張華志

牽引變電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與電力行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)差異性分析

張華志

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,武漢 430063)

鐵路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)直接決定了鐵路建設(shè)水平,通過對現(xiàn)行鐵路牽引變電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與電力行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在體系結(jié)構(gòu)、規(guī)范深廣度、條文內(nèi)容等方面進(jìn)行對比分析,提出現(xiàn)行鐵路牽引變電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在GIS配電裝置、防火、220kV牽引變壓器繼電保護(hù)配置及與牽引變電所土建相關(guān)接口等方面參照電力行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)予以補(bǔ)充或新增專用標(biāo)準(zhǔn),以達(dá)到進(jìn)一步完善鐵路有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),提升鐵路牽引變電設(shè)計(jì)水平的目的。

鐵路工程;牽引變電;電力行業(yè);技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1 概述

近年來,通過大規(guī)模、高標(biāo)準(zhǔn)的鐵路建設(shè),中國鐵路創(chuàng)造了多項(xiàng)世界第一。中國鐵路引領(lǐng)了世界鐵路的發(fā)展方向,也給人們的日常生活帶來了巨大變化,不僅縮短了時空距離,方便了出行,還帶動了就業(yè),拉動了內(nèi)需。

作為鐵路建設(shè)技術(shù)支撐和指導(dǎo)的鐵路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),集中體現(xiàn)了有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理要求。鐵路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)是否體現(xiàn)最新技術(shù)發(fā)展方向,是否涵蓋最新設(shè)備及其制造工藝直接決定了鐵路建設(shè)水平。

鐵路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)包括勘察設(shè)計(jì)規(guī)范、施工規(guī)范、質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、施工安全規(guī)程,主要就設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行差異性分析。通過對電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行鐵路牽引變電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)在體系結(jié)構(gòu)、規(guī)范深廣度、條文內(nèi)容等方面進(jìn)行詳細(xì)對比分析,以達(dá)到進(jìn)一步完善鐵路有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),提升鐵路牽引變電設(shè)計(jì)水平的目的。

2 體系結(jié)構(gòu)對比分析

在標(biāo)準(zhǔn)體系的總體構(gòu)成上,電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),通用標(biāo)準(zhǔn)和專用標(biāo)準(zhǔn)3個序列。而鐵路工程標(biāo)準(zhǔn)分為管理標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)三大系列,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)又分為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),通用標(biāo)準(zhǔn)和專用標(biāo)準(zhǔn)3個序列。

2.1 基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)

電力行業(yè)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)主要分為術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)和圖形標(biāo)準(zhǔn)三大類型。鐵路行業(yè)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)主要有術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)、鐵路工程命名標(biāo)準(zhǔn)、限界標(biāo)準(zhǔn)、工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、圖形標(biāo)準(zhǔn)等。

2.2 通用標(biāo)準(zhǔn)

在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上,電力行業(yè)以《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》、《大型水、火力發(fā)電廠接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容深度規(guī)定》、《輸變電項(xiàng)目可行性研究內(nèi)容深度規(guī)定》作為輸變電工程通用標(biāo)準(zhǔn)。

鐵路行業(yè)的通用標(biāo)準(zhǔn)則以高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范、線橋站地隧及四電、建筑、給排水等專業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范、節(jié)能、抗震、勞動安全衛(wèi)生、工程防火、環(huán)境保護(hù)等系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范作為通用標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 專用標(biāo)準(zhǔn)

在專用標(biāo)準(zhǔn)上,電力行業(yè)在輸變電方面有65項(xiàng)專用標(biāo)準(zhǔn),而鐵路牽引供電方面僅有《鐵路供電調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《鐵路電力牽引變電所所用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》等幾項(xiàng)專用標(biāo)準(zhǔn)。專用標(biāo)準(zhǔn)對比參見表1。

表1 專用標(biāo)準(zhǔn)對比

2.4 小結(jié)

與電力行業(yè)相比,在體系結(jié)構(gòu)上,鐵路變電設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和通用標(biāo)準(zhǔn)均符合鐵路工程的特點(diǎn)和需求,具有較強(qiáng)的針對性。但在專用標(biāo)準(zhǔn)上,電力行業(yè)有多項(xiàng)針對某一設(shè)計(jì)領(lǐng)域的專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。與電力行業(yè)相比,鐵路牽引變電對于設(shè)計(jì)內(nèi)容的規(guī)定,除依賴通用標(biāo)準(zhǔn)《鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范》外,更多依靠電力行業(yè)和國家標(biāo)準(zhǔn),有必要在專用標(biāo)準(zhǔn)方面進(jìn)行細(xì)化。此外,電力行業(yè)把變電站土建部分也納入變電站設(shè)計(jì)規(guī)范,在此方面也值得借鑒。

3 條文內(nèi)容及深廣度對比分析

與電力行業(yè)相比,鐵路牽引變電在所址選擇及總布置,電氣主接線、敞開式配電裝置、控制室布置、所用電源和操作電源、二次接線、照明、電纜敷設(shè)等多個方面,條文內(nèi)容及深廣度與電力行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定基本一致。對于個別與現(xiàn)行國標(biāo)有差異的條文,建議鐵路電力牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)修訂時結(jié)合鐵路牽引變電特點(diǎn)補(bǔ)充完善或修改調(diào)整。

但在GIS配電裝置、防火、220 kV牽引變壓器繼電保護(hù)配置及與牽引變電所土建相關(guān)接口等方面,電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的更細(xì)致,對比分析如下。

3.1 GIS配電裝置

GIS配電裝置是近年客運(yùn)專線大規(guī)模建設(shè),鐵路行業(yè)為減少維修工作量,提高設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)而采用的新技術(shù),因此無論在鐵路通用設(shè)計(jì)規(guī)范還是專用設(shè)計(jì)規(guī)范上均無規(guī)定。同比,電力行業(yè)有《3～110 kV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50060—2008)、《高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL/T5352—2006)、《水力發(fā)電廠氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(DL/T5139—2001)多本規(guī)范對GIS配電裝置的選型、布置、接地、環(huán)境保護(hù)、對土建要求、專用工具和監(jiān)測儀器的配置等進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定,以指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員開展設(shè)計(jì)工作。鑒于此,建議鐵路行業(yè)參照電力行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合鐵路牽引供電系統(tǒng)自身特點(diǎn)新增專用標(biāo)準(zhǔn)《電氣化鐵路GIS配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》或在鐵路電力牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)修訂時增加相關(guān)內(nèi)容。

3.2 防火

在防火上,鐵路行業(yè)雖有《鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》,但由于鐵路專業(yè)眾多,與電力行業(yè)相比在牽引變電所的防火規(guī)定上過于粗放。

電力行業(yè)有《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50116—2006)、《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50229—2006)、《3～110 kV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50060—2008)、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016—2006)、《高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL/T5352—2006)、《220～500 kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL/T5218—2005)等多本規(guī)范對變電所的防火要求進(jìn)行了規(guī)定。在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)置、排煙設(shè)施設(shè)置范圍、防火墻要求、配電裝置室的門及內(nèi)墻的設(shè)計(jì)等多方面有著詳細(xì)的規(guī)定,建議參照電力行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完善《鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》,或在《鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10009—2005)新增消防章節(jié),也可新編專用規(guī)范《牽引變電所防火設(shè)計(jì)規(guī)范》。

3.3 繼電保護(hù)配置

在繼電保護(hù)與自動重合閘方面,電力行業(yè)有《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》(GB/T 14285—2006)、《電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T 50062—2008)兩本專門的設(shè)計(jì)規(guī)范且為國標(biāo)。

鐵道行業(yè)現(xiàn)行的鐵道標(biāo)準(zhǔn)《鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10009—2005)對繼電保護(hù)和自動裝置有相應(yīng)的要求。與電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相比,在細(xì)節(jié)規(guī)定上基本一致,且兼顧了鐵路本身的特點(diǎn)。但也要看到TB10009在部分技術(shù)要求上,如自動重合閘要求、瓦斯保護(hù)動作要求及縱差保護(hù)動作要求等方面沒有電力部門規(guī)定的詳細(xì),需補(bǔ)充完善,或參照國標(biāo)執(zhí)行。

此外國標(biāo)要求“電壓為220 kV及以上的變壓器裝設(shè)數(shù)字式保護(hù)時,除非電量保護(hù)外,應(yīng)采用雙重化保護(hù)配置”,“宜將被保護(hù)設(shè)備或線路的主保護(hù)(包括縱橫聯(lián)保護(hù)等)及后備保護(hù)綜合在一整套裝置內(nèi)……對僅配置一套主保護(hù)的設(shè)備,應(yīng)采用主保護(hù)與后備保護(hù)相互獨(dú)立的裝置”,建議鐵路牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范修訂時進(jìn)一步專題研究220 kV變壓器保護(hù)雙重化配置在鐵路行業(yè)的適用性和必要性。

3.4 牽引變電所土建相關(guān)接口

《220～500 kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL/ T5218—2005)、《35～220 kV無人值班變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL/T5103—2012)、《35～110 kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50059—2011)等電力行業(yè)變電站設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)程均有土建接口章節(jié),對荷載、建筑物、架構(gòu)及其他構(gòu)筑物、采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)、生活給水和廢水排放等與變電站土建相關(guān)的要求有著明確且詳細(xì)的規(guī)定。

由于鐵路行業(yè)由多個專業(yè)組成,因此現(xiàn)行鐵路牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范未體現(xiàn)上述內(nèi)容,上述要求分布在相關(guān)專業(yè)規(guī)范中,但容易造成設(shè)計(jì)者的差缺漏碰。建議鐵路牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范修訂時增加接口章節(jié),補(bǔ)充專業(yè)間設(shè)計(jì)界面和相互要求,特別是土建接口內(nèi)容。

4 結(jié)論

與電力行業(yè)相比,在所址選擇及總布置,電氣主接線、敞開式配電裝置、控制室布置、所用電源和操作電源、二次接線、照明、電纜敷設(shè)、繼電保護(hù)配置等多個方面,現(xiàn)行鐵路牽引變電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與電力行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定基本一致。

對個別與現(xiàn)行國標(biāo)有差異的條文,建議鐵路電力牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)修訂時結(jié)合鐵路電力牽引供電特點(diǎn)相應(yīng)調(diào)整。對于與現(xiàn)行電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求有差異的條文,建議鐵路電力牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)修訂時需研究電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在鐵路行業(yè)應(yīng)用的可行性,現(xiàn)行鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是否能滿足當(dāng)前設(shè)計(jì)需求,經(jīng)綜合分析研究后確定是否修改相應(yīng)條文。

在GIS配電裝置、防火及與牽引變電所土建相關(guān)內(nèi)容等方面,建議鐵路電力牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)參照電力行業(yè)予以適當(dāng)補(bǔ)充?？尚略鰧Ｓ脴?biāo)準(zhǔn)《電氣化鐵路GIS配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》、《牽引變電所防火設(shè)計(jì)規(guī)范》;也可在鐵路電力牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)修訂時新增GIS配電裝置、防火、土建接口等章節(jié)。

[1] 中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司.鐵路牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與電力行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)差異性分析研究報告[R].武漢:中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,2012.

[2] 中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會.DL/T 5352—2006高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國電力出版社,2006.

[3] 國家能源局.DL/T 5218—2012 220～750 kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國計(jì)劃出版社,2012.

[4] 中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會.DL/T 5056-2007 變電所總布置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國電力出版社,2007.

[5] 中華人民共和國國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會.DL/T 5139—2001水力發(fā)電廠氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國電力出版社,2001.

[6] 中華人民共和國國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會.DL/T 5136—2001火力發(fā)電廠、變電所二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定[S].北京:中國電力出版社,2001.

[7] 中華人民共和國建設(shè)部,中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB 50059—2011 35～110 kV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國計(jì)劃出版社,2011.

[8] 中華人民共和國建設(shè)部,中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB 50229—2006火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].北京:中國計(jì)劃出版社,2006.

[9] 中華人民共和國建設(shè)部,中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB/T 50065—2011交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國計(jì)劃出版社,2011.

[10]中華人民共和國建設(shè)部,中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB 50217—2007電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國計(jì)劃出版社,2007.

[11]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T 14285—2006繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2006.

Analysis on Difference between Traction Substation Design Standards and Relevant Electric Power Industry Standards

ZHANG Hua-zhi
(China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.,Ltd.,Wuhan 430063,China)

Considering that the railway engineering construction standards directly determine the level of railway construction,this paper made a contrastive analysis between the current railway traction substation design standards and the relevant electric power industry standards,from the aspects of standard system structure,standard depth and width,standard clauses and contents.On that basis,this paper made a suggestion:the current railway traction substation design standards should be supplemented by reference to the relevant electric power industry standards,or some specialized standards should be added to the railway standard system,involving the issues of GIS power distribution device,fire prevention,220 kV traction transformer relay protection device,and the interfaces in relation to the civil engineering of traction substation.In this way,the railway technical standard system can be further refined,and the design level of railway traction substation can be improved.

railway engineering;traction substation;electric power industry;technical standard

U22

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.04.029

1004-2954(2014)04-0123-03

2013-08-18

鐵道部科技研究開發(fā)計(jì)劃(鐵建科字(2012)-10)

張華志(1977—),男,高級工程師,1999年畢業(yè)于華東交通大學(xué)鐵道電氣化專業(yè),工學(xué)學(xué)士;2010年獲武漢大學(xué)碩士學(xué)位,E-mail: tsyzhanghz@126.com。