浅析铁路电气化的设计与优化

浅析铁路电气化的设计与优化　刘东峰　（中铁二十局集团第二工程有限公司，北京１００１４２）　摘要：铁路电气化优化是指对既有铁路进行电气化的改造或者优化重建，目的在于提高铁路的运行速度和负　载能力。文章介绍了制约铁路供电系统发展的因素，并着重探讨了铁路电气化的改造方案。　关键词：铁路电气化；优化设计；供电系统；接触网；载流能力　中图分类号：Ｕ２２１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—２３７４（２０１２）１７—００４８—０３　随着铁路运量的剧增，高速化和重载化是铁路　发展的必然趋势。这就对铁路的电气系统提出了更　出了更高的要求，如果达不到要求就会故障频发，　甚至危及到铁路的运行安全问题。因此对铁路接触　网的改造是必不可少的。　高的要求，传统的电气化设施已经不能满足铁路发　展的需要，铁路的电气化改造工程迫在眉睫。　伴随着中国电网建设向特高压、超高压的方向　发展，给牵引变压器的发展带来了良好的契机。铁　路供电系统的牵引变压器也在向高电压，大容量的　方向发展。高电压保证了铁路的供电电压，同时也　１　制约供电系统发展的重要因素　１．１供电系统的供电电压　当牵引负荷不断增大时，机车的带电电流急剧　增加，一个供电臂上同时存在的列车也在不断增　加，这就造成了供电电压的损失不断增大，使得牵　降低了铁路供电网络的损耗，大容量为铁路的重载　运输创造了必要条件。　引网的末端电压降低，导致不能满足机车运行的电　压需求。　１．２供电系统的容量　２铁路电气化的改造方案　铁路原有的供电设施已经建立多年，不可能一　切推倒重建，应该在原有设施的基础上进行改造和　随着铁路系统向重载方向发展，牵引负荷不断　增大，传统牵引变压器的容量越来越不能满足铁路　发展的需要，同时由于牵引变压器长期处在过负荷　优化，否则会带来巨大的资源浪费，也会带来很多　附加的问题。保持对既有的变电站的分布不变，因　为如果重新分布变电站会带来很大麻烦，造成资金浪　的运行状态，不仅大大降低了牵引变压器本身的使　用寿命，同时也带来了很多的安全隐患，造成断电　停运等故障，影响整个牵引供电系统的可靠性，因　此对牵引变进行增容改造势在必行。　１。３接触网的载流能力　费。所以在方案的设计过程中，必须进行细致的实地　考察，弄清楚岔道位置和供电线路的关系，结合运输　的实际要求，从运行的角度优化方案，争取做到线　路、供电站、接触网、信号传输等环节的协调统一。　一般的设计思路和步骤按以下的步骤进行：　铁路运量的增加导致运载电流的增大，这就对　铁路接触网提出了更高的要求。传统的铁路接触网　都是在当时现有的条件下建设的，已经远远不能满　２．１　牵引供电系统的改造　牵引变压器是铁路供电系统的一个重要环节，　直接影响整个系统供电质量和可靠性。原有的牵引　变压器容量已经不能满足要求，同时由于变压器经　常在过负荷的条件下运行，这就对牵引变的容量、　足当前的要求。电流增大导致接触网导线温度升　高，对供电导线的质量、机械性能和电气性能都提　４８　ｏ中闯高靳技术企业２０１　２　０６　电压、质量和制造工艺等方面提出了更高的要求。　一般牵引供电系统的按照最高电压２７．５ｋＶ进行设　计，高压侧可以接￣ｌＪ２２０ｋＶ、１　ｌＯｋＶ的电网系统中，　牵引变的类型包括直供牵引变、ＡＴ型牵引变、平　衡牵引变等，接线的方式也有多种，包括纯单相接　线、ｖ／ｖ（ｖ／ｘ）、ＳＣＯＴＴ接线等，所以通过对实地　进行考查，选择具有合适容量、合适类型和接线方　式的变压器是必须谨慎考虑的。　牵引网络中的导线都是按照早前的运载能力进　行设计的，必须认真核算既有接触网的载流能力是　否满足要求，如果不能满足要求，必须进行改造和　更换，选择截面较大、载流能力较强的导线，从而　降低导线中的电流密度，提高导线的机械性能和电　气性能。目前可供选择的导线材料大部分是铜合金　材料，有银铜、锡铜、镁铜等，不同材料的热稳定　性和机械性能不一样，导线的选择需结合牵引变的　供电能力综合考虑。　牵引系统的改造应该在尽量不影响行车和运输　能力，否则会给国民经济带来影响，应该本着施工　简易，安装方便快捷、使用标准件等原则，尽量以　最快的速度完成改造。另外，牵引变的改造涉及到　外部电源的供给问题，经常出现由于铁路部门和电　力部门没有及时的沟通交流，造成外部电源工程建　设滞后于铁路的用电需求，并且在投运过程中暴露　出很多问题，耽误了整个工程的进度。　２．２接触网的电气化改造　对现有的接触网进行改造，既要考虑站前单位　施工和开通方案的安排，又要受到不间断运输方式　的限制，必将存在线路施工和电化施工相互配合，　但又相互冲突的情况，这就需要协调各个部门，统　筹兼顾，合理的进行改造。　２．２．１　改造现有的中间柱接触悬挂　一方面采用在合适位置新增支柱的方案，保持　现有的接触网悬挂定位以维持线路正常运营。一方　面采用新增软横跨的改造方案。　２．２．２改造现有的道岔定位柱　在道岔定位柱的改造中，应尽可能将改造后的　新增支柱定位在标准定位或往岔心方向偏移，如受　条件限制则改为非标准定位。　２．２．３　改造现有的接触悬挂下锚　下锚改造是电气化改造中的另一个重要施工项　目，常用于当既有接触网锚柱影响线路改造铺轨需　提前拆除时。其方案是在适当位置设立新锚柱，对　既有接触网下锚进行改造过渡。　２．２．４优化设计现有的站台和雨棚　既有的站台和雨棚结构复杂，类型多样，在优　化设计时要根据站台和雨棚的地理位置、实际条　件，采用不同的基础设计和接触网结构形成。特别　是对大中型的客运站，应当设计多个站台和雨棚的　接触网悬挂方式，并根据现场的实际条件，多方论　证，采取最适合的设计方案，同时要注意对既有设　施的改造和利用，简化施工，节约成本。　２．２．５　对桥梁处做重点处理　对顶帽宽度较小的双柱轻型桥墩，要在两个墩　柱间增加钢筋混凝土联结板，用来提高桥梁的横向　稳定性；对稳定性较差的轻型桥墩，要在做好横向　加固，加设接触网支柱的基础上，测试桥梁的横向　位移，如果测试不合格，就要增加地面支柱，增强　其稳定性。　对现有的接触网改造是一个可变性较强的环　节，应该灵活把握，一方面做到合情合理、科学可　靠，另一方面兼顾到原有的设施，降低成本，不浪　费资源，而且使得效率大大提高。所以在优化设计　时，必须考虑的全面周到、有理有据，最终大大提　高接触网的安全性和可靠性。　３改造过程中的安全技术措施　改造过程中必须确保机车行车安全、人身安全　和设备安全，必须制定严格的管理规范和改造流　程。电气化改造前，必须进行细致的实地考察，对　现有的设备的状态调查清楚，对整个改造区段各个　锚段参数、供电单元分段情况、天窗点安排等情况　全面掌握，结合实际情况制定改造方案，编制施工　计划，有计划的安排停电区问。　另外，电气接触网高压电磁波对铁路周围的影　响和干扰也是不容忽视的，铁路牵引变的运行造成　整个电网运行的不对称性，给电网系统的其他设备　带来影响，因此需要采取必要的措施，尽量减小铁　路供电系统对整个电网系统的影响。　４结语　铁路运输关系到国民经济的发展，只有对铁路　电气化改造才能满足国民经济发展的需要，而且任　２０１　２　０６　ｏ中闯高新斌术企业４９　３　Ｇ网络中无线基站的设计与实现　孙超　（广东南方通信建设有限公司，广东广州５１０６３０）　摘要：随着３Ｇ时代的到来，我国在移动通信方面投入了大量的人力物力进行建设，且成果颇丰。在大面积的　３Ｇ网络建设中，无线基站作为其最重要的一环，必须要有合理的设计与建设才能使３Ｇ网络更为优化和成本　更低。文章从基站的基本概念、基站建设的依据以及基站的维护等方面作了分析和说明。　关键词：无线基站；３Ｇ；基站维护；蓄电池；反向功率控制；前向功率控制　中图分类号：ＴＰ３９３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—２３７４（２０１２）１７—００５０—０３　１　概述　近３００个城市。而３Ｇ网的建设还在继续，营运商和　随着经济发展的大潮，全球通信业取得了巨大　消费者都希望能以最低的代价获取最优的服务，所　的发展。而随着以ｃＤＭＡ２Ｏ００＼ｗｃＤＭＡ和ＴＤ－ＳＣＤＭＡ为代　以我们需要找到最优的无线基站的设计与管理的方　表的第三代移动通信（３Ｇ）技术的提出，通信业更　案。　发生了翻天覆地的变化。　２无线基站的基本概念　在近几年里，国内的三家移动业务运营商也在　２．１基站的基本定义　大力投入３Ｇ网络建设。中国电信已经建立了超过３Ｏ　从狭义上来说，基站ＢＳ（Ｂａｓｅ　Ｓｔａｔｉｏｎ）即为　万个基站的在ＣＤＭＡ２０００的３Ｇ网络，其已覆盖了全国　无线电台站的表现形式。在一个无线电覆盖的有限　大部分城市和部分县级城市和乡镇，也是３种３Ｇ网　区域内，它能完成与移动台ＭＳ（Ｍｏｂｉｌｅ　Ｓｔａｔｉｏｎ）　中覆盖范围最广的一个；中国联通在也ＷＣＤＭＡ中投　通过移动交换中，￣ＭＳＣ（Ｍｏｂｉ　ｌｅ　Ｓｗｉｔｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ）　入了大量的人力和物力，其已建基站在２０１０年末就　来传递信息的无线电收发装置。移动通信中的蜂窝　已经超过１５万个；中国移动的ＴＤ—ＳＣＤＭＡ网络也差不　小区的基本组成单元就是基站，它的功能是让移动　多有超过１２万个基站点了，其在全国范围内覆盖了　通信用户和移动通信网之间能够通信，并且管理移　务很复杂、很艰巨，既要保证现有的电气化设备利　２００９，（１１　用率最大化，在此基础上增加更加先进的设备，又　［３］张金龙．浅析接触网悬挂调整安全技术【Ｉ】．中小企业管　要保证铁路连续的运输能力不被中断，给工程人员　理与科技，２０１１，（４）．　带来了严峻的考验。因此必须详细的制定施工计　【４１　吉鹏霄．接触网［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００６．　划、严格的进行施工管理，并提高施工效率。ｏ　［５］水间亮．铁路电气化优化要素的实现田．交流技术与电　力牵引，２００９，（３）．　参考文献　【１】任占文．浅析电气化铁路供电系统【『］．科技创新导报，　作者简介：刘东峰（１９８０一），男，河北沧州人，供职于中铁　２００９，（１２）．　二十局集团第二工程有限公司。　［２】任应科．浅析既有铁路的电气化改造工程Ｕ】．工业科技，　（责任编辑：周加转）　５０　ｏ中闻高新斌：　址２０１２　０６