湖東站區(qū)企業(yè)供電負(fù)荷現(xiàn)狀調(diào)查及增容方案

王敏

一、基本概況

湖東站區(qū)目前共有兩座10KV配電所，分別是湖東一配和湖東二配。其中湖東一配投運(yùn)于1988年12月，擔(dān)負(fù)著湖東站區(qū)全部的企業(yè)供電任務(wù)。隨著湖東站區(qū)鐵路電力負(fù)荷逐年的不斷增長(zhǎng)，湖東一配的供電能力不足現(xiàn)象逐步顯現(xiàn)。到了1995年左右日趨嚴(yán)重。為了解決這一突出矛盾，1996年開始在湖東機(jī)務(wù)段內(nèi)新建湖東二配，主要目的是將湖東機(jī)務(wù)段電力負(fù)荷分離出來，轉(zhuǎn)入湖東二配供電，以緩解湖東一配滿負(fù)荷運(yùn)行的壓力。1997年7月湖東二配正式投入運(yùn)行，緩解了湖東一配供電能力不足問題。2004年，湖東一配在大秦線2億噸擴(kuò)能改造配套工程中雖然進(jìn)行了設(shè)備升級(jí)改造，但電源容量沒有增加。湖東二配目前已經(jīng)運(yùn)行17年，超大修期使用，高壓開關(guān)柜采用目前已經(jīng)淘汰的JYN型，保護(hù)類型為集中控制式電磁保護(hù)裝置，運(yùn)行可靠性差，配件缺失，維護(hù)困難，成本較高。

近年來，隨著鐵路新技術(shù)新設(shè)備的大量應(yīng)用，特別是2004年以來的大秦線擴(kuò)能改造工程以來，湖東車輛段、機(jī)務(wù)段及湖東站區(qū)新上馬了大量的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，湖東地區(qū)的用電負(fù)荷大幅增加，使得按照上世紀(jì)80年代和90年代設(shè)計(jì)使用的兩座配電所容量明顯不足，已不能適應(yīng)當(dāng)前運(yùn)輸生產(chǎn)需要。

二、湖東一配、二配供電現(xiàn)狀分析

（一）湖東一配

湖東配電所主接線為單母線分段布置，I段母線由110KV 1#、2#動(dòng)力變饋出的301和303兩個(gè)電源供電（其中一個(gè)備用），II段母線由地方倍加皂110KV變電站10KV倍湖線供電，電源為302開關(guān)。兩端母線設(shè)置母聯(lián)斷路器，正常運(yùn)行時(shí)母聯(lián)斷路器在斷開位置。

1、負(fù)載容量

I段母線饋出4條10kv回路，分別為站饋一、站饋三、湖東-陽(yáng)原自閉線路和湖東-大同南-小站自閉線路；II段母線饋出4條10kv回路，分別為站饋二、站饋四、湖東-陽(yáng)原貫通線路和湖東-大同南貫通線路。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)I段母線側(cè)所供的變壓器總?cè)萘繛?4778.4KVA，II段母線側(cè)所供的變壓器總?cè)萘繛?3072.2KVA。

2、電源容量

I段母線電源由湖東牽引變電所110KV動(dòng)力變供電，雖然安裝有2臺(tái)動(dòng)力變，但運(yùn)行中受地方供電公司限制，只能使用其中的1臺(tái)，另一臺(tái)備用。每臺(tái)動(dòng)力變的容量為6300KVA（額定電流363A）。實(shí)際運(yùn)行中，I段母線電源301回路最大電流為230A。

II段母線電源由地方10KV倍湖線供電，地方供電局報(bào)裝容量為2095KVA（額定電流120A），實(shí)際運(yùn)行中，II段母線電源302回路最大電流為160A，過載33%。

3、運(yùn)行方式

按照設(shè)計(jì)要求，湖東配電所兩段母線正常時(shí)采取分段運(yùn)行方式，當(dāng)其中一路電源不能正常工作時(shí)，母聯(lián)備自投保護(hù)動(dòng)作，自動(dòng)閉合母聯(lián)斷路器，實(shí)現(xiàn)一路電源供全所負(fù)荷。但由于目前II段母線電源容量不足，已超載運(yùn)行，不具備II段母線電源供全所的條件。因此我段已經(jīng)將湖東配電所母聯(lián)的運(yùn)行方式進(jìn)行了調(diào)整：即當(dāng)II段母線電源停電時(shí)，投入母聯(lián)斷路器，由I段母線電源供全所運(yùn)行；當(dāng)I段母線電源301回路不能正常供電時(shí)，起用302回路供I段母線。由于302回路停電后，I段母線電源供全所時(shí)動(dòng)力變滿載運(yùn)行，運(yùn)行值班人員在調(diào)度的指揮下需要及時(shí)切除部分次要負(fù)荷。

（二）湖東二配

湖東二配電所主接線為單母線單電源不分段布置，電源由地方110KV樊莊變電站10KV樊湖線供電，電源為301開關(guān)。

1、負(fù)載容量

湖東二配目前有5條饋出回路，分別是站饋一、站饋二、站饋五、

站饋六和湖東-大同東貫通線路。需要特別說明的是二配 311回路接引湖東一配饋出的站饋三（312回路）末端，312回路接引湖東一配饋出的站饋四（322回路）末端。使得湖東二配311回路與湖東一配312回路形成兩端供電方式，供湖東站饋三負(fù)荷；湖東二配312回路與湖東一配322回路形成兩端供電方式，供湖東站饋四負(fù)荷。站饋五和站饋六為環(huán)形供電方式。

2、電源容量

湖東二配電源由地方樊莊110KV變電站10KV樊湖線供電，地方供電局報(bào)裝容量為3650KVA（額定電流210A）。實(shí)際運(yùn)行中，電源301回路最大電流為190A，接近滿載運(yùn)行。

3、運(yùn)行方式

湖東二配為一路電源供電，10KV樊湖線電源年停電次數(shù)10次左

右，停電時(shí)間長(zhǎng)，電源可靠性差。電源停電后，二配無備用電源，站饋五、站饋六回路停電，影響機(jī)務(wù)段生產(chǎn)。

綜上所述，湖東一配、二配目前的電源容量在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)可以基本保證向全部負(fù)荷供電，如發(fā)生故障停電時(shí)，需要調(diào)整為非正常運(yùn)行方式，在限制次要負(fù)荷后（三級(jí)負(fù)荷），保證一級(jí)負(fù)荷供電，同時(shí)可靠性下降。

三、2013年湖東站區(qū)擬增設(shè)備容量：

1、2013年在路局在湖東大機(jī)段附近新建湖東鋼軌焊接基地，新增電力負(fù)荷3000KW，需要增設(shè)6臺(tái)630KVA變壓器，增加容量3780KVA。

2、2013年在湖東機(jī)務(wù)段擬建電機(jī)檢修庫(kù)，計(jì)劃增設(shè)2臺(tái)800KVA變壓器，增加供電容量1600KVA。

3、2013年湖東集控樓電源需要增加2臺(tái)630KVA變壓器，增加容量1260KVA。

以上三個(gè)項(xiàng)目，共計(jì)增加容量6640KVA，以湖東2座既有配電所現(xiàn)有的供電能力，完全不能滿足要求。特別是新建湖東鋼軌焊接基地，用電負(fù)載為大功率電焊機(jī)，電流經(jīng)常突變，電壓不穩(wěn)定，質(zhì)量差，對(duì)電網(wǎng)影響較大。如在供信號(hào)電源的母線側(cè)接引，會(huì)對(duì)信號(hào)電源造成一定的影響。

四、外部電源新增情況調(diào)查

湖東鐵路地區(qū)附近共有2座地方變電站，分別是位于大同縣倍加皂鎮(zhèn)的35KV倍加皂變電站和位于南郊區(qū)的110KV樊莊變電站。經(jīng)過我段與地方供電公司調(diào)查，目前倍加皂變電站主變?nèi)萘坎蛔?，不具備增容和新增出線間隔的條件；而樊莊變電站容量充足，同時(shí)具備增容和新增10KV出線間隔的條件。

五、應(yīng)對(duì)增容方案

（一）方案一：新建1條樊莊電源線（樊湖二線）

從地方樊莊變電站另一段母線（與既有10KV樊湖線不同母線段）引出二路電源，容量為5600KVA，通過架空線路引入既有的湖東二配，在湖東二配新增II段母線，增設(shè)母聯(lián)斷路器和三面10KV饋出高壓柜和電源柜。其中1面饋出柜引出高壓線路供湖東鋼軌焊接基地開關(guān)站，另1面饋出柜供湖東機(jī)務(wù)段電機(jī)檢修庫(kù)。剩余1面饋出柜備用。

需要說明的是：針對(duì)湖東鋼軌焊接基地的用電容量大及負(fù)荷突變特點(diǎn)，為避免對(duì)既有鐵路一級(jí)負(fù)荷（信號(hào)電源）的干擾，引入一路相對(duì)獨(dú)立的電源為其單獨(dú)供電最為可行。為此建議從樊莊變電站引出一路獨(dú)立的10KV電源供鋼軌焊接基地。由于湖東二配地處樊莊變電站至鋼軌焊接基地的必經(jīng)之路，因此建議首先將該電源引入湖東二配，與既有電源實(shí)現(xiàn)負(fù)荷重新分配轉(zhuǎn)移，以便同時(shí)滿足上述其它兩處新增負(fù)荷的需要。

（二）方案二：將一配兩臺(tái)動(dòng)力變?cè)鋈荩浼扔须娫丛鋈荩?/p>

將一配2臺(tái)動(dòng)力變由6300KVA增容10000KVA，將湖東二配既有電源增容2800KVA，將現(xiàn)樊莊電源架空線路由LGJ—150改為L(zhǎng)GJ—240線路，長(zhǎng)度為9.5KM。電纜線路由YJLV22—10—3*185改為YJV22—10—3*300線路，長(zhǎng)度為1.2KM。同時(shí)更換兩所電源進(jìn)線電流互感器并調(diào)整過流定值，在一配、二配高壓室各增加高壓柜1面。分別饋出高壓電纜引接至鋼軌焊接基地和機(jī)務(wù)段電機(jī)檢修庫(kù)。

（三）兩方案比選：

方案一設(shè)計(jì)新增一路10KV電源引入二配后供鋼焊接軌基地，其優(yōu)點(diǎn)是既解決了目前兩座配電室同時(shí)存在的容量不足問題，也避免了電焊負(fù)荷對(duì)電壓質(zhì)量要求較高的信號(hào)電源的干擾，同時(shí)通過二配既有供電網(wǎng)絡(luò)的調(diào)節(jié)分配功能，減輕湖東一配的滿負(fù)荷運(yùn)行壓力，同時(shí)可以解決機(jī)務(wù)段擬建電機(jī)檢修庫(kù)和湖東集控樓電源等新增負(fù)荷的要求，徹底解決湖東站區(qū)供電能力不足的問題。缺點(diǎn)是投資額較大。

方案二設(shè)計(jì)將2臺(tái)110KV動(dòng)力變?cè)鋈?，可以解決鋼軌焊接基地新增負(fù)荷的需要，但是會(huì)對(duì)湖東一配I段母線所供的信號(hào)、通訊、G網(wǎng)、5T電源造成干擾，影響運(yùn)輸生產(chǎn)秩序。從根本上解決不了兩座配電室容量不足的現(xiàn)狀。如采用方案二、需要設(shè)計(jì)部門出具鋼軌焊接基地負(fù)荷對(duì)電源電壓質(zhì)量不會(huì)造成劣化而影響信號(hào)電源正常使用的評(píng)估報(bào)告。該方案的優(yōu)點(diǎn)是投資額較小。