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    7月12日上午主題:中國電氣化鐵路牽引供電技術、裝備與維修體系的發展主持人:中國鐵道學會副秘書長,國建華中國鐵路電氣化技術與裝備概述

    中國鐵路電氣化技術與裝備發展交流會

    7月12日上午
    主題:中國電氣化鐵路牽引供電技術、裝備與維修體系的發展
    主持人:中國鐵道學會副秘書長,國建華

    中國鐵路電氣化技術與裝備概述
    ——鐵道部工程鑒定中心電氣化處處長景德炎

    中國鐵路牽引供電維修體系建設現狀與展望
    ——鐵道部運輸局裝備部供電處處長周偉

    高速接觸網施工技術與裝備
    ——電氣化工程局副總工程師單圣熊

    運用管理及作業裝備與技術的發展

    鐵路牽引供電管理信息系統(EMIS)
    ——鄭州意達信息技術有限公司董事長宋東健

    接觸網整治及硬點消除 安全高效的接觸網檢修方法
    ——北京天澤電力集團技術總監黃桂宏

    電能量計量與管理解決方案
    ——深圳科陸電子科技股份有限公司產品推廣部經理王建誼

    7月12日下午
    主題:檢測技術與裝備的發展
    主持人:世界軌道交通發展研究會秘書長,于新安

     數字化激光接觸網檢測儀
    ——山東濟南藍動激光技術有限公司副總經理文驍陽

    第6次大提速接觸網安全檢測設備
    ——鐵科院機輛所韓通新主任

    電鐵牽引擴能與電能質量綜合治理
    ——株洲研究所工程中心高級工程師王衛安

    隨車弓網檢測技術
    ——西南交通大學光電工程研究所、成都主導科技有限公司 高曉蓉教授

    VX接線牽引變壓器等電氣化設計新技術的應用
    ——鐵道第三勘察設計院電化電信處副總工楊振龍

      

    中國鐵路牽引供電維修體系建設現狀與展望

    一、第六次提速供電裝備概況
    全路電化里程24123.6公里,電化率為31%
    時速120公里及以上線路延展里程2.2萬公里;
    時速160公里及以上線路延展里程1.4萬公里;
    時速200公里及以上線路為6003公里;
    時速250公里線路為806公里

    二、牽引供電檢修體系建設現狀
            牽引供電裝備檢修質量體系的建設
            明確提出了接觸網檢修必須堅持“預防為主、修養并重”的指導方針,堅持“周期檢測、狀態修理、壽命管理”的基本原則。以牽引供電設備“零故障”為目標,以“零缺陷”的管理理念構建牽引供電裝備檢修質量體系。積極開展標準化網工區、標準化變電所創建活動,強化質量基礎管理工作。
    接觸網檢修作業標準體系的建立
            頒布了《接觸網安全工作規程》和《接觸網運行檢修規程》,提出了接觸網硬點及其缺陷的整治要求,制定了接觸網安全專項整治方案,建立接觸網動態驗收制度
    接觸網綜合檢測監控體系的建設
            以接觸網狀態檢測與監控為目標,提出了構建接觸網綜合監控體系的框架方案,目前已開展研制工作。同時,組織做好既有機車弓網檢測、動車組弓網檢測裝置,建立檢測數據分析制度,指導接觸網維修工作,提高接觸網檢修作業質量與效率。
            牽引供電檢修作業能力的建設
            積極采用新型接觸網檢修作業機具與工具和測量工具,組織開展既有檢修作業車輛的技術提升工作,做好先進作業裝備技術引進的準備工作。
    接觸網應急搶修能力的建設
             積極推廣供電故障搶修技術支持系統,完善接觸網故障搶修預案,建立健全事故演練制度,組織供電故障修復演練,組織搶修裝備的技術改進,強化搶修材料的管理,提高快速反應能力。
    牽引供電檢修人員的技術培訓
            組織完成了牽引供電專業培訓教材的編制工作,加強了培訓基地建設工作,組織了各級管理與專業技術人員的培訓工作,組織了接觸網硬點整治經驗交流會,提高了干部職工的技術素質

    三、牽引供電面臨的新挑戰
           接觸網既要滿足開行時速250公里雙列重聯動車組的高速要求,又要滿足開行雙層集裝箱的運行要求,還要滿足開行重載貨物列車的運行要求。因此,接觸網的平順性、穩定性和零部件的可靠性面臨著嚴峻挑戰;接觸網故障檢測的及時性與準確性
    接觸網的幾何參數是建立在線路數據基準上結構參數。鐵路高速重載的運輸特征,特別是重載運輸對線路的平順性、穩定性構成嚴重危害,線路的維修養護更為頻繁。因此,要求接觸網的養護與維修必須與線路同步, 其接觸網維修面臨新挑戰
            時速200及其250公里要求弓網受流及其安全運行,要求接觸網的幾何參數及其平順性必須滿足標準要求。因此,接觸網技術狀態的檢測與監控能力面臨新挑戰
    高速運行的動車組制動距離長,一旦發生嚴重的弓網事故,接觸網故障范圍大、設備損傷重,接觸網事故救援裝備的綜合搶修能力(包括救援裝備的運行速度、架線能力以及隨車救援物料的配置等等)提出新挑戰
    四、構建牽引供電維修保障體系
            完善的設備檢修體系
            科學的檢測監控體系
            健全的規章制度體系
            精細化的科學管理體系
            快速化的應急搶修體系
            可靠的人才保障體系

    鐵路牽引供電管理信息系統(EMIS)

            隨著計算機網絡技術的飛速發展,人類社會全面步入信息時代。計算機網絡不僅方便了人們日常的信息交流,更可為鐵路運營管理所用。牽引供電專業的特點一是點多、線長、面廣;二是接觸網設備漏天布置、沒有備用;三是運輸對供電專業的要求是“零故障”。信息化建設可大大縮短供電專業的管理距離,增強接觸網檢修管理的精細度,提高管理的實效性和效率。在當今鐵路“高速、正點、重載”的新形勢下,信息化建設可為牽引供電的運營管理提供全新的思路,為建立科學、規范、可靠、高效的管理體系提供技術支持。
            近年來,牽引供電各級管理部門在信息化建設和計算機技術應用方面進行了積極的嘗試,積累了寶貴的經驗并取得了很好的效果?;卩嵵菥?ldquo;牽引供電管理信息系統”8年來的建設成果和經驗,依照《鐵路牽引供電管理信息系統建設方案審查意見》和《鐵路機務信息化規劃》以及新形勢下運輸對供電安全的基本要求,我們調整補充了《鐵路牽引供電管理信息系統(EMIS)》的功能結構,并對EMIS各應用子系統進行了修改、完善。
    EMIS功能簡介
            牽引供電系統的基本任務是通過對牽引供電設備的有效管理,實現安全、不間斷供電前提下的經濟運行。各級管理部門須充分了解設備運行規律、狀況,及時發現各種安全隱患,適實制定檢修措施,適時調整工作重點。各級事故搶修指揮人員需要及時了解事故區段情況、故障設備情況,制定并迅速啟動搶修預案,發布搶修命令,盡快恢復供電。
            圍繞牽引供電的基本任務,以先進的供電管理理念和ERP理論為指導,以各項管理制度、規程為依據,以供電段為基礎,構建牽引供電資源計劃體系,各應用子系統的功能規劃,著重考慮了生產力布局調整后的管理架構,充分考慮了各類資源的充分利用,便于系統分階段實施,我們整體規劃出若干個子系統。
            如傳統的紙、筆、電話等,信息系統是各級管理者實施管理的工具。體現管理者的理念,支持管理過程,實現管理目的是信息系統建設的終極目標。伴隨著鐵路的發展和計算機技術的進步,EMIS系統的功能結構也會不斷豐富和完善。

    第6次大提速接觸網安全檢測設備

            我國鐵路第六次大提速的線路絕大多數為既有線改造電氣化線路,接觸網直接與提速列車運行速度相關,在提速線路中占有十分重要的地位。提高接觸網的運行可靠性,保障牽引供電系統的安全,成為搞好鐵路提速安全的重要一環。為保證接觸網具有良好的安全狀態及弓網間的良好受流性能,對接觸網和受電弓進行檢測并隨時掌握接觸網的狀態參數是一項非常重要的工作。
            提速線路中客貨共線開行雙層集裝箱列車的電氣化線路,接觸線距軌面的最低高度為6330 mm。在這樣的接觸網下既要開行雙層集裝箱列車又要求開行時速200公里以上的動車組,這在世界上是前所未有的,弓網受流技術是一項具有開拓性的新技術。世界上的高速鐵路接觸網的接觸線距軌面高度一般為5300~5600mm,高速受電弓也是針對在這種高度的接觸網運行的條件下設計的。接觸線距軌面高度6330 mm的接觸網與200 km/h動車組的高速受電弓的弓網運行匹配關系和弓網適應性試驗研究是一項新的科技攻關課題。
            針對第六次大提速接觸網安全檢測的要求和弓網受流性能試驗的特點,鐵道科學研究院機車車輛研究所研制開發了以下接觸網檢測和弓網受流性能測試設備:1)接觸網-受電弓系統受流性能測試設備;2)綜合檢測車接觸網檢測系統;3)動車組車載接觸網實時檢測裝置。

    電鐵牽引擴能與電能質量綜合治理

     

            隨著國民經濟的快速增長,電氣化鐵路所承擔的運輸任務也持續增長。但是,一些既有線路,特別是坡度較大的區段,近年來由于實際運量遠超過設計運量,在運營中經常發生運緩、坡停、跳閘等現象,嚴重影響鐵路的正常運輸。通過大量的測試及研究得出,引起上述現象的主要原因為隨著負荷的增加,無功電流引起系統、牽引變壓器、接觸網等的電壓損失增大導致牽引網末端電壓嚴重降低,不能達到機車正常工作所需的最低電壓19kV。同時,電力機車在運行時無功變化迅速,電壓波動大,也嚴重影響公用電網的電能質量,并威脅其自身的安全。特別是功率因數低而導致的罰款,無功補償不足造成的附加損耗,以及電壓波動大而影響線路的通過能力等造成的直接和間接損失巨大。
            靜止無功補償裝置(Static Var Compensation-SVC)的輸出無功能快速跟蹤沖擊負荷的突變,隨時保持最佳饋電功率因數,實現動態補償,減少電壓波動,提高電能質量,節約電能。由于這種技術相對成熟,性價比高,是目前適合于電氣化鐵路的較佳補償裝置。

    隨車弓網檢測技術

            在電氣化鐵路中,電力機車的牽引方式與內燃機車和蒸汽機車不同,電力機車的電源來自沿線的接觸網。具體地說,電力機車就是通過其受電弓滑板與接觸導線的滑動接觸而取得電能的。接觸網沿線路架設,地理環境和線路條件復雜多變,而且受電弓與接觸網又是在振動中傳輸電流,接觸導線與受電弓之間的可靠接觸,是保證電力機車良好取流的重要條件。在運行中,接觸懸掛的運行狀況與受電弓的運行狀況密切相關,在取流過程中,受電弓和接觸線在機械和電氣方面都緊密相互作用著,因此,弓網關系是電氣化鐵路的主要特點之一。弓網關系匹配不好,輕則影響機車受流的穩定性,重則產生弓網故障,甚至導致惡性弓網事故的發生。
            為保證對弓網狀態的檢測和監控,世界上一些以電力牽引為主的國家,如:日本、德國、法國、原蘇聯等,都無一例外的在發展電氣化鐵路的同時,大力研究接觸網和受電弓的檢測技術,其檢測內容基本相同,并且都是在運營速度下帶電對弓網狀態進行檢測。
            我國電氣化鐵路自1961年寶雞鳳洲段第一條運行通車以來,幾十年來得到了迅速的發展,特別是隨著鐵路五次大提速和即將實施的第六次大提速,對弓網狀態的實時監測和質量控制更為重要,因此,檢測弓網狀態以指導維修工作非常必要。
            就現階段而言,對于已經具備接觸網檢測車和“弓網裝置”的電氣化鐵路局,作為弓網故障的安全預防性檢測設施,接觸網檢測車和弓網動態檢測設備二者應相輔相成,互為補充,為弓網狀態的檢測提供技術依據,為電氣化鐵路的安全運營發揮積極作用。

    VX接線牽引變壓器等電氣化設計新技術的應用

            鐵三院電化電信處處承擔并開通運營的鐵路電氣化項目主要有秦沈客運專線、京秦提速改建工程、哈大電氣化鐵路、京滬電氣化工程、滬杭電氣化工程、豐準線、朔黃線、遷曹線、秦四期工程等眾多工程,目前正在進行的主要項目有石太客運專線、津秦客運專線、京石客運專線、石鄭客運專線、沈大客運專線、京九線電氣化、石德線電氣化、徐連線電氣化、津秦沈電氣化工程等項目。
            在工程設計中,我處設計并實踐了幾乎全部種類的電氣化設計工作,如在秦四期工程秦北牽引變電所率先采用了單相變壓器的AT供電方式,并在準東鐵路福興城變電所、朔黃線龍宮變電所繼續發展為 VX接線的AT供電方式,這為我國電氣化鐵路采用AT供電方式引導了潮流,又如我們是第一個在哈大線采用全并聯供電方式、第一個在秦沈客運專線工程采用牽引變電所安全監控及綜合自動化系統,第一個作為設計院牽頭實施“四電集成”項目石太客運專線的施工設計總承包。
            在設計的工程中,我院采用過外橋接線、內橋接線、帶跨條的分支接線、不帶跨條的線路變壓器組接線、設計過110、220kV牽引變電所并獲得了建設部頒發的220kV變電站設計資質證書、設計過各種類型變壓器接線型式的牽引變電所,如YNd11、SCOTT、單相、單相AT、V/v、平衡變壓器、 VX、 Vy等,我們在設計中采用過箱式分區所、開關柜、故障性質判別裝置、電纜進出線等。
            在我們設計的項目中,哈大電氣化工程獲得了全國優秀設計工程銀獎和鐵道部優秀設計一等獎,秦沈客運專線工程、京秦提速改建工程獲得了鐵道部優秀設計二等獎,主持的科研項目“電氣化鐵路牽引供電新型成套技術”獲得了工程總公司科技進步一等獎和天津市科技進步二等獎,參與的科研項目“牽引變電所安全監控及綜合自動化系統”獲得了鐵道科學技術獎二等獎,參與的科研項目“牽引供電自動化系統成套技術及應用”獲得了2005年國家科技進步二等獎。
        到目前為止,國內電氣化鐵路中由鐵三院設計的具有顯著特色的成果為:
        1.膠濟電化項目, 郭店220kV牽引變電所近期外部電源220kV韓倉220kV地區變~濟南500kV地區變I線開斷供電,因此郭店220kV牽引變電所采用了外橋接線。
        2.濟南應急工程濟南西牽引變電所為與電力變合建的220kV牽引變電所,內設兩臺容量為45MVA單相牽引變和兩臺容量16MVA的220/10kV電力變。在客運專線大力發展的今天,本項目可為鐵路電力用220/10kV設計提供參考。
        3.AT方式 VX接線110/2×27.5kV這種新型的V系列牽引變壓器已經首次于2005年4月在準(格爾)東(勝)線地方鐵路周家灣至西營子段鐵路電氣化工程福興城牽引變電所投入運行;2007年3月,第二個采用 VX接線牽引變壓器的朔黃鐵路龍宮牽引變電所也投入了運行。
        4.適應開行2萬噸列車需要,設計遷曹線重載鐵路的聶莊牽引變電所采用了新型的單相AT牽引變壓器:容 量25MVA,其中T繞組20MVA,F繞組12MVA。
        5.京滬電化安定牽引變電所諧波治理試點工程:采用SVC方案,安裝3、5、7次濾波裝置,在牽引變壓器兩牽引相各裝設一組固定濾波器加晶閘管控制電抗器(FC+TCR)裝置。北京方向3、5、7次濾波裝置采用分立式電容器,上海方向3、5、7次濾波裝置采用了密集式電容器。 

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