鐵路樞紐電力、電氣化工程建設(shè)的思考

汪國林 上海鐵路局建設(shè)管理處

隨著鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，我局鐵路樞紐地區(qū)的建設(shè)項(xiàng)目正以前所未有的規(guī)模全面推開，特別是一批代表當(dāng)今鐵路建設(shè)水平的高速、城際和客專鐵路進(jìn)入到樞紐，對鐵路樞紐的建設(shè)就提出了更高要求。電力、電氣化工程是鐵路樞紐建設(shè)中非常重要的部分，建設(shè)好這部分工程對充分發(fā)揮樞紐的整體功能，更好地為運(yùn)輸生產(chǎn)服務(wù)具有十分重要的意義。

1 當(dāng)前鐵路樞紐電力、電氣化工程建設(shè)的特點(diǎn)

鐵路樞紐內(nèi)站、場涉及面廣，可變因素多，地理?xiàng)l件各異，因此各個(gè)樞紐的車站和鐵路線路在總圖結(jié)構(gòu)上的特征都不盡相同?，F(xiàn)階段鐵路樞紐的電力、電氣化工程建設(shè)具有下列特點(diǎn)：

（1）工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高。在當(dāng)今大規(guī)模鐵路建設(shè)中，形成了既有鐵路、客專、城際和高速鐵路的現(xiàn)代化綜合鐵路網(wǎng)和動(dòng)車組維修保養(yǎng)設(shè)施進(jìn)入鐵路樞紐，與此相適應(yīng)，樞紐的電力、電氣化工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也相應(yīng)提高。如新建的南京南、虹橋牽引變電所的規(guī)模和裝備水平在國內(nèi)名列前茅，向電力和電氣化設(shè)施同時(shí)供電。

（2）不同等級鐵路的接觸網(wǎng)相互銜接。為了確保區(qū)間線路和樞紐內(nèi)的客、貨列車、動(dòng)車組的運(yùn)行通暢和檢修設(shè)施的能力調(diào)配，在樞紐內(nèi)，客專、城際和高速鐵路和既有鐵路接觸網(wǎng)之間必須貫通才能滿足運(yùn)營需求。如上海樞紐進(jìn)入虹橋站的動(dòng)車組通過虹封線、虹七線和七寶線路所的聯(lián)絡(luò)線才能由滬寧城際、滬杭客專轉(zhuǎn)到既有鐵路進(jìn)入南翔、上海南動(dòng)車運(yùn)用所進(jìn)行維修或保養(yǎng)，這些接觸網(wǎng)的接口工程對調(diào)配動(dòng)車組檢修能力非常重要。

（3）參與工程建設(shè)的部門多。就目前建設(shè)情況來看，不同建設(shè)項(xiàng)目引入樞紐的項(xiàng)目管理機(jī)構(gòu)和工期不同，使得整個(gè)樞紐的電力、電氣化工程由多家設(shè)計(jì)、施工和項(xiàng)目管理機(jī)構(gòu)參與建設(shè)。滬寧城際、滬杭客專、京滬高鐵和虹橋站等項(xiàng)目引入上海樞紐都有相應(yīng)的建設(shè)管理機(jī)構(gòu)，按照電力、電氣化工程的接觸網(wǎng)、變電、電力、SCADA 和通信專業(yè)來分，設(shè)計(jì)、施工的分工界面復(fù)雜，參建單位更多。

2 鐵路樞紐電力、電氣化工程建設(shè)的難點(diǎn)

（1）牽引供電方式復(fù)雜。既有電氣化鐵路普遍采用帶回流線的供電方式，客專、城際和高速鐵路采用AT 供電方式，不同等級的鐵路在樞紐內(nèi)交匯，因此牽引變電所、分區(qū)所和開閉所等牽引供電設(shè)施在樞紐內(nèi)布置密集。圖1 是合肥樞紐的牽引供電設(shè)施系統(tǒng)圖，供電設(shè)施涉及到的建設(shè)項(xiàng)目有合寧、合武、合蚌客專、三線電化、京福、南環(huán)線鐵路工程等，當(dāng)它們建成后，合肥地區(qū)供電單元很多，接觸網(wǎng)停、送電程序?qū)⒎浅?fù)雜，這勢必引起供電設(shè)備正常停電檢修和運(yùn)輸之間的矛盾加劇，所以供電方案合理與否直接關(guān)系到運(yùn)營。

圖1 合肥樞紐供電系統(tǒng)圖

（2）聯(lián)絡(luò)線上設(shè)置接觸網(wǎng)分相困難。樞紐內(nèi)不同線路的聯(lián)絡(luò)線接觸網(wǎng)通常位于不同的電力相位之間，在這部分接觸網(wǎng)上就必須設(shè)置分相，往往此處地形條件復(fù)雜，線路坡道大、曲線半徑小、線路長度短且位于高架橋上；就接觸網(wǎng)本身而言，普速和高速接觸網(wǎng)的參數(shù)不盡一致，這些不利因素結(jié)合所產(chǎn)生的問題最后由供電專業(yè)來解決，非常棘手，有可能導(dǎo)致接觸網(wǎng)分相無法滿足運(yùn)輸需求。如南京樞紐的滬寧城際鐵路連接南京動(dòng)車所的接觸網(wǎng)分相在坡頂上，兩邊的坡度是30‰，結(jié)果動(dòng)車組斷電后無法闖過分相；上海樞紐的虹封、虹七線的接觸網(wǎng)分相由于其支柱立在T 型梁的橋墩上，接觸網(wǎng)跨距小，分相關(guān)節(jié)處絕緣距離調(diào)整困難，開通后，接觸網(wǎng)分相無法滿足動(dòng)車組雙弓正常的運(yùn)行。

（3）工程建設(shè)協(xié)調(diào)任務(wù)艱巨。在樞紐內(nèi)開通一條鐵路往往需要其他的建設(shè)項(xiàng)目提供配套功能，不同建設(shè)項(xiàng)目的工期不同，相關(guān)工程需提前開通部分供電設(shè)施，這就需要和有關(guān)部門溝通協(xié)調(diào)。如滬寧城際、滬杭客專開通都需要京滬高鐵配套開通虹橋站接觸網(wǎng)、電力、變電和SCADA 等設(shè)施，虹橋站內(nèi)僅SCADA 系統(tǒng)調(diào)試涉及到將近20 家單位，因此電力、電氣化工程建設(shè)需要協(xié)調(diào)的工作量巨大。

3 樞紐電力、電氣化工程建設(shè)的體會(huì)

由于樞紐的電力、電氣化工程建設(shè)的難點(diǎn)所在，建設(shè)好這方面工程是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，因此，從下列關(guān)鍵點(diǎn)著手對建設(shè)好供電工程是十分有益的。

3.1 深入研究供電方案

樞紐的供電方案雖然經(jīng)過系統(tǒng)的論證，但是各條引入樞紐干線的工程建設(shè)項(xiàng)目、建設(shè)年度不同，各個(gè)項(xiàng)目在銜接方面還存在著不盡合理的地方，因此對樞紐的整體供電方案要進(jìn)行細(xì)致研究，從運(yùn)輸生產(chǎn)和供電設(shè)備可靠性的角度來分析，發(fā)現(xiàn)并解決問題。如合肥樞紐的供電方案就存在以下問題，我們建議有關(guān)單位向上級部門反映，力爭優(yōu)化方案。

（1）合肥分區(qū)兼開閉所、合肥東開閉所、桃花店AT 兼開閉所、大包郢開閉所等供電設(shè)施都沒有引入獨(dú)立的電源，而由接觸網(wǎng)供電，桃花店AT 兼開閉所兩路電源引自長安集～桃花店上下行接觸網(wǎng)，合肥樞紐的合肥站、合肥東站、合武繞行線等均通過桃花店開閉所由長安集牽引變電所供電，當(dāng)長安集牽引變電所故障或長安集～桃花店間的接觸網(wǎng)開垂直天窗將影響合肥樞紐的較大范圍列車及淮南線客、貨列車的運(yùn)行。而上述供電范圍的接觸網(wǎng)之間是同相供電，采用越區(qū)供電也僅能由一個(gè)方向電源供電，可靠性不高。

（2）動(dòng)車所開閉所向合肥南動(dòng)車所供電，兩路電源分別T接于南環(huán)線、合武線接觸網(wǎng)，客運(yùn)專線檢修天窗通常安排在夜間，當(dāng)合武線、南環(huán)線的天窗重合將造成合肥南動(dòng)車所停電，而夜間正是動(dòng)車所內(nèi)動(dòng)車組整備、檢修作業(yè)最繁忙時(shí)段，采用這種供電方式將造成動(dòng)車組和接觸網(wǎng)檢修、維護(hù)的沖突。

3.2 把握設(shè)計(jì)源頭

樞紐電力、電氣化項(xiàng)目通常由多家單位參與設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方案完善與否直接影響樞紐的功能，而組織樞紐的相關(guān)設(shè)計(jì)進(jìn)行銜接對優(yōu)化供電功能會(huì)起到很好的效果。

（1）均衡建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。不同的設(shè)計(jì)單位在建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)把握上存在差別，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一會(huì)給運(yùn)營管理帶來不便。滬杭和京滬高鐵在虹橋動(dòng)車運(yùn)用所內(nèi)的電力工程由鐵四院一家設(shè)計(jì)，而滬杭的電力設(shè)備沒有SCADA 項(xiàng)目，無法監(jiān)控設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)。

（2）通過審查牽引變電所、開閉所、分區(qū)所和AT 所之間的配套項(xiàng)目是否齊全，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏項(xiàng)，確保牽引供電設(shè)施配套建設(shè)不脫節(jié)。

（3）優(yōu)化樞紐的接觸網(wǎng)分段、分束和聯(lián)絡(luò)開關(guān)布置方案。在應(yīng)急情況下，樞紐的分段、分束能及時(shí)隔離故障，聯(lián)絡(luò)開關(guān)給不同供電單元間的靈活供電能起到很好的效果，因此必須對這方面情況進(jìn)行梳理并完善，為運(yùn)營提供安全保障。

（4）力求電力、接觸網(wǎng)設(shè)備型號統(tǒng)一。電力、電氣化設(shè)備、零部件種類繁多，為了便于運(yùn)營檢修、備料，并兼顧既有設(shè)備的安裝方式、規(guī)格、型號等，應(yīng)統(tǒng)籌考慮樞紐內(nèi)設(shè)備的整體性，有利于設(shè)備的維護(hù)和搶修。

（5）組織好接觸網(wǎng)施工交底。當(dāng)樞紐內(nèi)的接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)由多家單位承擔(dān)時(shí)，要及時(shí)組織運(yùn)輸和供電部門參加的接觸網(wǎng)施工圖交底，對樞紐接觸網(wǎng)的掛網(wǎng)范圍進(jìn)行全面檢查，避免接觸網(wǎng)工程出現(xiàn)掛網(wǎng)漏項(xiàng)。

3.3 盯控接觸網(wǎng)分相質(zhì)量

接觸網(wǎng)分相質(zhì)量直接關(guān)系到運(yùn)營安全，從設(shè)計(jì)源頭上要選擇合適分相位置，對一些地形復(fù)雜、大坡道處所的分相，要求設(shè)計(jì)院提供詳細(xì)的牽引供電計(jì)算依據(jù)來保證動(dòng)車組順利通過分相；同時(shí)要求設(shè)計(jì)人員來施工現(xiàn)場交底并指導(dǎo)驗(yàn)收，確保施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 提前謀劃SCADA 工程

樞紐的電力、電氣化資源通常由各個(gè)建設(shè)項(xiàng)目所共享，開通一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目，SCADA 調(diào)試涉及很多部門，情況復(fù)雜。圖2 為滬漢蓉開通南京南供電示意圖。

圖2 滬漢蓉開通南京南供電示意圖

（1）確定方案。樞紐內(nèi)的SCADA 系統(tǒng)建設(shè)通常是按照設(shè)計(jì)分工組織實(shí)施，各個(gè)項(xiàng)目的方案各自為政，因此要結(jié)合路局管理模式來優(yōu)化方案，確定調(diào)度臺，商定設(shè)備管理分界，既要考慮樞紐電力、電氣化和通信工程的遠(yuǎn)、近期相結(jié)合，又要考慮將來設(shè)備切割便利。如南京樞紐的滬漢蓉通道部分電力箱變和京滬高鐵共用，在滬漢蓉開通時(shí)，京滬高鐵管理機(jī)構(gòu)和設(shè)備分界都不明確，通過對方案的深入研究，即考慮滬漢蓉，又兼顧京滬高鐵，一次解決問題，少走了彎路。

（2）工程建設(shè)推進(jìn)。在電力、變電、接觸網(wǎng)和通信工程都具備條件方能開展SCADA 系統(tǒng)調(diào)試工作，實(shí)際上，SCADA 調(diào)試通常已進(jìn)入聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段，按照營業(yè)線施工要求來組織，施工天窗在夜間，涉及到調(diào)度、信息所、機(jī)務(wù)、通信、建設(shè)、施工等部門，多頭管理，因此推進(jìn)這項(xiàng)工作難度大、時(shí)間長。

3.5 確保工程建設(shè)安全

在樞紐開通一個(gè)項(xiàng)目往往有過渡工程，從安全和經(jīng)濟(jì)的角度來考慮，設(shè)計(jì)和運(yùn)營的要求不同，導(dǎo)致電力、電氣化的過渡工程對安全運(yùn)行可能有限制條件，這方面要引起我們的高度重視，保證人身的絕對安全。

（1）人身安全。在供電設(shè)備送電前，要組織好電力、電氣化設(shè)施送電方案的審查，全面檢查安全、技術(shù)措施，確保安全。滬漢蓉開通，動(dòng)車組通過寧杭滬漢蓉場部分站線、寧安場、仙西聯(lián)絡(luò)線進(jìn)入滬寧城際，仙西聯(lián)絡(luò)線最終供電方案是由寧安場供電，寧安工程正在建設(shè)，而將仙西聯(lián)絡(luò)線上下行接觸線接入寧杭滬漢蓉場33 供電單元，AF 線分別接入到32、33 供電單元，由于自藕變壓器作用，32、33 供電單元必須同時(shí)停電才能保證安全，不能按照供電單元單獨(dú)停電。

（2）設(shè)備補(bǔ)強(qiáng)措施。對樞紐項(xiàng)目暫時(shí)不能開通的設(shè)備，要研究補(bǔ)強(qiáng)措施，確保運(yùn)輸安全。滬杭客專開通，杭州東35 kV變電所未建成，滬杭客專的電力貫通線不能貫通，在筧橋線路所接入一路地方電源給貫通線做備用，當(dāng)滬杭線42 號箱變故障時(shí)，這路臨時(shí)電源發(fā)揮了較大的作用。

4 結(jié)束語

由于樞紐的電力、電氣化工程項(xiàng)目之間關(guān)系密切，在工程建設(shè)中，各建設(shè)項(xiàng)目機(jī)構(gòu)又相對獨(dú)立，這就影響到樞紐供電功能的整體性，因此在工程建設(shè)過程中各個(gè)項(xiàng)目管理機(jī)構(gòu)之間要密切配合、通力合作，本著各個(gè)建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)服從樞紐內(nèi)電力、電氣化工程的整體功能為原則，統(tǒng)籌兼顧，才能把工程建設(shè)好，使得各項(xiàng)配套設(shè)施建設(shè)更加完善。