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| 被稱為鐵路的“心臟”！變壓器牽引高鐵跑出“中國速度” |
| 2023/8/18 |
呼嘯而過的銀西高鐵和諧號(hào)動(dòng)車組駛過變電站間，守護(hù)它的牽引變壓器瞬間將330kV降為27.5kV，確保了動(dòng)車組的順利行駛。 從武廣高鐵的時(shí)速394.2公里，到滬杭高鐵的時(shí)速416.6公里，再到京滬高鐵的時(shí)速486.1公里……我國高鐵頻頻刷新世界鐵路運(yùn)營試驗(yàn)最高速度的背后，都離不開電氣化鐵路的“心臟”產(chǎn)品——牽引變壓器。
高鐵是如何取電的？ 2009年12月，國內(nèi)首條高速鐵路——武廣高鐵正式開通運(yùn)營。從2009年到2020年底，我國的高速鐵路呈現(xiàn)井噴式的發(fā)展，11年時(shí)間高速鐵路的運(yùn)營里程達(dá)到了3.8萬公里，是名副其實(shí)的世界第一。高速鐵路的建成極大的縮短了城市與城市間的距離，人們已經(jīng)越來越習(xí)慣這種高效、快捷的出行方式。
高鐵的動(dòng)力來源，主要分為兩個(gè)部分，第一個(gè)是軌道上方的架空接觸網(wǎng)，第二個(gè)就是高鐵車頂?shù)氖茈姽＜芸战佑|網(wǎng)，說白了就是沿著軌道鋪設(shè)的，專門為高鐵提供動(dòng)力的輸電線路。受電弓，就是從接觸網(wǎng)取得電能的電氣設(shè)備，這兩者組合叫做弓網(wǎng)系統(tǒng)。
當(dāng)高鐵啟動(dòng)的時(shí)候，車頂?shù)氖茈姽蜁?huì)升起，并與上方的接觸網(wǎng)接觸，接觸網(wǎng)上的電流會(huì)通過受電弓傳遞到高鐵上的變壓器，轉(zhuǎn)換成可變頻可變壓的三相交流電送給牽引電機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換成牽引列車的機(jī)械能。如果簡(jiǎn)單的說，就是受電弓從接觸網(wǎng)上取電，然后把電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能的一個(gè)過程。所以，高鐵在高速行駛的過程中，車頂?shù)氖茈姽徒佑|網(wǎng)時(shí)刻保持接觸，如果一旦兩者脫離，那就意味著高鐵失去了動(dòng)力的來源，有可能在路途中“拋錨”。
鐵路牽引供電系統(tǒng)是為高速動(dòng)車組提供電力，確保安全、高速、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，被稱為高鐵的“心臟”。而主變壓器則是整個(gè)鐵路牽引供電系統(tǒng)的核心設(shè)備，主變安裝是牽引供電設(shè)備安裝的關(guān)鍵工序,其安裝要求十分嚴(yán)格，對(duì)安裝的傾斜度和運(yùn)輸震動(dòng)都有嚴(yán)格的規(guī)定。
電氣化鐵路的“心臟” 在銀川城郊一片占地6.6萬平方米的區(qū)域，坐落著一排排廠房。在銀川變壓器裝配車間，2臺(tái)高8米、重114噸的高鐵牽引變壓器，正在接受出廠前檢測(cè)，這樣的一個(gè)“大家伙”，讓人無法忽視它的存在。
牽引變壓器是保證電氣化列車安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)營的動(dòng)力源，擔(dān)負(fù)著向列車提供穩(wěn)定、持續(xù)、可靠電能的任務(wù)，是電氣化鐵路的核心組成部分。“打個(gè)形象的比喻，它相當(dāng)于電氣化鐵路的‘心臟’產(chǎn)品。”銀川變壓器董事長(zhǎng)何東武說，“在電氣化鐵路中，電網(wǎng)過來的不同電壓等級(jí)的電能，要通過變電所統(tǒng)一降壓到27.5kV這一標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行電壓才能使用，而變電所的核心設(shè)備就是牽引變壓器。”
這樣的“心臟”產(chǎn)品，對(duì)生產(chǎn)、設(shè)計(jì)和研發(fā)來說都是難題。何東武坦言，雖然我國電氣化鐵路建設(shè)發(fā)展迅速，但直到上世紀(jì)90年代，真正時(shí)速200公里以上的高速鐵路牽引變壓器的核心技術(shù)，還是掌握在國外企業(yè)手中。 據(jù)銀川變壓器總工程師魯瑋介紹，電氣化鐵路運(yùn)行的特點(diǎn)是負(fù)載幅度變化大，有時(shí)可能出現(xiàn)短時(shí)幾倍于額定容量的沖擊負(fù)載。“所謂負(fù)載幅度變化大，就是高鐵經(jīng)過變電所時(shí)，變壓器處于高過載的狀態(tài)，高鐵通過的一瞬間，電流急速下降，這樣巨大的電流落差瞬間，對(duì)變壓器而言就像‘坐過山車’，沖擊非常大。”魯瑋說，這就要求牽引變壓器具有過載能力強(qiáng)、抗短路頻繁的能力。
“這對(duì)技術(shù)要求非常高，唯有全力攻克。即便是數(shù)十稿的電磁計(jì)算全部被自己推翻，也不能阻礙我們向證明國產(chǎn)化產(chǎn)品實(shí)力這一目標(biāo)奮進(jìn)的步伐。”何東武說。
沒有技術(shù)，技術(shù)團(tuán)隊(duì)就到全國各地科研院校，對(duì)比分析大量產(chǎn)品資料，反復(fù)論證設(shè)計(jì)；沒有資金，企業(yè)員工就集體出資助力……通過不斷破解短板，企業(yè)打破了牽引變壓器的可靠性技術(shù)、絕緣技術(shù)、節(jié)能技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的瓶頸，完成了樣機(jī)試制，并通過了國家變壓器檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)中心的全套試驗(yàn)。“經(jīng)過測(cè)試和主要技術(shù)參數(shù)對(duì)比，除了產(chǎn)品外觀和體積稍遜外，我們產(chǎn)品的性能指標(biāo)和技術(shù)水平與國外同類產(chǎn)品不相上下，部分指標(biāo)甚至優(yōu)于國外，但價(jià)格卻是他們的一半。”何東武說。
變壓器牽引高鐵跑出中國速度 全國各個(gè)鐵路變電站、鐵路變電所、鐵路通訊站、鐵路樞紐站、鐵路電力物資倉庫等要實(shí)現(xiàn)少人或無人值守，從而以技防代替人防進(jìn)而提高生產(chǎn)效益。 傳統(tǒng)的人工管理方式已經(jīng)滿足不了電力系統(tǒng)各發(fā)展的需要，鐵路牽引變電站各項(xiàng)設(shè)施健全且物值不菲，常常成為偷盜者垂涎以及光顧的首要目標(biāo)。這些場(chǎng)所雖然都配備了安保隊(duì)伍，但人力防范畢竟控制面不全，難免存在防范盲區(qū)，稍有疏忽，極易被偷盜者鉆漏洞，以致財(cái)產(chǎn)損失甚至設(shè)備受損！
在大型的鐵路牽引變電站中更曾出現(xiàn)過非法翻越變電站周界護(hù)欄、試圖竄入到變電站進(jìn)行偷盜、破壞發(fā)電和輸電設(shè)備等行為，給鐵路輸用電安全、自身安全以及財(cái)產(chǎn)安全都造成了巨大的威脅與損失。為此，飛天光電專門為鐵路牽引變電站設(shè)計(jì)了一套有效的鐵路變電站安全防護(hù)系統(tǒng)。
由于其應(yīng)用場(chǎng)所的特殊性，鐵路線變電站周界防護(hù)就需要一種誤報(bào)率低、穩(wěn)定性高、抗干擾性強(qiáng)、安裝快速便捷的周界安全防范產(chǎn)品。其中電子圍欄就以“阻擋威懾為主，報(bào)警為輔”為基準(zhǔn)，通過像脈搏一樣間斷通電，達(dá)到不傷人的防盜圍欄，受地形、環(huán)境影響小，適用于周界不規(guī)整環(huán)境。
脈沖電子圍欄改變了常見的電子圍欄主機(jī)遠(yuǎn)端斷路不報(bào)警和線路過長(zhǎng)誤報(bào)等缺陷，其4線均輸出超過5KV高壓可滿足重要場(chǎng)所的防護(hù)要求。當(dāng)有人越過觸碰防線，前端周界入侵探測(cè)器會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，報(bào)警信號(hào)通過傳輸系統(tǒng)發(fā)送給報(bào)警主機(jī)。
實(shí)時(shí)將入侵報(bào)警防區(qū)的報(bào)警信號(hào)、警情類型顯示到報(bào)警主機(jī)鍵盤上，并觸發(fā)聲光報(bào)警，同時(shí)報(bào)警管理軟件彈出電子地圖并進(jìn)行報(bào)警顯示，從而達(dá)到了精確定位功能。也可聯(lián)動(dòng)監(jiān)控?cái)z像機(jī)，使操作人員能及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握警情，調(diào)動(dòng)保安人員進(jìn)行處理。
來源：新華社，中工網(wǎng)，飛天光電，科學(xué)君 注：文章內(nèi)的所有配圖皆為網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載圖片，侵權(quán)即刪！ 著作權(quán)歸作者所有。商業(yè)轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系作者獲得授權(quán)，非商業(yè)轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。 |
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