| 标题 | 青藏铁路供电技术及运营维护管理 |
| 范文 | 邢挺 摘 要：格尔木至拉萨电网薄弱，供电单一，电杆冻胀上拔下沉是影响供电安全的主要原因，青藏铁路格尔木至拉萨段供电技术吸取了以往的建设经验，采用长距离送电装置、管桩基础等新技术，确保了供电安全可靠，为后期的拉日铁路、敦格铁路、格库铁路、拉林铁路等高海拔地区铁路建设提供了很好的参考。 关键词：青藏铁路；关键技术；绝缘子 中图分类号：U223 文献标志码：A 0 引言 青藏铁路格尔木至拉萨段是世界上海拔最高、冻土层最长的高原铁路，是中国21世纪四大工程之一，因千里冻土、高寒缺氧、生态脆弱三大世界级难题给铁路供电设备杆基稳定性、供电可靠性、设备日常巡视维护产生了巨大影响，为了解决三大难题带给铁路供电的影响，需要对综合自动化关键技术、电力设备可靠性和运营维护等方面进行研究。 1 工程概况 青藏铁路格尔木至拉萨段，北起青海省格尔木市（海拔2 828 m），溯格尔木河而上，经纳赤台攀升至昆仑山垭口，经五道梁、沱沱河、雁石坪，翻越唐古拉山垭口（海拔5 072 m），经西藏自治区安多、那曲、当雄，顺羊八井峡谷南下，抵西藏自治区首府拉萨市（海拔3 641 m），全长1142 km，线路从北到南纵贯号称“世界屋脊”的青藏高原腹地，全线共设58个车站，其中格尔木、南山口、安多、那曲、当雄、拉萨西、拉萨7个为有人值守车站，其余51个为无人值守车站。青藏铁路格拉段2006年6月1日正式开通运营。安全运营已13年。 2 供电关键技术 2.1 光伏发电储能技术 为了解决地方电网薄弱，供电单一的问题，在43个站建立了光伏发电储能设备，作为车站行车设备的二路电源。同时与道岔融雪设备备用电源进行互投，实现了车站行车设备由三路电源供电，极大地提升了供电可靠性。 2.2 超长距离供电技术 由于沿线电源缺乏，青藏线格尔木至拉萨段采用35 kV电力贯通线供电，且供电臂长，最长供电臂195 km，是35 kV正常供电半径50 km的4倍，在越区供电情况下供电距离达到了340 km。长距离供电存在许多技术问题，首先，在轻载情况下，由于线路电容电流过大，末端电压升高，开断与关合轻载线路产生过电压等问题；其次，在重载情况下，由于线路电抗大，又使线路压降过大，末端电压严重不足，部分设备无法正常工作的问题。为解决以上问题，在纳赤台、五道梁、沱沱河、安多和那曲35 kV配电所设置了并联电容补偿、串联电容补偿和并联电抗补偿的综合补偿设置，在正常供电情况下，该装置不投入，在越区供电情况下，该装置投入运行。 2.3 管桩、灌注桩技术 青藏铁路格尔木至拉萨段穿越多年连续冻土里程达550 km，占全长的48 %。为了解决冻土产生“冻胀”和“融沉”引起的杆塔稳定性问题，采取了预制混凝土管桩和灌注桩穿透冻土上限的技术措施，确保了杆基的稳定性。 2.4 SUNPAN（Window+Unix混合平台）格拉段电力远动调度自动化系统 建立了SUNPAN（Window+Unix混合平台）格拉段电力远动调度自动化系统，实现了电力设备智能化管理，解决了格拉段恶劣自然环境下供电线路发生设备故障时人工巡视查找故障困难大、高寒缺氧、不适宜人员生存、供电设备维护困难大的问题，有效提升了供电设备稳定运行的可靠性。 2.5 电力设备可靠性评估体系 针对格拉段高寒高海拔，生态脆弱等恶劣的自然环境，供电设备日常维护困难，设备故障率较高的问题，基于马尔可夫过程理论，建立了含贯通线路及电力设备的故障模型，确定了铁路电力系统短期可靠性评估技术规程，形成了格拉段电力设备可靠性评估体系，给电力设备巡视日常检修维护提供了依据，有效提升了供电设备故障预防能力，确保了格拉段电力设备安全稳定运行。 2.6 设备选型 2.6.1 绝缘子 采用了抗紫外线、抗污闪能力强的钢化玻璃绝缘子，在海拔2 500 m～3 500 m地区直线杆塔选用4片FC70/146型钢化玻璃绝缘子，耐张杆塔选用5片FC70/146型钢化玻璃绝缘子；在海拔3 500 m以上地区直线杆塔选用5片FC70/146型钢化玻璃绝缘子，耐张杆塔选用6片FC70/146型钢化玻璃绝缘子。 2.6.2 杆塔 全线直线区段采用?300 等径钢筋混凝土“门”型杆，转角采用铁塔，绝缘子采用悬垂固定方式。 2.6.3 高压开关柜 高压开关柜设备47个车站采用德国西门子公司生产的8DA10系列、11个车站使用了上海帕瓦翼公司与日本合资生产的气体绝缘免维护开关柜，此开关柜设计的额定电压最高40.5 kV，额定电流最高2 500 A。允许的额定最大短路电流可达到108 kA，最大短路开断电流达到40 kA。具有以下特征：最小的防火负载、极少的维护、带逻辑机械联锁的持续开关柜联锁系统。由于运用密闭系统，一次部件不受环境影响（污染、湿气和小动物），保障了人身安全和设备安全。 2.6.4 线路高压负荷开关 生产厂家为韩国日进电气株式会社，此开关是安装在35 kV柱上配电线路的SF6气体绝缘负荷开关，开关可进行手动、电动或远程操作。可在环境温度最高为50 ℃、最低为-45 ℃，风速在700 Pa（70 daN/m2）以下的场所正常使用。具备受环境因素影响少、可靠性高的高原使用要求。 2.6.5 变压器 采用济南金曼克电气有限公司的SC13型节能干式变压器，该变压器是济南金曼克电气有限公司引进德国May & Christe公司干式电力变压器专有技术，并在对引进技术消化吸收的基础上，采用新技术、新工艺、新材料不断改进产品结构、性能成功开发出的第三代产品，该型号产品采用多项专利技术，闭锁式拉板紧固装置、轭铁紧固装置和无碱无蜡玻璃丝带包电磁线，以上专利的取得和引用，使干式变压器阻燃防潮、无局放、抗短路能力强、噪声降低15 dB～20 dB，损耗降低了10 %～35 %，阻燃性能提高8倍，同时机械电气强度明显提高，外形更加美观。 3 运营维护模式和特点 3.1 采用“维管+监管、管修分离”的管理新模式 供电设备维护管理采用西宁供电段监管、中铁十二局负责日常维护、管理的代维模式。这种模式较西宁供电段自己维护减少维护人员约150人，每年减少维护人员成本费用约2 124万元。 3.2 专业检修 在格尔木设立了电力调度中心，建立以电力调度为监控主体、以代维公司为专业修主体、以供电段监管车间为监督考核主体、以厂家为技术支持主体的维修新机制。 3.3 多检多巡 充分发挥集团公司供电检测所、西宁供电段监管车间、代维公司三级部门检测手段和技术人员的作用，加强设备状态和电气特性的动态分析，实时掌握设备状态，强化日常巡视作用，及时发现问题，实现有目的的检修。 3.4 器材返厂 参照高铁维修体制，对具有主备功能的设备实行故障维修，单套设备实行定期检查、状态维修，蓄电池执行寿命管理。 3.5 技術支持 引进国外或技术含量较高的设备与设备提供商签订技术支持协议，由设备提供商进行远程技术支持或现场留人进行应急故障分析和处理，同时进行硬件供应的支持。 4 结语 青藏铁路格拉段供电技术和运营维护经验已在拉日铁路、格库铁路成功应用，为正在开建的川藏铁路拉林段、即将开建的川藏铁路林芝至雅安等铁路提供了很好的借鉴和技术支持。 参考文献 [1]张睿.贯通式同相供电系统电能变换器的研究[J].电气化铁道，2012（4）：19-22. [2]张华志.高速铁路供电维修方案探讨[J].铁道建筑技术，2014（2）：70-72，80. [3]许克亮.高速铁路综合维修必要性分析及方案建议[J].铁道勘察，2010，36（3）：122-125. |
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