中壓配電守衛(wèi)者｜直擊軌道交通用電挑戰(zhàn)，硬核能力捍衛(wèi)“中國速度”再提升

如今，軌道交通已成為人們?nèi)粘３鲂幸约柏涍\(yùn)的重要方式，但多數(shù)人并不知道，那些奔馳的列車，其動(dòng)力往往來自于數(shù)千里外的電廠，發(fā)出的電能通過輸電系統(tǒng)，“千里迢迢”地輸入鐵路系統(tǒng)。

多年來，我國不斷推進(jìn)鐵路行業(yè)電氣化建設(shè)，加大既有干線電氣化改造力度，提高鐵路電氣化牽引比重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2023年底，我國鐵路營業(yè)里程已達(dá)到15.9萬公里，其電氣化率高達(dá)73.8%。

近年來，國家層面相繼出臺(tái)了《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》《數(shù)字交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》等一系列政策文件，再加上“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)，我國軌道交通電氣化與數(shù)字化建設(shè)迎來新一輪變革，如何打造更加安全、可靠、高效、綠色的運(yùn)輸系統(tǒng)，成為軌道交通領(lǐng)域的重要課題。

三大發(fā)展挑戰(zhàn)

現(xiàn)階段，我國軌道交通電氣化面臨的難點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面：

一是電氣設(shè)備復(fù)雜且易受環(huán)境影響：軌道交通列車上安裝大量電氣設(shè)備，這些設(shè)備在震動(dòng)、高溫、高濕和高負(fù)荷的環(huán)境下長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致設(shè)備溫度不斷升高，內(nèi)部絕緣材質(zhì)性能下降，容易發(fā)生絕緣擊穿，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)等安全隱患。

二是系統(tǒng)彈性不足，對(duì)供電系統(tǒng)穩(wěn)定性要求高：目前，軌道交通電氣化牽引供電系統(tǒng)較為依賴電網(wǎng)，能量供給路徑相對(duì)單一，自身應(yīng)急保電能力較弱。這種依賴性使得在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，軌道交通系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性可能會(huì)受到威脅。同時(shí)，由于光伏、風(fēng)電等新能源的供給存在間歇性，這也難以像傳統(tǒng)電廠支撐的高壓電網(wǎng)般穩(wěn)定，建立多能互補(bǔ)的新型電力系統(tǒng)也存在種種挑戰(zhàn)。

三是智能化與綠色化技術(shù)革新要求高：隨著“交通強(qiáng)國”、“質(zhì)量強(qiáng)國”和“雙碳目標(biāo)”等國家戰(zhàn)略的實(shí)施，對(duì)軌道交通智能化和綠色化技術(shù)提出了更高的要求。這不僅需要技術(shù)創(chuàng)新，還需要在電氣化設(shè)備以及運(yùn)維上加大變革。

施耐德電氣深度洞察軌道交通行業(yè)市場需求及痛點(diǎn)，通過數(shù)字化和電氣化簡化系統(tǒng)管理，以提供安全、可靠、高效的運(yùn)輸。其面向軌道交通和城市運(yùn)輸?shù)腅coStruxure解決方案可幫助主管部門和運(yùn)營商構(gòu)建智能運(yùn)輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電力供應(yīng)并提高運(yùn)營效率。

三大應(yīng)用場景

1.牽引變電

牽引變電作為高鐵接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)的重要組成部分，其主要功能是將高壓三相交流電轉(zhuǎn)換為適合高鐵使用的單相交流電，并通過接觸網(wǎng)將電能傳輸給電力機(jī)車。為確保牽引變電過程的安全可靠和實(shí)時(shí)性，施耐德電氣WS-G氣體絕緣開關(guān)柜（GIS）設(shè)備被廣泛應(yīng)用于牽引變電場景，可以為中壓配電帶來了更高的安全性和可靠性，并通過優(yōu)化設(shè)計(jì)提供高水平的產(chǎn)品性能。

施耐德電氣的GIS（氣體絕緣開關(guān)柜）完整數(shù)字化方案由軟件和硬件兩部分組成。具體來說，硬件部分包括WIG（氣體絕緣開關(guān)柜）和傳感器，而軟件部分則負(fù)責(zé)分析和控制。

在硬件方面，GIS系統(tǒng)由多個(gè)模塊化隔間組成，如斷路器隔間和填充氣體的母線隔間，并通過氣密隔斷將它們分隔開來。這些隔間的設(shè)計(jì)旨在實(shí)現(xiàn)單一電源的維護(hù)，同時(shí)最大限度地減少對(duì)鄰近部分的損壞并保護(hù)人員安全。此外，GIS系統(tǒng)還配備了溫度補(bǔ)償性氣體密度監(jiān)測設(shè)備，以顯示氣體狀態(tài)并提供遠(yuǎn)程指示。PD傳感器用于監(jiān)測局部放電，能夠?qū)崟r(shí)地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行摹?/span>

在軟件方面，施耐德電氣提供一系列用于變電站自動(dòng)化和控制的高級(jí)配電管理系統(tǒng)模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)GIS系統(tǒng)的全面監(jiān)控和管理，確保系統(tǒng)的可靠性和安全性。

2.信號(hào)箱變

高鐵信號(hào)箱變不僅是高鐵系統(tǒng)中不可或缺的電力供應(yīng)設(shè)施，更是現(xiàn)代鐵路信號(hào)系統(tǒng)智能化、自動(dòng)化的重要體現(xiàn)。其主要負(fù)責(zé)為鐵路信號(hào)設(shè)備提供電力支持，因?qū)Π踩燃?jí)要求較高，高鐵信號(hào)箱變的設(shè)計(jì)和應(yīng)用在技術(shù)上具有高度復(fù)雜性和專業(yè)性。

施耐德電氣RM6-S中壓開關(guān)柜在高鐵信號(hào)箱變的應(yīng)用頗多，其緊湊型設(shè)計(jì)和全絕緣特性，使其非常適合用于高鐵信號(hào)箱變這樣需要高可靠性和安全性的場景。

據(jù)了解，RM6-S系列開關(guān)柜是緊湊型中壓開關(guān)柜，適用于12-24kV的電力系統(tǒng)。這種緊湊性使得RM6-S能夠在有限的空間內(nèi)提供完整的中壓功能單元，包括連接、供電和保護(hù)變壓器的能力，可在有限的空間內(nèi)集成多種功能，完美符合高鐵信號(hào)箱變的應(yīng)用需求。

此外，RM6-S系列開關(guān)柜采用氣體絕緣技術(shù)，具有全絕緣和全密封的特點(diǎn)。這種絕緣方式，不僅提高了設(shè)備的可靠性和安全性，還減少了維護(hù)需求和停機(jī)時(shí)間，對(duì)于高鐵信號(hào)箱變的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

目前高鐵信號(hào)箱變正在朝著智能化、高效化和綠色化方向更新迭代。而施耐德電氣全新一代的綠色智能環(huán)網(wǎng)柜——RM AirSeT環(huán)保氣體絕緣環(huán)網(wǎng)柜憑借其環(huán)保、安全、智能的特點(diǎn)，在高鐵信號(hào)箱變的應(yīng)用中具有顯著的優(yōu)勢。

RM AirSeT采用干燥空氣作為絕緣介質(zhì)，這種介質(zhì)不僅無污染，而且無需回收處理，符合環(huán)保要求。其次，RM AirSeT基于并聯(lián)真空開斷技術(shù)開發(fā)了三工位負(fù)荷開關(guān)/熔斷器組合電器功能，符合鐵路箱變應(yīng)用習(xí)慣，兼具電氣性能和環(huán)保需求，保障了鐵路沿線的信號(hào)的電力供應(yīng)。RM AirSeT還具備模塊化設(shè)計(jì)，支持即插即用，能夠靈活組合，滿足不同應(yīng)用場景的需求。其數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，如狀態(tài)監(jiān)測傳感技術(shù)和分布式DTU Easergy T300，可以實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)測性預(yù)防性資產(chǎn)管理，進(jìn)一步提升了高鐵信號(hào)箱變的智能化水平。

3.車站系統(tǒng)

軌道交通的車站系統(tǒng)不僅需要提供穩(wěn)定可靠的電力支持，還需要根據(jù)不同的用電需求進(jìn)行靈活的電力分配和管理。施耐德電氣中低壓一體化的數(shù)字化解決方案，通過集成中壓、低壓和終端配電系統(tǒng)，能夠提供全面的電力設(shè)備和軟件服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)高效、可靠和智能化的配電管理。

據(jù)了解，施耐德電氣中低壓一體化的數(shù)字化解決方案在我國軌道交通領(lǐng)域的多個(gè)工程項(xiàng)目中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。例如，在某個(gè)綜合交通樞紐項(xiàng)目建設(shè)和后期運(yùn)維中，施耐德電氣的智能配電解決方案幫助實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化重啟，并為某市交通系統(tǒng)提供了覆蓋互聯(lián)互通產(chǎn)品、邊緣控制軟件以及應(yīng)用與分析服務(wù)的三層中低壓一體化數(shù)字配電解決方案。

值得關(guān)注的是，施耐德電氣立足中國市場需求，推出了新一代EvoPacT HVX中壓智能真空斷路器及新一代PIX中壓智能空氣絕緣開關(guān)柜?？商峁┩暾`活的智能解決方案和優(yōu)異的參數(shù)性能，提高了產(chǎn)品可靠性，大大提升了特殊應(yīng)用場景的適用性，助力用戶實(shí)現(xiàn)安全、可靠和高效率的電氣設(shè)備運(yùn)行和監(jiān)控。此外，施耐德電氣的數(shù)字化技術(shù)實(shí)力和豐富的可持續(xù)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，使其能夠?yàn)檐壍澜煌ㄐ袠I(yè)打造源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化微電網(wǎng)解決方案，最大化實(shí)現(xiàn)新能源自消納比率，并具有高度靈活性和適應(yīng)性。

如今，發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、加快新型電力系統(tǒng)建設(shè)，已經(jīng)成為軌道交通高質(zhì)量發(fā)展的核心要義。作為全球能源管理和自動(dòng)化領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型專家，施耐德電氣多年來不斷助力軌道交通行業(yè)實(shí)現(xiàn)更可靠、可持續(xù)和高效的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，為構(gòu)建智慧軌道交通注入了新動(dòng)能。

未來，施耐德電氣將持續(xù)深耕軌道交通行業(yè)，積極探索軌道交通行業(yè)數(shù)字化與綠色化發(fā)展的實(shí)踐路徑，助力我國軌道交通產(chǎn)業(yè)向安全、高效、綠色、智慧方向發(fā)展，助力我國軌道交通綜合實(shí)力提升。