论文部分内容阅读
一、基本概况
湖东站区目前共有两座10KV配电所，分别是湖东一配和湖东二配。其中湖东一配投运于1988年12月，担负着湖东站区全部的企业供电任务。随着湖东站区铁路电力负荷逐年的不断增长，湖东一配的供电能力不足现象逐步显现。到了1995年左右日趋严重。为了解决这一突出矛盾，1996年开始在湖东机务段内新建湖东二配，主要目的是将湖东机务段电力负荷分离出来，转入湖东二配供电，以缓解湖东一配满负荷运行的压力。1997年7月湖东二配正式投入运行，缓解了湖东一配供电能力不足问题。2004年，湖东一配在大秦线2亿吨扩能改造配套工程中虽然进行了设备升级改造，但电源容量没有增加。湖东二配目前已经运行17年，超大修期使用，高压开关柜采用目前已经淘汰的JYN型，保护类型为集中控制式电磁保护装置，运行可靠性差，配件缺失，维护困难，成本较高。
近年来，随着铁路新技术新设备的大量应用，特别是2004年以来的大秦线扩能改造工程以来，湖东车辆段、机务段及湖东站区新上马了大量的自动化生产设备，湖东地区的用电负荷大幅增加，使得按照上世纪80年代和90年代设计使用的两座配电所容量明显不足，已不能适应当前运输生产需要。
二、湖东一配、二配供电现状分析
（一）湖东一配
湖东配电所主接线为单母线分段布置，I段母线由110KV 1#、2#动力变馈出的301和303两个电源供电（其中一个备用），II段母线由地方倍加皂110KV变电站10KV倍湖线供电，电源为302开关。两端母线设置母联断路器，正常运行时母联断路器在斷开位置。
1、负载容量
I段母线馈出4条10kv回路，分别为站馈一、站馈三、湖东-阳原自闭线路和湖东-大同南-小站自闭线路；II段母线馈出4条10kv回路，分别为站馈二、站馈四、湖东-阳原贯通线路和湖东-大同南贯通线路。
经统计I段母线侧所供的变压器总容量为14778.4KVA，II段母线侧所供的变压器总容量为13072.2KVA。
2、电源容量
I段母线电源由湖东牵引变电所110KV动力变供电，虽然安装有2台动力变，但运行中受地方供电公司限制，只能使用其中的1台，另一台备用。每台动力变的容量为6300KVA（额定电流363A）。实际运行中，I段母线电源301回路最大电流为230A。
II段母线电源由地方10KV倍湖线供电，地方供电局报装容量为2095KVA（额定电流120A），实际运行中，II段母线电源302回路最大电流为160A，过载33%。
3、运行方式
按照设计要求，湖东配电所两段母线正常时采取分段运行方式，当其中一路电源不能正常工作时，母联备自投保护动作，自动闭合母联断路器，实现一路电源供全所负荷。但由于目前II段母线电源容量不足，已超载运行，不具备II段母线电源供全所的条件。因此我段已经将湖东配电所母联的运行方式进行了调整：即当II段母线电源停电时，投入母联断路器，由I段母线电源供全所运行；当I段母线电源301回路不能正常供电时，起用302回路供I段母线。由于302回路停电后，I段母线电源供全所时动力变满载运行，运行值班人员在调度的指挥下需要及时切除部分次要负荷。
（二）湖东二配
湖东二配电所主接线为单母线单电源不分段布置，电源由地方110KV樊庄变电站10KV樊湖线供电，电源为301开关。
1、负载容量
湖东二配目前有5条馈出回路，分别是站馈一、站馈二、站馈五、
站馈六和湖东-大同东贯通线路。需要特别说明的是二配 311回路接引湖东一配馈出的站馈三（312回路）末端，312回路接引湖东一配馈出的站馈四（322回路）末端。使得湖东二配311回路与湖东一配312回路形成两端供电方式，供湖东站馈三负荷；湖东二配312回路与湖东一配322回路形成两端供电方式，供湖东站馈四负荷。站馈五和站馈六为环形供电方式。
2、电源容量
湖东二配电源由地方樊庄110KV变电站10KV樊湖线供电，地方供电局报装容量为3650KVA（额定电流210A）。实际运行中，电源301回路最大电流为190A，接近满载运行。
3、运行方式
湖东二配为一路电源供电，10KV樊湖线电源年停电次数10次左
右，停电时间长，电源可靠性差。电源停电后，二配无备用电源，站馈五、站馈六回路停电，影响机务段生产。
综上所述，湖东一配、二配目前的电源容量在系统正常运行时可以基本保证向全部负荷供电，如发生故障停电时，需要调整为非正常运行方式，在限制次要负荷后（三级负荷），保证一级负荷供电，同时可靠性下降。
三、2013年湖东站区拟增设备容量：
1、2013年在路局在湖东大机段附近新建湖东钢轨焊接基地，新增电力负荷3000KW，需要增设6台630KVA变压器，增加容量3780KVA。
2、2013年在湖东机务段拟建电机检修库，计划增设2台800KVA变压器，增加供电容量1600KVA。
3、2013年湖东集控楼电源需要增加2台630KVA变压器，增加容量1260KVA。
以上三个项目，共计增加容量6640KVA，以湖东2座既有配电所现有的供电能力，完全不能满足要求。特别是新建湖东钢轨焊接基地，用电负载为大功率电焊机，电流经常突变，电压不稳定，质量差，对电网影响较大。如在供信号电源的母线侧接引，会对信号电源造成一定的影响。
四、外部电源新增情况调查
湖东铁路地区附近共有2座地方变电站，分别是位于大同县倍加皂镇的35KV倍加皂变电站和位于南郊区的110KV樊庄变电站。经过我段与地方供电公司调查，目前倍加皂变电站主变容量不足，不具备增容和新增出线间隔的条件；而樊庄变电站容量充足，同时具备增容和新增10KV出线间隔的条件。 五、应对增容方案
（一）方案一：新建1条樊庄电源线（樊湖二线）
从地方樊庄变电站另一段母线（与既有10KV樊湖线不同母线段）引出二路电源，容量为5600KVA，通过架空线路引入既有的湖东二配，在湖东二配新增II段母线，增设母联断路器和三面10KV馈出高压柜和电源柜。其中1面馈出柜引出高压线路供湖东钢轨焊接基地开关站，另1面馈出柜供湖东机务段电机检修库。剩余1面馈出柜备用。
需要说明的是：针对湖东钢轨焊接基地的用电容量大及负荷突变特点，为避免对既有铁路一级负荷（信号电源）的干扰，引入一路相对独立的电源为其单独供电最为可行。为此建议从樊庄变电站引出一路独立的10KV电源供钢轨焊接基地。由于湖东二配地处樊庄变电站至钢轨焊接基地的必经之路，因此建议首先将该电源引入湖东二配，与既有电源实现负荷重新分配转移，以便同时满足上述其它两处新增负荷的需要。
（二）方案二：将一配两台动力变增容，二配既有电源增容：
将一配2台动力变由6300KVA增容10000KVA，将湖东二配既有电源增容2800KVA，将现樊庄电源架空线路由LGJ—150改为LGJ—240线路，长度为9.5KM。电缆线路由YJLV22—10—3*185改为YJV22—10—3*300线路，长度为1.2KM。同时更换两所电源进线电流互感器并调整过流定值，在一配、二配高压室各增加高压柜1面。分别馈出高压电缆引接至钢轨焊接基地和机务段电机检修库。
（三）两方案比选：
方案一设计新增一路10KV电源引入二配后供钢焊接轨基地，其优点是既解决了目前两座配电室同时存在的容量不足问题，也避免了电焊负荷对电压质量要求较高的信号电源的干扰，同时通过二配既有供电网络的调节分配功能，减轻湖东一配的满负荷运行压力，同时可以解决机务段拟建电机检修库和湖东集控楼电源等新增负荷的要求，彻底解决湖东站区供电能力不足的问题。缺点是投资额较大。
方案二设计将2台110KV动力变增容，可以解决钢轨焊接基地新增负荷的需要，但是会对湖东一配I段母线所供的信号、通讯、G网、5T电源造成干扰，影响运输生产秩序。從根本上解决不了两座配电室容量不足的现状。如采用方案二、需要设计部门出具钢轨焊接基地负荷对电源电压质量不会造成劣化而影响信号电源正常使用的评估报告。该方案的优点是投资额较小。
湖东站区目前共有两座10KV配电所，分别是湖东一配和湖东二配。其中湖东一配投运于1988年12月，担负着湖东站区全部的企业供电任务。随着湖东站区铁路电力负荷逐年的不断增长，湖东一配的供电能力不足现象逐步显现。到了1995年左右日趋严重。为了解决这一突出矛盾，1996年开始在湖东机务段内新建湖东二配，主要目的是将湖东机务段电力负荷分离出来，转入湖东二配供电，以缓解湖东一配满负荷运行的压力。1997年7月湖东二配正式投入运行，缓解了湖东一配供电能力不足问题。2004年，湖东一配在大秦线2亿吨扩能改造配套工程中虽然进行了设备升级改造，但电源容量没有增加。湖东二配目前已经运行17年，超大修期使用，高压开关柜采用目前已经淘汰的JYN型，保护类型为集中控制式电磁保护装置，运行可靠性差，配件缺失，维护困难，成本较高。
近年来，随着铁路新技术新设备的大量应用，特别是2004年以来的大秦线扩能改造工程以来，湖东车辆段、机务段及湖东站区新上马了大量的自动化生产设备，湖东地区的用电负荷大幅增加，使得按照上世纪80年代和90年代设计使用的两座配电所容量明显不足，已不能适应当前运输生产需要。
二、湖东一配、二配供电现状分析
（一）湖东一配
湖东配电所主接线为单母线分段布置，I段母线由110KV 1#、2#动力变馈出的301和303两个电源供电（其中一个备用），II段母线由地方倍加皂110KV变电站10KV倍湖线供电，电源为302开关。两端母线设置母联断路器，正常运行时母联断路器在斷开位置。
1、负载容量
I段母线馈出4条10kv回路，分别为站馈一、站馈三、湖东-阳原自闭线路和湖东-大同南-小站自闭线路；II段母线馈出4条10kv回路，分别为站馈二、站馈四、湖东-阳原贯通线路和湖东-大同南贯通线路。
经统计I段母线侧所供的变压器总容量为14778.4KVA，II段母线侧所供的变压器总容量为13072.2KVA。
2、电源容量
I段母线电源由湖东牵引变电所110KV动力变供电，虽然安装有2台动力变，但运行中受地方供电公司限制，只能使用其中的1台，另一台备用。每台动力变的容量为6300KVA（额定电流363A）。实际运行中，I段母线电源301回路最大电流为230A。
II段母线电源由地方10KV倍湖线供电，地方供电局报装容量为2095KVA（额定电流120A），实际运行中，II段母线电源302回路最大电流为160A，过载33%。
3、运行方式
按照设计要求，湖东配电所两段母线正常时采取分段运行方式，当其中一路电源不能正常工作时，母联备自投保护动作，自动闭合母联断路器，实现一路电源供全所负荷。但由于目前II段母线电源容量不足，已超载运行，不具备II段母线电源供全所的条件。因此我段已经将湖东配电所母联的运行方式进行了调整：即当II段母线电源停电时，投入母联断路器，由I段母线电源供全所运行；当I段母线电源301回路不能正常供电时，起用302回路供I段母线。由于302回路停电后，I段母线电源供全所时动力变满载运行，运行值班人员在调度的指挥下需要及时切除部分次要负荷。
（二）湖东二配
湖东二配电所主接线为单母线单电源不分段布置，电源由地方110KV樊庄变电站10KV樊湖线供电，电源为301开关。
1、负载容量
湖东二配目前有5条馈出回路，分别是站馈一、站馈二、站馈五、
站馈六和湖东-大同东贯通线路。需要特别说明的是二配 311回路接引湖东一配馈出的站馈三（312回路）末端，312回路接引湖东一配馈出的站馈四（322回路）末端。使得湖东二配311回路与湖东一配312回路形成两端供电方式，供湖东站馈三负荷；湖东二配312回路与湖东一配322回路形成两端供电方式，供湖东站馈四负荷。站馈五和站馈六为环形供电方式。
2、电源容量
湖东二配电源由地方樊庄110KV变电站10KV樊湖线供电，地方供电局报装容量为3650KVA（额定电流210A）。实际运行中，电源301回路最大电流为190A，接近满载运行。
3、运行方式
湖东二配为一路电源供电，10KV樊湖线电源年停电次数10次左
右，停电时间长，电源可靠性差。电源停电后，二配无备用电源，站馈五、站馈六回路停电，影响机务段生产。
综上所述，湖东一配、二配目前的电源容量在系统正常运行时可以基本保证向全部负荷供电，如发生故障停电时，需要调整为非正常运行方式，在限制次要负荷后（三级负荷），保证一级负荷供电，同时可靠性下降。
三、2013年湖东站区拟增设备容量：
1、2013年在路局在湖东大机段附近新建湖东钢轨焊接基地，新增电力负荷3000KW，需要增设6台630KVA变压器，增加容量3780KVA。
2、2013年在湖东机务段拟建电机检修库，计划增设2台800KVA变压器，增加供电容量1600KVA。
3、2013年湖东集控楼电源需要增加2台630KVA变压器，增加容量1260KVA。
以上三个项目，共计增加容量6640KVA，以湖东2座既有配电所现有的供电能力，完全不能满足要求。特别是新建湖东钢轨焊接基地，用电负载为大功率电焊机，电流经常突变，电压不稳定，质量差，对电网影响较大。如在供信号电源的母线侧接引，会对信号电源造成一定的影响。
四、外部电源新增情况调查
湖东铁路地区附近共有2座地方变电站，分别是位于大同县倍加皂镇的35KV倍加皂变电站和位于南郊区的110KV樊庄变电站。经过我段与地方供电公司调查，目前倍加皂变电站主变容量不足，不具备增容和新增出线间隔的条件；而樊庄变电站容量充足，同时具备增容和新增10KV出线间隔的条件。 五、应对增容方案
（一）方案一：新建1条樊庄电源线（樊湖二线）
从地方樊庄变电站另一段母线（与既有10KV樊湖线不同母线段）引出二路电源，容量为5600KVA，通过架空线路引入既有的湖东二配，在湖东二配新增II段母线，增设母联断路器和三面10KV馈出高压柜和电源柜。其中1面馈出柜引出高压线路供湖东钢轨焊接基地开关站，另1面馈出柜供湖东机务段电机检修库。剩余1面馈出柜备用。
需要说明的是：针对湖东钢轨焊接基地的用电容量大及负荷突变特点，为避免对既有铁路一级负荷（信号电源）的干扰，引入一路相对独立的电源为其单独供电最为可行。为此建议从樊庄变电站引出一路独立的10KV电源供钢轨焊接基地。由于湖东二配地处樊庄变电站至钢轨焊接基地的必经之路，因此建议首先将该电源引入湖东二配，与既有电源实现负荷重新分配转移，以便同时满足上述其它两处新增负荷的需要。
（二）方案二：将一配两台动力变增容，二配既有电源增容：
将一配2台动力变由6300KVA增容10000KVA，将湖东二配既有电源增容2800KVA，将现樊庄电源架空线路由LGJ—150改为LGJ—240线路，长度为9.5KM。电缆线路由YJLV22—10—3*185改为YJV22—10—3*300线路，长度为1.2KM。同时更换两所电源进线电流互感器并调整过流定值，在一配、二配高压室各增加高压柜1面。分别馈出高压电缆引接至钢轨焊接基地和机务段电机检修库。
（三）两方案比选：
方案一设计新增一路10KV电源引入二配后供钢焊接轨基地，其优点是既解决了目前两座配电室同时存在的容量不足问题，也避免了电焊负荷对电压质量要求较高的信号电源的干扰，同时通过二配既有供电网络的调节分配功能，减轻湖东一配的满负荷运行压力，同时可以解决机务段拟建电机检修库和湖东集控楼电源等新增负荷的要求，彻底解决湖东站区供电能力不足的问题。缺点是投资额较大。
方案二设计将2台110KV动力变增容，可以解决钢轨焊接基地新增负荷的需要，但是会对湖东一配I段母线所供的信号、通讯、G网、5T电源造成干扰，影响运输生产秩序。從根本上解决不了两座配电室容量不足的现状。如采用方案二、需要设计部门出具钢轨焊接基地负荷对电源电压质量不会造成劣化而影响信号电源正常使用的评估报告。该方案的优点是投资额较小。