德州電廠專用線電化掛網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案

于 晨

(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司，北京 100055)

德州電廠專用線電化掛網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案

于 晨

(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司，北京 100055)

為實(shí)現(xiàn)德州電廠專用線電化掛網(wǎng)要求，通過收集資料、現(xiàn)場調(diào)查、與總體設(shè)計(jì)單位接口配合，分析電廠內(nèi)影響電化掛網(wǎng)的因素并提出解決方案，對于主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、與安全運(yùn)營有關(guān)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容進(jìn)行了闡述。方案滿足專用線運(yùn)行要求。

專用線；電氣化；接觸網(wǎng)；方案

我國的火力發(fā)電廠均建有鐵路專用線，專用線接軌站至電廠站間設(shè)有走行線，電廠站內(nèi)根據(jù)電廠規(guī)模不同設(shè)有若干條輕車線、重車線及機(jī)走線。既有電廠專用線即使在電氣化線路接軌，也多為非電化線路，列車由本務(wù)機(jī)牽引到達(dá)接軌站后，由調(diào)機(jī)牽引至電廠站專用線內(nèi)，部分電廠距離接軌站較近，廠內(nèi)部分線路進(jìn)行了頭部掛網(wǎng)，列車可以由本務(wù)機(jī)頂送至廠內(nèi)。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對電力的需求量日益增加，不斷有新建電廠開工建設(shè)，既有電廠的擴(kuò)能改造工程也相繼開展。根據(jù)鐵路部門要求，新建電廠專用線均應(yīng)電化掛網(wǎng)，既有電廠專用線在改建過程中也應(yīng)同步進(jìn)行電化改造，列車不再由調(diào)機(jī)牽引至專用線，而由本務(wù)機(jī)直接牽引進(jìn)入專用線。專用線掛網(wǎng)后作業(yè)環(huán)節(jié)減少，提高了作業(yè)效率，而且可以不再配置調(diào)機(jī)，不僅減少了機(jī)車車輛購置費(fèi)，也節(jié)約了后期運(yùn)營費(fèi)用。由于電廠內(nèi)自身的特點(diǎn)，電廠專用線電化掛網(wǎng)與一般的專用電化線掛網(wǎng)有較大區(qū)別，主要體現(xiàn)在電化掛網(wǎng)范圍、與電廠內(nèi)其他設(shè)施的協(xié)調(diào)配合等方面。本文以設(shè)有2條重車線、2條輕車線、1條機(jī)走線的德州電廠專用線為例，分析電廠內(nèi)影響電化掛網(wǎng)的因素，介紹電廠專用線電化掛網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案。

1 電化掛網(wǎng)范圍

根據(jù)運(yùn)輸需要，德州電廠專用線內(nèi)2條重車線、1條機(jī)走線及2條輕車線頭部(約200 m)需要電化掛網(wǎng)，為滿足電力機(jī)車摘掛后的轉(zhuǎn)線作業(yè)需要，重車線至翻車機(jī)廠房前的線路也需要電化掛網(wǎng)。

圖1 典型電廠專用線示意圖

2 電廠內(nèi)影響電化掛網(wǎng)的因素及解決方案

電廠內(nèi)影響電化掛網(wǎng)的因素主要有取樣機(jī)、撥車機(jī)、跨線建筑物及電廠內(nèi)作業(yè)方式。取樣機(jī)、撥車機(jī)等設(shè)置在專用線終端、翻車機(jī)廠房前，典型電廠專用線示意圖見圖1。

列車由本務(wù)機(jī)牽引至重車線后，進(jìn)行摘掛作業(yè)。本務(wù)機(jī)返回后，列車由撥車機(jī)牽引至翻車機(jī)廠房內(nèi)，在此過程中取樣機(jī)在列車頂部進(jìn)行取樣作業(yè)，作業(yè)方式為逐節(jié)取樣。在取樣作業(yè)過程中，取樣設(shè)備需要垂直于線路方向移動(dòng)，取樣機(jī)自身順線路方向走行，走行范圍是2節(jié)車皮的長度。列車卸車完成后由撥車機(jī)牽引出翻車機(jī)廠房。

圖2 取樣機(jī)凈空示意圖

根據(jù)德州電廠既有運(yùn)行情況，機(jī)車停留位置在取樣機(jī)走行范圍內(nèi)，電化改造后考慮電力機(jī)車運(yùn)行需要及接觸網(wǎng)平面布置要求，必須在取樣機(jī)既有走行范圍內(nèi)設(shè)置接觸網(wǎng)及下錨補(bǔ)償裝置。根據(jù)收集的資料及現(xiàn)場測量發(fā)現(xiàn)，取樣機(jī)軌面以上的凈空僅為5 m(見圖2)，不滿足電力牽引鐵路限界要求，接觸網(wǎng)無法從取樣機(jī)下方通過，同時(shí)下錨補(bǔ)償裝置也影響取樣機(jī)走行。

由上述分析可知，接觸網(wǎng)終點(diǎn)必須設(shè)在取樣機(jī)之前。而本項(xiàng)目是對既有電廠專用線進(jìn)行改造，無法對站場及電廠設(shè)備進(jìn)行改造，因此經(jīng)與電廠方面協(xié)調(diào)，對取樣機(jī)作業(yè)方式進(jìn)行了調(diào)整，將取樣機(jī)的走行距離縮短為1節(jié)車皮的長度。取樣機(jī)走行距離縮短后，空間仍受限，接觸懸掛無法采用正常下錨補(bǔ)償形式，只能采用無拉線的下錨硬橫梁實(shí)現(xiàn)。由于無法在下錨硬橫梁上安裝張力補(bǔ)償裝置，因此在接觸網(wǎng)平面布置時(shí)，縮短取樣機(jī)前的接觸網(wǎng)錨段長度，在下錨硬橫梁上采用硬錨形式。

經(jīng)過現(xiàn)場測量，撥車機(jī)對接觸網(wǎng)的影響較小，在接觸網(wǎng)平面布置時(shí)可以保證相互間不影響。

德州電廠內(nèi)設(shè)有一座輸煤棧橋上跨專用線，通過現(xiàn)場測量跨凈空及寬度，其凈空滿足電力牽引限界要求。

3 電化掛網(wǎng)方案及主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

德州電廠專用線在石德線八里莊站接軌，石德線供電制式為單相工頻(50 Hz)交流制，接觸網(wǎng)額定電壓為25 kV，采用帶回流線的直接供電方式。在八里莊站設(shè)有分區(qū)所，八里莊站由龍華牽引變電所供電，供電臂末端電壓不低于22 kV。由于本專用線線路長度較短，因此專用線采用帶回流線的直接供電方式，由石德線既有供電設(shè)施向其供電，在滿足供電能力的前提下為減小工程投資，本工程不新增所內(nèi)饋線及接觸網(wǎng)供電線，供電臂末端電壓滿足不低于20 kV的要求。為避免專用線故障時(shí)影響國鐵運(yùn)行，同時(shí)也便于專用線內(nèi)檢修作業(yè)，在專用線與國鐵接軌處設(shè)置絕緣錨段關(guān)節(jié)，并設(shè)置隔離開關(guān)。為增加電廠內(nèi)作業(yè)的靈活性，專用線內(nèi)每股道兩端均設(shè)置分段絕緣器，在來電側(cè)設(shè)置隔離開關(guān)。

為便于運(yùn)營維護(hù)并結(jié)合經(jīng)供電計(jì)算結(jié)果，線材選用與石德線一致，專用線走行線、重車線接觸網(wǎng)線材采用JTM95+CTAH120，輕車線、機(jī)車走行線接觸網(wǎng)線材采用JTMH70+CTAH85，采用回流線兼作為閃絡(luò)保護(hù)線，線材采用LBGLJ-185，鋼柱及未懸掛回流線的成排混凝土支柱設(shè)置架空地線，線材采用LBGLJ-70。

根據(jù)現(xiàn)場測量結(jié)果，輕車線、重車線線間距滿足立桿要求，可以采用單腕臂懸掛，但是從電廠實(shí)際運(yùn)行情況考慮，輕車線、重車線間會(huì)通行大型運(yùn)輸汽車，設(shè)置在兩線間的接觸網(wǎng)支柱會(huì)影響車輛通行，也不利于接觸網(wǎng)的安全運(yùn)行。另外從經(jīng)濟(jì)角度考慮，單腕臂懸掛也不可取，因此采用軟橫跨方案，支柱分別設(shè)置在2條輕車線外側(cè)，支柱選用熱浸鍍鋅格構(gòu)式鋼柱，基礎(chǔ)采用現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)。腕臂柱采用橫腹式混凝土支柱，采用直埋基礎(chǔ)。接觸懸掛下錨及中心錨節(jié)拉線基礎(chǔ)應(yīng)采用混凝土基礎(chǔ)，附加懸掛下錨采用拉線盤。

導(dǎo)線高度一般為6.0 m，結(jié)構(gòu)高度一般為1.4 m。27.5 kV帶電體距離上跨建筑絕緣距離≥500 mm，困難時(shí)≥300 mm，承力索在通過跨線建筑物時(shí)應(yīng)安裝絕緣護(hù)套。

腕臂柱裝配采用平腕臂+斜腕臂形式，采用不帶限位功能的鋼制定位器，承力索座、軟橫跨懸吊滑輪處安裝預(yù)絞式護(hù)線條，承力索座處預(yù)絞式護(hù)線條長度為600 mm，懸吊滑輪處預(yù)絞式護(hù)線條長度為2 m。考慮到電廠內(nèi)污染較為嚴(yán)重，27.5 kV絕緣子采用雙重絕緣復(fù)合絕緣子，回流線采用絕緣安裝，架空地線采用非絕緣安裝。

架空地線兩端、錨段中部及零散支柱設(shè)置接地極，接地電阻≤10 Ω，絕緣關(guān)節(jié)處的隔開、避雷器設(shè)置雙接地。距離27.5 kV帶電體5 m以內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)均做接地，接地電阻≤30 Ω。

4 需要注意的問題

4.1 設(shè)計(jì)過程中的接口配合

由于電廠內(nèi)工藝布置復(fù)雜，專用線附近有眾多設(shè)備，且多為電力設(shè)計(jì)院與鐵路設(shè)計(jì)院合作完成，因此在前期設(shè)計(jì)階段應(yīng)做好與各專業(yè)間的接口配合，特別是對于翻車機(jī)廠房前軌道長度、取樣機(jī)工作范圍、撥車機(jī)工作范圍、跨線建筑物凈空以及本務(wù)機(jī)種類等問題應(yīng)高度重視，若前期接口配合有誤會(huì)影響設(shè)備類型、工藝布置以及征地范圍等重大方案的確定，直接影響整體方案及后期運(yùn)行。

由于電化掛網(wǎng)的電廠專用線正在逐步實(shí)施，應(yīng)加強(qiáng)與電力設(shè)計(jì)院間的接口配合，應(yīng)重點(diǎn)注意電力牽引限界、機(jī)車走行距離、接觸懸掛下錨要求等方面的要求。對于新建電廠，在方案設(shè)計(jì)階段應(yīng)與總圖單位及站場專業(yè)協(xié)調(diào)，機(jī)車走行線道岔至取樣機(jī)之間應(yīng)留有足夠的電力機(jī)車走行距離，電力機(jī)車走行距離受調(diào)車信號(hào)機(jī)位置及接觸網(wǎng)終點(diǎn)位置影響。受電廠工藝布置等限制，接觸網(wǎng)下錨跨距不宜過長，需要結(jié)合站場專業(yè)的平面布置和電廠總圖布置情況，在不產(chǎn)生上拔力及導(dǎo)線偏角滿足規(guī)范要求的前提下盡可能縮短下錨距離，確定取樣機(jī)工作范圍。

4.2 接觸網(wǎng)平面布置

跨線建筑物的影響在新建專用線中較小，只要事先向總圖單位提供跨線建筑物的凈空要求即可。電廠內(nèi)的跨線建筑物多為輸煤棧橋、各種管線及高壓出線等設(shè)備，在實(shí)施過程中應(yīng)盡可能地通過接觸網(wǎng)自身的設(shè)計(jì)解決凈空問題。對于凈空較低的地點(diǎn)可以采用硬橫梁下軟橫跨方式。

當(dāng)有道路與專用線平交時(shí)，應(yīng)設(shè)置限界門。由于電廠內(nèi)大型車輛較多，宜采用硬橫梁式限界門，并安裝反光標(biāo)識(shí)牌。在道路附近的接觸網(wǎng)支柱應(yīng)設(shè)置混凝土防護(hù)墩。

4.3 與安全運(yùn)營有關(guān)的設(shè)計(jì)內(nèi)容

電廠內(nèi)雖然設(shè)有取樣機(jī)、翻車機(jī)等機(jī)械設(shè)備，一般情況下無人工作業(yè)，但在機(jī)械設(shè)備檢修及發(fā)生故障等特殊情況下仍會(huì)采取人工取樣及人工卸車的作業(yè)方式，同時(shí)存在重車停在空車線上人工卸車的情況，因此電廠內(nèi)輕車線、重車線必須設(shè)置分段絕緣器、帶接地刀閘的隔離開關(guān)，設(shè)置方式為股道兩端均設(shè)置分段絕緣器，一端設(shè)置帶接地刀閘的隔開，為加強(qiáng)操作的安全性可采用電動(dòng)隔開本地操作方式。同時(shí)還應(yīng)在股道間安裝橫向電分段，以確保在人工作業(yè)時(shí)的安全。

電廠專用線在建成后一般都會(huì)委托鐵路部門代維護(hù)，因此應(yīng)在設(shè)計(jì)文件中明確接觸網(wǎng)安全作業(yè)要求，接觸網(wǎng)應(yīng)按照現(xiàn)行鐵路規(guī)章制度運(yùn)行及操作。專用線開通運(yùn)行后接觸網(wǎng)隔開等設(shè)備必須由專業(yè)人員操作，平時(shí)應(yīng)上鎖防護(hù)，人工作業(yè)前應(yīng)做好驗(yàn)電接地工作。接觸網(wǎng)帶電時(shí)，人員及其攜帶的物品距離27.5 kV帶電體應(yīng)≥2 m的安全距離。

4.4 與國鐵的接口設(shè)計(jì)

電廠專用線接觸網(wǎng)一般與國鐵接觸網(wǎng)直接相連，可在接軌處設(shè)置絕緣錨段關(guān)節(jié)及隔離開關(guān)，但是此種方式不具備保護(hù)功能，一旦廠內(nèi)專用線接觸網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)將直接影響國鐵的運(yùn)行，且故障排查困難，因此在接軌處可以設(shè)置箱式開關(guān)站或柱上式開關(guān)，當(dāng)專用線接觸網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)可以將其切除，最大限度地減少對國鐵的影響。當(dāng)專用線規(guī)模較大，距離既有牽引變電所等牽引供電設(shè)施較近時(shí)，可以單獨(dú)設(shè)置供電線。應(yīng)合理選擇供電線路經(jīng)，盡可能避免在鐵路用地內(nèi)征地。在供電線架設(shè)方式上應(yīng)避免與既有接觸網(wǎng)支柱合架。在專用線接軌處應(yīng)設(shè)置接觸網(wǎng)電分相，接觸網(wǎng)電分相宜采用錨段關(guān)節(jié)式，具體形式應(yīng)結(jié)合牽引機(jī)車類型及組合方式等確定。接觸網(wǎng)電分相宜設(shè)置在坡度小、直線或曲線半徑較大的地段，同時(shí)還應(yīng)滿足對進(jìn)站信號(hào)機(jī)距離≥300 m的要求。如需對既有牽引變電設(shè)施進(jìn)行改造時(shí)，應(yīng)結(jié)合接觸網(wǎng)供電線架設(shè)方向等進(jìn)行，盡可能減小對既有牽引變電設(shè)施的改造，減小對國鐵運(yùn)輸?shù)挠绊憽?/p>

5 結(jié)語

新建電廠專用線通過前期接口配合可以滿足電化掛網(wǎng)要求，通過調(diào)整電廠內(nèi)作業(yè)方式等方法既有電廠專用線也可實(shí)現(xiàn)電化改造。列車由本務(wù)機(jī)牽引進(jìn)入專用線后，不僅提高了作業(yè)效率，也節(jié)省了調(diào)機(jī)采購及運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用。

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ContactLineSchemefortheSpecialRailwayLineofDezhouPowerPlant

YUChen

(China Railway Engineering Consultants Group Co.，Ltd，Beijing 100055,China)

To realize the contact line requirements of special railway for Dezhou power plant, through data collection, field investigation, interfacing with the overall design units,the author analyzes the factors influencing electrochemical plant of the net and proposes solutions, the main technical standards, and the safety operation of the relevant design are described in detail.The scheme meets the requirements of the special railway line operation.

special railway line；electrization；contact line；scheme

2013-04-03

于晨(1980- ),男(漢族),北京人，工程師，學(xué)士，研究方向：電氣化鐵道接觸網(wǎng)。

U225

A

2095-5383(2013)02-0047-03