貴廣客專運(yùn)營(yíng)初期牽引變電所力調(diào)電費(fèi)的成因及解決對(duì)策

賈亨強(qiáng)

（滬昆鐵路客運(yùn)專線貴州有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550002）

1 工程概況

貴廣客專（貴廣高速鐵路，又名貴廣客運(yùn)專線）全長(zhǎng)857km，途徑貴州、廣西、廣東三省區(qū)，于2014年12月26日建成通車。沿途建設(shè)有貴陽(yáng)北、昌明北、都勻東、三都、三江鄉(xiāng)、榕江、從江、三江、上躍、赤江、潮田、恭城、兩安、黃田、丹竹、木蘭、廣寧、撐耳、佛山西等19座牽引變電所，用電類別為大工業(yè)用電，電費(fèi)計(jì)量采用高供高計(jì)，功率因數(shù)考核標(biāo)準(zhǔn)為0.9。在貴廣客專開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的一年時(shí)間內(nèi)，共產(chǎn)生了3587275.45元的力調(diào)電費(fèi)罰款，對(duì)貴廣客專的經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)造成了較大不利影響。

2 貴廣客專運(yùn)營(yíng)初期力調(diào)電費(fèi)特點(diǎn)

根據(jù)現(xiàn)行的《功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法》規(guī)定，力調(diào)電費(fèi)的計(jì)費(fèi)數(shù)量是根據(jù)功率因數(shù)的高低，加收得總電費(fèi)的百分?jǐn)?shù)（即調(diào)整率）。該調(diào)整率根據(jù)相應(yīng)功率因數(shù)的高低而不同，功率因數(shù)高，費(fèi)率低；功率因數(shù)低，費(fèi)率高。力調(diào)電費(fèi)為正值，由用電方向供電方支付相應(yīng)費(fèi)用；力調(diào)電費(fèi)為負(fù)值，則由供電方向用電方支付相應(yīng)費(fèi)用[1]。

通過(guò)分析貴廣客專運(yùn)營(yíng)一年內(nèi)的力調(diào)電費(fèi)情況，可知其有以下兩個(gè)特點(diǎn)。

2.1 分布不均衡

貴廣客專運(yùn)營(yíng)初期的力調(diào)電費(fèi)分布不均衡，大部分牽引變電所的力調(diào)電費(fèi)數(shù)值為負(fù)值，個(gè)別牽引變電所如三都、三江鄉(xiāng)、三江、佛山西等牽引變電所的力調(diào)電費(fèi)數(shù)值為正值，這說(shuō)明貴廣客專牽引變電所功率因數(shù)偏低不是普遍現(xiàn)象。具體數(shù)據(jù)以貴廣客專2015年2月部分牽引變電所經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析為例（見(jiàn)表1）。

表1 貴廣客專2015年2月部分牽引變電所經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析表（1月份用電數(shù)據(jù)）

2.2 始終處于變化中

貴廣客專運(yùn)營(yíng)一年之內(nèi)力調(diào)電費(fèi)始終處于變化當(dāng)中。隨著時(shí)間的推移力調(diào)電費(fèi)為負(fù)值的牽引變電所數(shù)量不斷增多，數(shù)額不斷增加；力調(diào)電費(fèi)為正值的牽引變電所數(shù)量不斷減少，數(shù)額不斷減少。這說(shuō)明貴廣客專所有牽引變電所的總體功率因數(shù)在不斷提升，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)持續(xù)變優(yōu)。

貴廣客專2015年1月份有三都、三江鄉(xiāng)、從江、三江、上躍、木蘭、撐耳、佛山西等8座牽引變電所力調(diào)電費(fèi)為正值，力調(diào)電費(fèi)總額為661198.44元；到2015年12月僅有三江、佛山西2座牽引變電所力調(diào)電費(fèi)為正值，力調(diào)電費(fèi)總額為277618.36元。具體數(shù)據(jù)以貴廣客專2015年?duì)恳冸娝φ{(diào)電費(fèi)情況為例（見(jiàn)表2）。

表2 貴廣客專2015年?duì)恳冸娝φ{(diào)電費(fèi)情況分析表

3 原因分析

高速鐵路牽引供電系統(tǒng)是由牽引變電所外部電源、牽引變電所、供電線、牽引接觸網(wǎng)、機(jī)車等部分構(gòu)成的，分析造成力調(diào)電費(fèi)產(chǎn)生的原因可以從各部分入手利用排除法進(jìn)行分析。

貴廣客專19座牽引變電所的電費(fèi)計(jì)量裝置均安裝在各牽引變電所計(jì)量屏內(nèi)，排除了外部電源線路的原因。貴廣客專開(kāi)通之后開(kāi)行的列車全部為CRH和諧號(hào)動(dòng)車組，由于牽引機(jī)車采用交直交變頻驅(qū)動(dòng)，其交流側(cè)的功率因數(shù)理論上可以達(dá)到1.0，但考慮各種可能的動(dòng)態(tài)過(guò)程（啟動(dòng)、爬坡、制動(dòng)等過(guò)程），實(shí)際功率因數(shù)會(huì)小于1.0，但會(huì)高于0.93，排除動(dòng)車組機(jī)車方面的原因。牽引變電所設(shè)備和接觸網(wǎng)是全線統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)并建設(shè)的，也不會(huì)是造成牽引變電所功率因數(shù)高低不同的原因。由此可以推斷，造成貴廣客專部分牽引變電所功率因數(shù)較低的原因肯定在供電線部分。

在分析貴廣客專所有牽引變電所上網(wǎng)供電線的構(gòu)成特點(diǎn)后可發(fā)現(xiàn)，貴廣客專運(yùn)營(yíng)初期力調(diào)電費(fèi)較多的三都、三江、佛山西等牽引變電所配套的供電線有一個(gè)共同特點(diǎn)，那就是供電線大量存在長(zhǎng)度較長(zhǎng)的電力電纜。

貴廣客專全線有一大半線路處在西南復(fù)雜艱險(xiǎn)山區(qū)，有510座橋梁、238條隧道，橋隧比高達(dá)83%，貴陽(yáng)至桂林段的橋隧比更是高達(dá)92%。三都、三江鄉(xiāng)、三江三座牽引變電所均位于橋隧比更高的貴陽(yáng)至桂林段，長(zhǎng)大隧道非常集中是該區(qū)段最大的特點(diǎn)。長(zhǎng)大隧道分布集中的特點(diǎn)導(dǎo)致?tīng)恳╇娤到y(tǒng)的部分AT分區(qū)所、AT所等重要供電設(shè)施不得不設(shè)置在隧道內(nèi)，導(dǎo)致供電線采用電力電纜。以三都牽引變電所為例，三都牽引變電所供電范圍內(nèi)有三都隧道（14637m）、普安一號(hào)隧道（1288m）、普安二號(hào)隧道（1330m）、莫家寨隧道（2595m）、大寨隧道（8974m）、同開(kāi)坡隧道（4757m）、羊甲隧道（8058m）、同馬山隧道（13931m）等多座長(zhǎng)大隧道，向貴陽(yáng)、廣州兩個(gè)方向的供電臂的三都AT分區(qū)所、大寨AT所、同開(kāi)坡AT分區(qū)所均設(shè)置在隧道內(nèi)，供電臂總長(zhǎng)度約為105km，其中供電線電纜長(zhǎng)度達(dá)35km，占供電臂總長(zhǎng)度的33.3%，電纜長(zhǎng)度占比很高。佛山西牽引變電所處于珠三角經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，人口稠密，工業(yè)區(qū)分布很集中，無(wú)法落實(shí)供電線架空走廊，只能采用電纜方式，導(dǎo)致電纜長(zhǎng)度占供電臂總長(zhǎng)比重同樣很高。

根據(jù)《功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法》（〔83〕水電財(cái)字第215號(hào)）規(guī)定，“凡實(shí)行功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的用戶，應(yīng)裝設(shè)帶有防倒裝置的無(wú)功電度表，按用戶每月實(shí)用有功電量和無(wú)功電量，計(jì)算月平均功率因數(shù)”，無(wú)功電量“按倒送的無(wú)功電量與實(shí)用無(wú)功電量?jī)烧叩慕^對(duì)值之和，計(jì)算月平均功率因數(shù)”。因此，供電部門(mén)對(duì)鐵路用戶的無(wú)功電量按照實(shí)用（感性）無(wú)功和倒送（容性）無(wú)功的絕對(duì)值之和計(jì)算，也就是按第Ⅰ、Ⅳ象限無(wú)功電量之和計(jì)量組合無(wú)功電量，作為計(jì)算月平均功率因數(shù)的無(wú)功電量。

電力電纜每單位長(zhǎng)度的容性無(wú)功電量比架空導(dǎo)線大得多，當(dāng)供電線電力電纜長(zhǎng)度較長(zhǎng)就會(huì)導(dǎo)致Ⅳ象限無(wú)功電量較多，在高速鐵路沒(méi)有列車通過(guò)時(shí)向電網(wǎng)倒送大量反向無(wú)功，導(dǎo)致組合無(wú)功電量增多。而貴廣客專運(yùn)營(yíng)初期開(kāi)行的動(dòng)車組對(duì)數(shù)較少有功電量較少導(dǎo)致組合無(wú)功電量Q與有功電量P的比值較大，功率因數(shù)較低，進(jìn)而產(chǎn)生大量功率因數(shù)力調(diào)電費(fèi)。

貴廣客專三都、三江鄉(xiāng)、從江、三江、佛山西等牽引變電所供電線大量采用電力電纜上網(wǎng)，這一現(xiàn)實(shí)情況正好與貴廣客專運(yùn)營(yíng)初期力調(diào)電費(fèi)的分布情況相吻合。

隨著貴廣客專開(kāi)行動(dòng)車組對(duì)數(shù)的增加，消耗的有功電量逐漸增多，在無(wú)功電量來(lái)源基本保持穩(wěn)定的情況下無(wú)功電量Q與有功電量P的比值越來(lái)越小，導(dǎo)致貴廣客專所有牽引變電所功率因數(shù)逐漸提高，力調(diào)電費(fèi)罰款數(shù)額越來(lái)越少，獎(jiǎng)勵(lì)數(shù)額越來(lái)越高。

4 解決對(duì)策

根據(jù)這一結(jié)論，相關(guān)單位在后續(xù)建設(shè)的滬昆鐵路客運(yùn)專線貴州段的建設(shè)中采取了以下途徑來(lái)減少供電線電纜數(shù)量：

（1）在滿足行車檢算的前提下，盡可能地將接觸網(wǎng)電分相的位置調(diào)整至隧道外，而確實(shí)無(wú)法調(diào)整的要盡可能地靠近隧道口。

（2）在滿足危巖落石、百年洪水位、地方規(guī)劃的前提下盡可能地將牽引變電所、分區(qū)所的位置調(diào)整至接觸網(wǎng)電分相距離最近、方便架空上網(wǎng)的位置，有效降低供電線長(zhǎng)度[2-3]。

（3）接觸網(wǎng)供電線盡可能采用架空導(dǎo)線接引至接觸網(wǎng)，盡量避免采用電力電纜，減少牽引供電系統(tǒng)容性阻抗。

5 實(shí)例驗(yàn)證

通過(guò)以上3個(gè)途徑，相關(guān)組織設(shè)計(jì)單位、鐵路局有關(guān)站段、地方政府相關(guān)部門(mén)對(duì)滬昆鐵路客運(yùn)專線貴州段的接觸網(wǎng)電分相、牽引變電所、分區(qū)所位置進(jìn)行了全面優(yōu)化調(diào)整，減少了供電線電纜長(zhǎng)度，且盡可能地采用了供電線架空上網(wǎng)，取得了良好的效果。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，滬昆鐵路客運(yùn)專線貴州段在2016年底開(kāi)通之后，管內(nèi)12座牽引變電所未發(fā)生任何力調(diào)電費(fèi)罰款，反而產(chǎn)生了大量力調(diào)電費(fèi)獎(jiǎng)勵(lì)，提高了滬昆鐵路客運(yùn)專線貴州段的運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，文章分析了貴廣專線高速鐵路運(yùn)營(yíng)初期列車開(kāi)行對(duì)數(shù)較少的情況下，牽引供電系統(tǒng)供電線大量采用電力電纜是造成該專線力調(diào)電費(fèi)罰款的主要原因。因此，減少牽引供電系統(tǒng)供電線電力電纜數(shù)量，是解決牽引變電所力調(diào)電費(fèi)罰款的主要途徑。