京沪高速铁路
接触网照片
参建单位:中铁电气化勘测设计研究院有限公司
获奖情况:第十二届中国土木工程詹天佑奖
简要技术说明:
京沪高速铁路是国家《中长期铁路网规划》客运专线铁路网中规划四纵四横快速客运网中的南北向主骨架,北起北京南站,线路经由北京市、河北省、天津市、山东省、江苏省、安徽省和上海市,南至上海虹桥站,正线全长约1318km,设计最高速度350km/h,部分区段380km/h。
京沪高速铁路是新中国成立以来一次建成线路里程最长、投资规模最大、技术标准最高的高速铁路,2008年4月18日正式开工,2011年6月30日投入商业运行。全线设27座牵引变电所、26处分区所、49处AT所和2处开闭所,架设接触网约3800条公里。牵引供电系统在充分研究国内外高速铁路成功经验的基础上,通过原始创新、集成创新,形成了适合中国国情并完全独立的技术标准与体系。牵引供电系统主要技术创新点有:
1.创立了时速380公里的接触网技术平台
依托“十一五”国家科技支撑项目子课题“高强高导及其配套零部件”的成功研制,在京沪高速先导段开展了时速380公里接触网张力体系的对比试验和更高速度试验与研究,最终确定了京沪高速铁路时速380公里接触网张力体系(20千牛+33千牛)和技术平台,同时也为未来更高速度接触网标准体系的研究积累了有益经验和奠定了坚实的基础。
2.研发了具有世界先进水平的高强高导接触线
研制采用的三元合金(铬镐铜)高强高导导线通过改进生产工艺,其抗拉强度达560MPa以上,导电率达75%以上,实现了铜合金导线高抗拉强度、高导电率的技术突破,引领了铜合金导线制造领域的世界先进水平,极大地提升了高速铁路关键装备的自主创新能力。
3.搭建了具有自主知识产权的高速铁路接触网计算平台
开发了拥有自主知识产权的高速铁路接触网计算平台,其计算精度已经超过了国外同类计算平台,现已广泛应用于沪宁、沪杭、哈大、合福、杭长、贵广等多条客专建设中。该计算平台实现了接触网腕臂和吊弦的工厂化预配和“三工一体”的精细化作业,极大地提高了材料的利用率和工效。
4.研制了具有完全自主知识产权的大容量2×27.5千伏 GIS
GIS开关柜柜内包含了2×27.5kV侧的所有设备,设备集约化程度高,生产安装工厂化,体积小、占地少,基本免维护,属于电力系统35kV GIS开关柜的专用产品,成熟度高。由于京沪高速牵引负荷大、行车密度高,需要大容量的GIS开关柜。鉴于此前国内外均无如此大容量的开关柜成熟产品及应用实例,通过技术攻关,研制出了开断容量2500A的GIS开关柜,并成功应用于京沪高速牵引供电工程。
5.自主打造了适应高速度、大密度、长编组列车运行的2×25千伏牵引供电系统
京沪高速铁路采用的牵引供电方案是在全面研究和总结日本新干线AT供电方式、欧洲2′25kV AT供电方式技术特点的基础上,结合京沪高速动车组用电需求进行优化的结果,它提高了供电可靠性和灵活性,简化了牵引供电网络,并具有节能效果。
6.国内首次提出了三相V结牵引变压器分台制造技术
京沪高速铁路牵引变压器均采用三相V结线型式,它由两台220kV单相变压器通过外部连结组合而构成,每座牵引变电所设四台单相牵引变压器。分台制造对于大容量牵引变压器而言,有利于运输和方便现场灵活使用。该方案由我院在京津城际竞争性谈判中提出,目前已在其他客运专线中推广使用。
7.创新设计了全路首座牵引、电力两所合建的220千伏户内变电所
虹桥变电所是全路第一座220千伏户内牵引电力合建变电所,共设6台变压器,初期装机容量243MVA,远期为306MVA,除向京沪高速供电外,还向上海枢纽、沪杭和沪宁城际供电,同时向虹桥枢纽电力负荷供电。
8.创新设计了全路规模最大的牵引、电力三所合建的220千伏变电所
南京南变电所是全路规模最大220千伏变电所,共设10台变压器,初期装机容量376MVA,远期装机容量472MVA,除向京沪高速供电外,还向南京枢纽、沪汉蓉通道和宁安城际供电,同时向南京枢电力负荷供电。