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中老铁路和电能是怎样链接的?

日期:2021-07-20    来源:南网50Hz

国际电力网

2021
07/20
09:11
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关键词: 电气化铁路 电力设施 牵引变电站

你或许在一些影视作品里看到过这样的场景:

一个人抡着铲子,疯狂地往火炉里加煤。镜头一转,火车呜呜呜冒着烟,车轮咔哒咔哒往前冲……

▲复古蒸汽火车。(图片来源:视觉中国)

这才是真正的“火车”——把燃烧产生的热能通过各种装置转换为驱动机车的机械能。蒸汽机车作为第一次工业革命的标志性成果,代表了当时的先进生产力和技术。

▲内燃机火车。(图片来源:视觉中国)

内燃机车是蒸汽机车的进化版本,工作原理不变,还是热能转化为机械能。在有些地方我们还能看到这种火车。

不过,我们最常见的火车不长这样。第二次工业革命中诞生了电力机车,又称电力火车,就是从供电网(接触网)或供电轨中获取电能,再通过电动机驱动车辆行驶的火车。

▲停靠在高铁站的和谐号动车组。(图片来源:视觉中国)

电力火车有很多优点,综合性能比蒸汽机车和内燃机车强得多,已经得到广泛应用并且还在持续进化中。我们说的“高铁”(高速铁路)就是电气化铁路,“动车”就是在电气化铁路轨道上飞驰的一种电力火车。

电力火车跑得快,其所需要的电能由电气化铁路的供电系统提供。所以,电力火车的行进线路必须铺设电力设施

▲中老铁路与外部供电线路。南方电网云南普洱供电局 供图

正在建设中的中老铁路,是国家Ⅰ级电气化铁路。中国段正线全长508.53公里,南方电网云南电网投资的中老铁路国内段外部供电工程新建了220千伏输电线路679.8公里,杆塔1587基,开关站3个。目前,工程建设已接近尾声。

01

接触网

▲这里是正在建设中的中老铁路国内磨憨火车站。铁轨上空就是给火车供电的“接触网”。

▲在电气化铁路中,接触网是沿铁轨上空呈"之"字形架设,供受电弓取流的高压输电线。

▲高铁受电弓。林丹丹 摄

看到列车车顶伸上去的折叠装置了吗?是不是很像游乐场里夹公仔用的“大手怪”?它就是“受电弓”,作用可是大大的哟!不过它抓的可不是公仔,而是“电能”!也就是说,它能将架空接触网上的电能传送到车内,那么有了电的火车就能跑起来了。

02

牵引变电站

接触网是电气化铁路的动脉,牵引变电站是心脏。

▲距离磨憨火车站不足百米的中老铁路磨憨牵引变电站。南方电网云南西双版纳局供图

这里有个冷门知识:接触网标称电压值是25千伏,最高工作电压为27.5千伏,短时(5分钟)最高工作电压为29千伏,最低工作电压为20千伏。所以,牵引变电所的主要任务,就是将电网输送来的110千伏/220千伏三相交流电变换为27.5千伏,进行三相交替循环供给到接触网上,达到电力平衡。

中老铁路国内玉溪至磨憨段全长508公里,共有14座牵引变电站,平均几十公里就有一座。每个牵引变伸出两个供电支,提供不同相的交流电,形成一个“供电段”。

在铁路系统有一个重要的业务部门也叫“供电段”,主要负责责电气化铁路的牵引供电、铁路运输信号供电、铁路地区的电力供应、电力设备的检修与保养等工作。

03

外部供电

牵引变电站是个“中转站”,也是电网和铁路的“分界线”。

▲①接触网和②牵引变电站,属于铁路部门,也由铁路相关部门进行运维。而越过围墙从远方绵延而来的铁塔银线,属于电网公司。

为铁路服务的电网和配套设备不是天生就有的,电力火车跑到哪儿,电网就得建到哪里。中老铁路中国段正线全长508.53公里,南方电网云南电网投资的中老铁路外部供电工程新建了220千伏输电线路679.8千米,杆塔1587基,开关站3个。

▲一图读懂铁路线路的电是从哪儿来的(网络图片)

中老铁路国内段外部供电项目,为中老铁路沿线的14个牵引变提供双回路供电,“一主一备,互为备用”,为中老铁路安全稳定运行提供电力“双保险”。

双回路供电

每一座铁路牵引变电站都有双电源和双回路线。例如,500千伏版纳变电站和220千伏傣乡变电站各有一回线路接入嘎洒牵引站,如果其中一回线路发生故障,那另一回线路也能保证铁路牵引站的正常供电。当一个牵引变停电时,相邻的牵引变也能越区供电。

电网&铁路

不论是铁路的接触网、牵引站,还是电网的输电线、变电站,都有一个共“ 痛”点:安全。

在热火朝天的中老铁路西双版纳站建设现场,小赫兹遇到了(筹建)西双版纳火车站派出所所长张海崇。虽然派出所和火车站的建筑都尚未完工,但他已经忙了起来,工作之一就是安全宣传。

01不要在铁路上行走坐卧

张海崇告诉小赫兹,在铁路正式通车之前,要进行联调联试,检测线路的信号、电力设备等。如果老百姓没看到通车就误以为不带电,从而在接触网或其他带电设备附近活动,有可能会发生触电的危险。

当然,铁路正式通车后,带电成为常态,更不能到铁路上行走坐卧,不但自己有危险,还有可能妨碍火车正常运行。

02不要在接触网附近打伞

铁路接触网带27.5千伏高压电,在其导线及连接部件2米范围内,通常都有强大的电磁场。在半封闭或者露天的站台,如果旅客带着雨伞、木棒等高长物件,又遇上下雨天,水流成线,也就相当于高压线上面接了几根电线下来。因此,接触网放电致人伤亡是有可能的。

03小心线路附近的飘挂物

很多人还记得今年5月1日,京广高铁因大风吹薄膜到接触网而发生故障,导致数百趟高铁晚点的事故。短短“五一”假期间,大风导致接触网挂异物导致高铁晚点更是频上热搜。

▲(根据@北京铁路 微博整理)

敲重点:“飘挂物”请走开!

气球地膜塑料纸,风筝布条彩钢板,不管是接触网还是电网,都怕飘挂物。这些东西一旦挂上去,很容易引起短路跳闸,从而影响电气化铁路或者电网的安全稳定运行。

▲挂在铁塔上的塑料薄膜。(资料图)

为了避免这种情况,最好是提前预防,比如宣传线路附近不能放风筝、气球、孔明灯等,塑料大棚、彩钢棚、广告牌等也应采取加固防护措施。

对于飘挂物,电网清障有“利器”!

如果避免不了飘挂物,传统的清除方式是要停电爬塔手取,或者在有限的条件下动用带电高空作业车,费时费力。好在,我们还有不少利器:

▲出动喷火无人机

▲就是这么喷火滴~

使用这种喷火无人机助力清障,一方面避免了检修工人登塔,消除了高空作业风险;另一方面有效避免了线路停电,提升了线路可靠性。

▲这是激光光清障仪正在采用地面人员远距离瞄准、从地面发射高能激光束的方式来点燃、切割导线上的飘挂物。

▲飘挂物就是这样被“远程”切割掉了!直接远距离及时、快速、安全地清除,无需设备停电,也不需要人员登塔。

使用这种激光清障仪后,平均每回线路清障时间降低83%,作业人员减少66%,每年减少停电时间500余小时。

道路千万条,安全第一条。就像我们平常见的电气化铁路一样,建成铁路外部供电工程、给中老铁路“通电”只是第一步,未来还需要电网、铁路和民众一起作为,共同维护铁路和电网的安全稳定运行,确保公众出行安全顺畅。

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