼電器即可直接跳合斷路器。

保護(hù)測(cè)控單元應(yīng)設(shè)置參數(shù)整定密碼，參數(shù)的修改應(yīng)在輸入密碼后才能設(shè)置。保護(hù)配置可通過軟件完成，在設(shè)備投運(yùn)時(shí)所有未用保護(hù)都應(yīng)處于閉鎖狀態(tài)。

各間隔單元應(yīng)具有完善的自檢功能；至少兩套以上整定值；8份以上的保護(hù)動(dòng)作和對(duì)應(yīng)的故障錄波數(shù)據(jù)；128份以上事件及告警報(bào)告。

6)磁控電抗器：采用動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置控制器、10.5 kV 300 kvar磁控電抗器及附屬設(shè)備。

7)箱式變電站：箱式變電站采用分箱式氣體絕緣環(huán)網(wǎng)柜，設(shè)置三工位SF6負(fù)荷開關(guān)，其操作電源采用交流并配置UPS作為備用；變壓器回路采用帶熔斷器負(fù)荷開關(guān)保護(hù)。箱式變電站的高、低壓開關(guān)均設(shè)置電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，并納入電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。

8)調(diào)壓器：10 kV調(diào)壓器采用SCZ-NX1系列環(huán)氧樹脂澆筑有載調(diào)壓干式電力變壓器，包括干式真空有載分接開關(guān)、有載分接開關(guān)控制器等。

9)變壓器：變壓器采用環(huán)氧澆筑線繞SC-NX1干式變壓器，自冷(AN)/強(qiáng)迫風(fēng)冷(AF)。變壓器滿足GB 20052—2020三相配電變壓器能效限定值及能效等級(jí)Ⅰ級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

基于上述介紹，高鐵電力設(shè)計(jì)主要內(nèi)容推薦如下：

1)10 kV一級(jí)負(fù)荷貫通線(截面為70 mm2)和10 kV綜合負(fù)荷貫通線(截面為95 mm2)各一條，采用交聯(lián)聚乙烯絕緣非磁鎧裝的單芯銅芯全電纜方案，以沿線分散設(shè)置的高壓并聯(lián)補(bǔ)償電抗器補(bǔ)償為主、配電所補(bǔ)償為輔，補(bǔ)償電纜容性電流，保證線路可靠供電。貫通線采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地的運(yùn)行方式。貫通電纜金屬護(hù)層采用線路一端單點(diǎn)直接接地方式，并在線路另一端經(jīng)電纜護(hù)層電壓限制器接地。

2)在負(fù)荷集中處設(shè)置10 kV配電所，采用單元式微機(jī)保護(hù)和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，并設(shè)置安全監(jiān)控。在信號(hào)樓內(nèi)合建綜合變電所和通信信號(hào)變電所。在綜合維修工區(qū)設(shè)置室內(nèi)10/0.4 kV變電所。區(qū)間負(fù)荷采用箱式變電站供電，由兩回貫通線采用環(huán)網(wǎng)柜接引10 kV電源。

3)設(shè)置鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)度中心對(duì)全線電力線路及信號(hào)電源運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制，保證鐵路行車供電。

4)設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和隧道防災(zāi)救援監(jiān)控系統(tǒng)。

目前我國(guó)還在大量建設(shè)高鐵，希望本文對(duì)其他高鐵的電力供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。