南廣高鐵貴港牽引站供電安全問(wèn)題研究

黃漢仕

（廣西電網(wǎng)公司貴港供電局 貴港市537100）

京滬高鐵開(kāi)通不足半月在短短4天內(nèi)發(fā)生3起停運(yùn)事故。2011年7月23日晚上20點(diǎn)30分左右，甬溫線動(dòng)車組發(fā)生追尾事故。事故已造成40人死亡，210人受傷?！?23”甬溫線高鐵慘痛的災(zāi)難教訓(xùn)對(duì)于我們供電企業(yè)來(lái)說(shuō)，更應(yīng)該從對(duì)國(guó)家和人民負(fù)責(zé)的高度來(lái)重新審視電網(wǎng)供電安全問(wèn)題。

1 貴港電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)情況

1.1 貴港電網(wǎng)現(xiàn)狀

貴港電網(wǎng)供電范圍為貴港市區(qū)（覃塘區(qū)、港南區(qū)和港北區(qū)）及桂平、平南2個(gè)縣市。目前貴港電網(wǎng)最高電壓等級(jí)為500 kV，其用電主要由500 kV逢宜變電站和地方電源聯(lián)合供電；貴港電網(wǎng)主要通過(guò)來(lái)賓～逢宜、逢宜～玉林2回500 kV線路和安城～謝村、來(lái)賓～芙蓉、佳成～社步、太華～興業(yè)、社步～冠鵬、大安～藤縣6回220 kV線路以及安城～謝村、太華～橫縣2回110kV線路與南方電網(wǎng)、廣西電網(wǎng)相連。截止2010年底，貴港電網(wǎng)擁有逢宜1座500 kV變電站，主變?nèi)萘?5萬(wàn)kVA，500 kV線路3回（來(lái)賓至逢宜1回，貴港電廠至逢宜2回），線路長(zhǎng)度95.93 km，220 kV變電站7座，主變壓器13臺(tái)，總?cè)萘? 890 kVA，220 kV線路17回，線路總長(zhǎng)度651.5 km，110 kV變電站23座，變電總?cè)萘? 675 kVA，110 kV線路42回，線路長(zhǎng)度743.25 km，35 kV變電站55座，變電總?cè)萘?87 kVA，35 kV線路43回，35 kV線路長(zhǎng)度1 371.01 km。

南廣鐵路牽引站采用220 kV供電，目前貴港電網(wǎng)與其相關(guān)聯(lián)的變電站的情況如下：

（1）貴港市500 kV電網(wǎng)主變?nèi)萘?×75萬(wàn)kVA，500 kV側(cè)采用一個(gè)半斷路器接線方式，最終2臺(tái)進(jìn)串，1臺(tái)進(jìn)母線，本期已建出線3回（來(lái)賓至逢宜1回，貴港電廠至逢宜2回），終期出線10回；220 kV側(cè)采用雙母線分段接線方式，本期已建出線7回（逢電線、逢華線、逢社線、逢大線和逢芙線各1回，逢宜至啟航2回），終期出線14回。

① 220 kV謝村變電站。

220 kV謝村主變壓器終期按3臺(tái)15萬(wàn)kVA設(shè)計(jì)，已建2×15萬(wàn)kVA，電壓等級(jí)為 220/110/35 kV。220 kV配電裝置為雙母線接線，終期架空出線6回，已建出線間隔3個(gè)（太華、芙蓉、安城）。

本期利用站址預(yù)留位置擴(kuò)建2個(gè)220 kV高鐵出線間隔。

② 220 kV運(yùn)通變電站。

220 kV主變壓器終期按3臺(tái)18萬(wàn)kVA設(shè)計(jì)，本建1×18萬(wàn)kVA，電壓等級(jí)為220/110/10 kV。220 kV配電裝置為雙母線接線，終期架空出線6回，本期規(guī)劃建設(shè)出線間隔4個(gè)（太華和逢宜各2個(gè)），220 kV運(yùn)通計(jì)劃在2012年二季度建成投運(yùn)。

本期利用站址預(yù)留位置擴(kuò)建2個(gè)220 kV高鐵出線間隔。

③ 220 kV社步變電站。

220 kV社步變電站終期主變規(guī)模按2臺(tái)設(shè)計(jì)，現(xiàn)有主變2臺(tái)，容量分別為12萬(wàn)kVA和18萬(wàn)kVA，電壓等級(jí)為220/110/35 kV。220 kV設(shè)計(jì)終期出線規(guī)模4回，采用雙母線帶旁路接線，目前已建4回，其中至220 kV佳成、冠鵬、大安和500 kV逢宜站各1回，已按終期規(guī)模建成。

本期利用旁母間隔并征地?cái)U(kuò)建2個(gè)220 kV高鐵出線間隔，并取消220 kV旁路母線。

④ 220 kV大安變電站。

220 kV大安變電站終期主變規(guī)模按2臺(tái)設(shè)計(jì)，現(xiàn)有主變2臺(tái)，容量分別為2×12萬(wàn)kVA，電壓等級(jí)為220/110/35 kV。220 kV設(shè)計(jì)終期出線規(guī)模5回，采用雙母線帶旁路接線，目前已建5回，其中至220 kV社步、藤縣和500 kV逢宜站各1回，至220 kV瑞雪站2回，已按終期規(guī)模建成。

本期利用旁母間隔并征地?cái)U(kuò)建2個(gè)220 kV高鐵出線間隔，并取消220 kV旁路母線。

1.2 南廣高鐵貴港4個(gè)牽引站規(guī)劃建設(shè)情況

南廣高速鐵路是以客運(yùn)為主，客貨共線的干線鐵路，為國(guó)鐵I級(jí)、正線數(shù)目為雙線，設(shè)計(jì)行車速度為200 km/h及以上（最高時(shí)速可達(dá)300 km/h），建成后，遠(yuǎn)景運(yùn)輸能力為貨運(yùn)量2 000萬(wàn)t/年，日開(kāi)行客車110對(duì)。貴港境內(nèi)有居仕、貴港、桂平、武林4座牽引變電站，其中居仕、貴港牽引變電站還預(yù)留對(duì)黎塘至湛江鐵路黎塘至貴港段供電 （黎塘至貴港段規(guī)劃與南廣線建設(shè)同步進(jìn)行電氣化改造）。計(jì)劃2012年下半年建成通車。

根據(jù)設(shè)計(jì)資料，南廣鐵路牽引站外部電源配套工程（貴港）情況：

220 kV貴港牽引站：從220 kV運(yùn)通變電站2回220 kV線路單回建設(shè)，線路需高跨郁江一次，連續(xù)跨越兩專用鐵路和南廣鐵路。

220 kV居仕牽引站：從220 kV謝村變電站2回220 kV線路單回建設(shè)，線路穿越220 kV謝華線和跨越黎湛鐵路。

220 kV桂平牽引站：從220 kV社步變電站2回220 kV線路單回建設(shè)，線路需跨越南廣高速鐵路一次，跨越在建的貴梧高速公路。

220 kV武林牽引站：從220 kV大安變電站2回220 kV線路單回建設(shè)，跨越在建的貴梧高速公路。

目前貴港轄區(qū)范圍內(nèi)的4個(gè)牽引站的外部電源配套工程的初步設(shè)計(jì)已通過(guò)審查，進(jìn)入設(shè)備及施工招標(biāo)階段。計(jì)劃在2011年底動(dòng)工建設(shè)，2012年上半年工程將全部建設(shè)完工并投運(yùn)。

2 南廣高鐵貴港段4個(gè)牽引站存在的風(fēng)險(xiǎn)

2.1 系統(tǒng)電網(wǎng)方面

（1）500 kV逢宜站檢修時(shí)，整個(gè)供電可靠性不滿足N-1要求。

由于電網(wǎng)電磁解環(huán)的要求，貴港網(wǎng)區(qū)220 kV系統(tǒng)將與來(lái)賓、玉林網(wǎng)區(qū)解環(huán)運(yùn)行，220 kV系統(tǒng)將全部由500 kV逢站兩臺(tái)主變供電，電源點(diǎn)單一，供電可靠性不高，500 kV逢宜變電站1臺(tái)主變檢修時(shí)，可能出現(xiàn)造成另1臺(tái)主變過(guò)載的安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。

500 kV逢宜站的220 kV母線故障停電，將會(huì)造成貴港電網(wǎng)東西部220 kV網(wǎng)架開(kāi)環(huán)運(yùn)行，貴港電網(wǎng)西部網(wǎng)架僅靠謝安線、來(lái)芙線供電，東部網(wǎng)架僅靠佳社線供電，供電能力不能滿足負(fù)荷需要，線路將嚴(yán)重超載，大安站、瑞雪站由社大線單回線路供電。

（2）220 kV開(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí)存在牽引站供電可靠性降低。

大安、瑞雪變電站正常運(yùn)行時(shí)只有逢大、社大兩路電源，大藤線開(kāi)環(huán)運(yùn)行，不滿足供電可靠性要求。當(dāng)逢大、社大一回檢修時(shí)，大安站、瑞雪站220 kV母線需要分列運(yùn)行，220 kV大安站、瑞雪站以及武林牽引站供電可靠性降低。

2.2 牽引站外部電源線路設(shè)計(jì)方面

220 kV謝村～居仕牽引站II回線路穿越220 kV謝華線，存在因220 kV謝華斷線影響居仕牽引站供電的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 設(shè)備選型方面

貴港處于雷區(qū)范圍，普遍雷暴日超100天，防雷耐壓按120個(gè)雷暴日設(shè)計(jì)。

南廣牽引站屬一級(jí)重要供電客戶，供電可靠性要求高，建議牽引站一、二設(shè)備考慮較桂電生［2006］104號(hào)文主要電氣設(shè)備選型原則上提高一個(gè)檔次。

2.4 高鐵運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)方面

高速鐵路是一種特殊的大功率單相負(fù)荷，一方面高鐵負(fù)荷會(huì)向系統(tǒng)注入大量的高次諧波，另一方面由于高速鐵路的不對(duì)稱性將產(chǎn)生大量負(fù)序電流，導(dǎo)致供電網(wǎng)三相不平衡。對(duì)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的影響：負(fù)序和諧波電流會(huì)引起變壓器的負(fù)序電壓和復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)裝置，母線差動(dòng)保護(hù)的負(fù)序電壓閉鎖誤動(dòng)，輸電線路的距離保護(hù)振蕩閉鎖保護(hù)裝置。

2.5 生產(chǎn)運(yùn)行、檢修維護(hù)方面存在的問(wèn)題

設(shè)備投運(yùn)后，當(dāng)高鐵牽引站其中一回線路停電檢修時(shí)，高鐵牽引站只有單回路供電，供電可靠性降低。

2.6 運(yùn)行維護(hù)方面

220 kV變電站將實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守管理，巡視周期為1月1次，沒(méi)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)及處理設(shè)備缺陷，影響設(shè)備安全運(yùn)行，進(jìn)而存在降低牽引站可靠性可能。

對(duì)相應(yīng)的外來(lái)電源供電線路的具體運(yùn)行維護(hù)問(wèn)題如下：

（1）謝村～居仕牽引站220 kV線路。

① 線路工程中朱村至新梁村段跨越林區(qū)，長(zhǎng)度為13 km，林區(qū)主要為速生桉和松樹(shù)，存在線樹(shù)矛盾。

② 線路工程中繞過(guò)臺(tái)泥采石場(chǎng)，為避免采石場(chǎng)的爆破，按規(guī)程規(guī)定設(shè)計(jì)線路與采石場(chǎng)安全距離應(yīng)達(dá)500 m。

③ 謝村～居仕牽引站220 kVA II回線路穿越220 kV謝華線一次，高跨黎湛鐵路一次。

（2）運(yùn)通～貴港牽引站220 kV線路。

運(yùn)通站至盧村段跨越林區(qū)，林區(qū)主要為速生桉和松樹(shù)，存在線樹(shù)矛盾。

（3）社步～桂平牽引站220 kV線路。

社步站至古清塘村段跨越林區(qū)，林區(qū)主要為速生桉和松樹(shù)，存在線樹(shù)矛盾。

（4）社步～桂平牽引站220 kV線路。

水村至武林牽引站段跨越林區(qū)，長(zhǎng)度達(dá)19.6 km，林區(qū)主要為速生桉和松樹(shù)，存在線樹(shù)矛盾。

建議線路耐張塔采用36 m，直線塔采用42 m，同時(shí)注意樹(shù)木的砍伐及維護(hù)。

3 提高牽引站供電可靠性的措施和建議

3.1 提高牽引站供電供電可靠性的措施

根據(jù)上述貴港電網(wǎng)對(duì)南廣高鐵牽引站實(shí)際存在的種種安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的分析，為從根本上提高牽引站系統(tǒng)運(yùn)行供電可靠性，提出如下的具體措施：

（1）建議按照“十二五”電網(wǎng)規(guī)劃在2014年投運(yùn)500 kV桂平變電站，進(jìn)一步提供貴港電網(wǎng)供電可靠性。

（2）加快瑞雪站至國(guó)茂站的雙回電源線路的建設(shè)，真正實(shí)現(xiàn)整個(gè)貴港電網(wǎng)220 kV電力網(wǎng)絡(luò)電源供電雙環(huán)網(wǎng)，“手拉手”模式。

（3）建議高鐵牽引站低壓側(cè)之間真正能夠?qū)崿F(xiàn)“手拉手”互供能力。

3.2 提高牽引站供電可靠性方面的建議

（1）貴港4個(gè)高鐵牽引站的外部電源均從單一個(gè)變電站送出二回，220 kV變電站220 kV母線均為雙母線接線，正常運(yùn)行時(shí)能滿足高鐵供電可靠性要求，高鐵牽引站外部供電中斷時(shí)，高鐵牽引站應(yīng)能實(shí)現(xiàn)互供或自備電源供電方式來(lái)滿足高鐵運(yùn)行要求。高鐵牽引站作為一級(jí)用戶，建議配置自備保安電源，以提高用戶自身應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害的能力。

（2）由于高鐵的頻繁啟動(dòng)停止，有可能會(huì)造成變電站內(nèi)原有線路保護(hù)裝置的頻繁啟動(dòng)，可能需要對(duì)部分舊線路保護(hù)進(jìn)行軟件升級(jí)，此項(xiàng)工作需聯(lián)系保護(hù)廠家進(jìn)一步核實(shí)。

（3）雷害和鳥(niǎo)害是220 kV線路故障跳閘的主要原因，在工程設(shè)計(jì)階段應(yīng)考慮防雷害和鳥(niǎo)害的技術(shù)措施。

4 需要地方政府支持的事項(xiàng)

（1）高鐵線路設(shè)施保護(hù)方面。

建議政府加大對(duì)高鐵線路的保護(hù)，關(guān)閉臺(tái)泥采石場(chǎng)，避免應(yīng)因外力破壞而影響高鐵供電的可靠性。

（2）線路路徑方面。

線樹(shù)矛盾依然存在，而且越演越烈。一些種植者由于利益驅(qū)動(dòng)，無(wú)視電力法，在線路底下種植速豐桉，嚴(yán)重威脅線路安全穩(wěn)定運(yùn)行，建議政府部門加強(qiáng)對(duì)高鐵線路防護(hù)區(qū)種植植物的限制。