一、引言
隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,城市軌道交通已成為解決大中型城市公共交通的首選交通工具,廣州、上海、深圳、南京、天津、北京、重慶等城市都有已建/在建項(xiàng)目,其他還有一些城市正在處于擬建或籌建階段,我國的城市軌道交通建設(shè)處于高速發(fā)展階段。在我國的大中城市,不論地鐵還是輕軌,都存在空間緊張、土建投資費(fèi)用高、工期緊張等問題。牽引變電所作為地鐵/輕軌牽引供電系統(tǒng)的核心,具有設(shè)備種類多、用房占地面積大和設(shè)計(jì)周期長的特點(diǎn)。如能將箱式變電站引入城市軌道交通建設(shè),無疑能縮小車站規(guī)模、易于實(shí)現(xiàn)車站的景觀造型、減少拆遷工作量、節(jié)省土建投資、大大減少現(xiàn)場配合量、縮短施工工期等。
二、箱式變電站在城市軌道交通領(lǐng)域中的應(yīng)用情況
目前,牽引箱式變電站已在國外電力系統(tǒng)、城市軌道交通等領(lǐng)域獲得非常廣泛的應(yīng)用,如在美國達(dá)拉斯地區(qū)輕軌系統(tǒng)的16座1500kW和2500kW的牽引變電所采用的都是箱式牽引變電站;圣地亞哥地鐵系統(tǒng)E1CAJONLRT線工程中,12座1000kVA牽引變電所采用的也都是箱式牽引變電站;在香港正在運(yùn)營的東部鐵路中,兩個(gè)牽引變電所和一個(gè)分區(qū)所采用的都是箱式變電站,該箱式變電站是由當(dāng)時(shí)的英國南威爾士公司制造(現(xiàn)在并入英國FKI集團(tuán)),運(yùn)行至今將近20年了。
在即將投入運(yùn)營的香港西部鐵路中,一個(gè)牽引變電所、一個(gè)分區(qū)所和一個(gè)開閉所采用的都是箱式變電站,該箱式變電站是由德國西門子公司供貨,預(yù)計(jì)2004年開通。在國內(nèi),我國由于在這方面的起步相對(duì)較晚,一些應(yīng)用相對(duì)簡單,一般在集裝箱里安裝的僅是配電變壓器及一些配套開關(guān)等主要設(shè)備,功能相對(duì)比較單一。在一些地方也有一些不同程度的應(yīng)用,如城鄉(xiāng)建筑、居民小區(qū)、中小型工廠、礦山油田以及臨時(shí)施工用電等場所。
長期以來,我國一直在關(guān)注著箱式變電站的發(fā)展和應(yīng)用,同時(shí)在這方面一直進(jìn)行著積極的準(zhǔn)備和技術(shù)儲(chǔ)備。雖然到目前為止,箱式變電站在我國城市軌道交通領(lǐng)域中還沒有實(shí)際的運(yùn)營業(yè)績,但箱式變電站的技術(shù)已發(fā)展成熟,且已經(jīng)在其他國家和地區(qū)的軌道交通領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。前不久,上海地鐵公司率先在我國軌道交通領(lǐng)域,即上海地鐵莘閔線軌道交通工程中,訂購了一座由美國POWELL公司生產(chǎn)的牽引變電所的箱式變電站,預(yù)計(jì)在今年年底投入使用;后又在共和新路軌道交通工程中,訂購了四座由美國POWELL公司生產(chǎn)的箱式變電站,預(yù)計(jì)在明年年底投入使用。
天津津?yàn)I快速軌道交通工程中5個(gè)牽引變電所也準(zhǔn)備采用箱式變電站型式,預(yù)計(jì)在明年7月底投入使用。天津地鐵一號(hào)線工程中也有部分牽引變電所準(zhǔn)備采用箱式變電站型式,預(yù)計(jì)在2005年年底投入使用。
三、箱式變電站的特點(diǎn)
眾所周知,城市軌道交通的線路規(guī)劃和沿線分布的車站基本上都在城市市區(qū)內(nèi),作為一個(gè)城市的基礎(chǔ)設(shè)施,沿線每個(gè)車站一般都有景觀、造型的要求。通常傳統(tǒng)牽引降壓混合變電所的建造規(guī)模、用地需求相對(duì)較大,如果把牽引變電所(傳統(tǒng)牽引變電所的面積約為400m2,箱式變電站的面積約為100m2)與車站合建,那么為實(shí)現(xiàn)這些車站的景觀造型,在建筑設(shè)計(jì)中難度較大;此外為滿足傳統(tǒng)牽引變電所較大的用地要求,也引起相應(yīng)的拆遷工作量增大,拆遷費(fèi)用、征地費(fèi)用增加,同時(shí)也導(dǎo)致工程的難度加大。為此可將牽引降壓混合變電所中的牽引變電所部分移出車站,采用箱式變電站型式,進(jìn)行單獨(dú)建造,而僅將降壓部分(通常降壓部分的面積約為100m2)與車站合建,這樣就較好的解決了此問題。
在城市軌道交通工程規(guī)劃中,考慮到運(yùn)營初近期的客流量情況,有些車站在初近期階段設(shè)計(jì)為預(yù)留車站,這些車站通常在遠(yuǎn)期若干年后才建造;而位于預(yù)留車站的牽引變電所由于運(yùn)營需要先建造并投入運(yùn)行,這樣在若干年后建造車站時(shí),隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,后期車站建造的規(guī)模、具體位置或方案很可能發(fā)生變化,這樣先期建造投入運(yùn)行的牽引變電所如果采用的為箱式變電站就可以進(jìn)行很方便的拆移,不但拆移工作量小,大大減少拆移工期,而且可大大縮短停電時(shí)間,不影響全線的行車;并且與后期建造的車站可以進(jìn)行很好的協(xié)調(diào)配合。
另外,箱式變電站特別適用于工期非常緊的城市軌道交通工程。若采用傳統(tǒng)的牽引變電站,施工安裝、各設(shè)備間的調(diào)試周期比較長,現(xiàn)場配合工作量大;而箱式變電站是在工廠進(jìn)行裝配、調(diào)試,現(xiàn)場配合工作量比較小。