南广高铁贵港牵引站供电安全问题研究

黄汉仕

（广西电网公司贵港供电局 贵港市537100）

京沪高铁开通不足半月在短短4天内发生3起停运事故。2011年7月23日晚上20点30分左右，甬温线动车组发生追尾事故。事故已造成40人死亡，210人受伤。“723”甬温线高铁惨痛的灾难教训对于我们供电企业来说，更应该从对国家和人民负责的高度来重新审视电网供电安全问题。

1 贵港电网规划建设情况

1.1 贵港电网现状

贵港电网供电范围为贵港市区（覃塘区、港南区和港北区）及桂平、平南2个县市。目前贵港电网最高电压等级为500 kV，其用电主要由500 kV逢宜变电站和地方电源联合供电；贵港电网主要通过来宾～逢宜、逢宜～玉林2回500 kV线路和安城～谢村、来宾～芙蓉、佳成～社步、太华～兴业、社步～冠鹏、大安～藤县6回220 kV线路以及安城～谢村、太华～横县2回110kV线路与南方电网、广西电网相连。截止2010年底，贵港电网拥有逢宜1座500 kV变电站，主变容量75万kVA，500 kV线路3回（来宾至逢宜1回，贵港电厂至逢宜2回），线路长度95.93 km，220 kV变电站7座，主变压器13台，总容量1 890 kVA，220 kV线路17回，线路总长度651.5 km，110 kV变电站23座，变电总容量1 675 kVA，110 kV线路42回，线路长度743.25 km，35 kV变电站55座，变电总容量487 kVA，35 kV线路43回，35 kV线路长度1 371.01 km。

南广铁路牵引站采用220 kV供电，目前贵港电网与其相关联的变电站的情况如下：

（1）贵港市500 kV电网主变容量2×75万kVA，500 kV侧采用一个半断路器接线方式，最终2台进串，1台进母线，本期已建出线3回（来宾至逢宜1回，贵港电厂至逢宜2回），终期出线10回；220 kV侧采用双母线分段接线方式，本期已建出线7回（逢电线、逢华线、逢社线、逢大线和逢芙线各1回，逢宜至启航2回），终期出线14回。

① 220 kV谢村变电站。

220 kV谢村主变压器终期按3台15万kVA设计，已建2×15万kVA，电压等级为 220/110/35 kV。220 kV配电装置为双母线接线，终期架空出线6回，已建出线间隔3个（太华、芙蓉、安城）。

本期利用站址预留位置扩建2个220 kV高铁出线间隔。

② 220 kV运通变电站。

220 kV主变压器终期按3台18万kVA设计，本建1×18万kVA，电压等级为220/110/10 kV。220 kV配电装置为双母线接线，终期架空出线6回，本期规划建设出线间隔4个（太华和逢宜各2个），220 kV运通计划在2012年二季度建成投运。

本期利用站址预留位置扩建2个220 kV高铁出线间隔。

③ 220 kV社步变电站。

220 kV社步变电站终期主变规模按2台设计，现有主变2台，容量分别为12万kVA和18万kVA，电压等级为220/110/35 kV。220 kV设计终期出线规模4回，采用双母线带旁路接线，目前已建4回，其中至220 kV佳成、冠鹏、大安和500 kV逢宜站各1回，已按终期规模建成。

本期利用旁母间隔并征地扩建2个220 kV高铁出线间隔，并取消220 kV旁路母线。

④ 220 kV大安变电站。

220 kV大安变电站终期主变规模按2台设计，现有主变2台，容量分别为2×12万kVA，电压等级为220/110/35 kV。220 kV设计终期出线规模5回，采用双母线带旁路接线，目前已建5回，其中至220 kV社步、藤县和500 kV逢宜站各1回，至220 kV瑞雪站2回，已按终期规模建成。

本期利用旁母间隔并征地扩建2个220 kV高铁出线间隔，并取消220 kV旁路母线。

1.2 南广高铁贵港4个牵引站规划建设情况

南广高速铁路是以客运为主，客货共线的干线铁路，为国铁I级、正线数目为双线，设计行车速度为200 km/h及以上（最高时速可达300 km/h），建成后，远景运输能力为货运量2 000万t/年，日开行客车110对。贵港境内有居仕、贵港、桂平、武林4座牵引变电站，其中居仕、贵港牵引变电站还预留对黎塘至湛江铁路黎塘至贵港段供电 （黎塘至贵港段规划与南广线建设同步进行电气化改造）。计划2012年下半年建成通车。

根据设计资料，南广铁路牵引站外部电源配套工程（贵港）情况：

220 kV贵港牵引站：从220 kV运通变电站2回220 kV线路单回建设，线路需高跨郁江一次，连续跨越两专用铁路和南广铁路。

220 kV居仕牵引站：从220 kV谢村变电站2回220 kV线路单回建设，线路穿越220 kV谢华线和跨越黎湛铁路。

220 kV桂平牵引站：从220 kV社步变电站2回220 kV线路单回建设，线路需跨越南广高速铁路一次，跨越在建的贵梧高速公路。

220 kV武林牵引站：从220 kV大安变电站2回220 kV线路单回建设，跨越在建的贵梧高速公路。

目前贵港辖区范围内的4个牵引站的外部电源配套工程的初步设计已通过审查，进入设备及施工招标阶段。计划在2011年底动工建设，2012年上半年工程将全部建设完工并投运。

2 南广高铁贵港段4个牵引站存在的风险

2.1 系统电网方面

（1）500 kV逢宜站检修时，整个供电可靠性不满足N-1要求。

由于电网电磁解环的要求，贵港网区220 kV系统将与来宾、玉林网区解环运行，220 kV系统将全部由500 kV逢站两台主变供电，电源点单一，供电可靠性不高，500 kV逢宜变电站1台主变检修时，可能出现造成另1台主变过载的安全风险问题。

500 kV逢宜站的220 kV母线故障停电，将会造成贵港电网东西部220 kV网架开环运行，贵港电网西部网架仅靠谢安线、来芙线供电，东部网架仅靠佳社线供电，供电能力不能满足负荷需要，线路将严重超载，大安站、瑞雪站由社大线单回线路供电。

（2）220 kV开环运行时存在牵引站供电可靠性降低。

大安、瑞雪变电站正常运行时只有逢大、社大两路电源，大藤线开环运行，不满足供电可靠性要求。当逢大、社大一回检修时，大安站、瑞雪站220 kV母线需要分列运行，220 kV大安站、瑞雪站以及武林牵引站供电可靠性降低。

2.2 牵引站外部电源线路设计方面

220 kV谢村～居仕牵引站II回线路穿越220 kV谢华线，存在因220 kV谢华断线影响居仕牵引站供电的风险。

2.3 设备选型方面

贵港处于雷区范围，普遍雷暴日超100天，防雷耐压按120个雷暴日设计。

南广牵引站属一级重要供电客户，供电可靠性要求高，建议牵引站一、二设备考虑较桂电生［2006］104号文主要电气设备选型原则上提高一个档次。

2.4 高铁运行对电网方面

高速铁路是一种特殊的大功率单相负荷，一方面高铁负荷会向系统注入大量的高次谐波，另一方面由于高速铁路的不对称性将产生大量负序电流，导致供电网三相不平衡。对继电保护和自动装置的影响：负序和谐波电流会引起变压器的负序电压和复合电压启动过电流保护装置，母线差动保护的负序电压闭锁误动，输电线路的距离保护振荡闭锁保护装置。

2.5 生产运行、检修维护方面存在的问题

设备投运后，当高铁牵引站其中一回线路停电检修时，高铁牵引站只有单回路供电，供电可靠性降低。

2.6 运行维护方面

220 kV变电站将实现无人值守管理，巡视周期为1月1次，没法及时发现及处理设备缺陷，影响设备安全运行，进而存在降低牵引站可靠性可能。

对相应的外来电源供电线路的具体运行维护问题如下：

（1）谢村～居仕牵引站220 kV线路。

① 线路工程中朱村至新梁村段跨越林区，长度为13 km，林区主要为速生桉和松树，存在线树矛盾。

② 线路工程中绕过台泥采石场，为避免采石场的爆破，按规程规定设计线路与采石场安全距离应达500 m。

③ 谢村～居仕牵引站220 kVA II回线路穿越220 kV谢华线一次，高跨黎湛铁路一次。

（2）运通～贵港牵引站220 kV线路。

运通站至卢村段跨越林区，林区主要为速生桉和松树，存在线树矛盾。

（3）社步～桂平牵引站220 kV线路。

社步站至古清塘村段跨越林区，林区主要为速生桉和松树，存在线树矛盾。

（4）社步～桂平牵引站220 kV线路。

水村至武林牵引站段跨越林区，长度达19.6 km，林区主要为速生桉和松树，存在线树矛盾。

建议线路耐张塔采用36 m，直线塔采用42 m，同时注意树木的砍伐及维护。

3 提高牵引站供电可靠性的措施和建议

3.1 提高牵引站供电供电可靠性的措施

根据上述贵港电网对南广高铁牵引站实际存在的种种安全风险问题的分析，为从根本上提高牵引站系统运行供电可靠性，提出如下的具体措施：

（1）建议按照“十二五”电网规划在2014年投运500 kV桂平变电站，进一步提供贵港电网供电可靠性。

（2）加快瑞雪站至国茂站的双回电源线路的建设，真正实现整个贵港电网220 kV电力网络电源供电双环网，“手拉手”模式。

（3）建议高铁牵引站低压侧之间真正能够实现“手拉手”互供能力。

3.2 提高牵引站供电可靠性方面的建议

（1）贵港4个高铁牵引站的外部电源均从单一个变电站送出二回，220 kV变电站220 kV母线均为双母线接线，正常运行时能满足高铁供电可靠性要求，高铁牵引站外部供电中断时，高铁牵引站应能实现互供或自备电源供电方式来满足高铁运行要求。高铁牵引站作为一级用户，建议配置自备保安电源，以提高用户自身应对自然灾害的能力。

（2）由于高铁的频繁启动停止，有可能会造成变电站内原有线路保护装置的频繁启动，可能需要对部分旧线路保护进行软件升级，此项工作需联系保护厂家进一步核实。

（3）雷害和鸟害是220 kV线路故障跳闸的主要原因，在工程设计阶段应考虑防雷害和鸟害的技术措施。

4 需要地方政府支持的事项

（1）高铁线路设施保护方面。

建议政府加大对高铁线路的保护，关闭台泥采石场，避免应因外力破坏而影响高铁供电的可靠性。

（2）线路路径方面。

线树矛盾依然存在，而且越演越烈。一些种植者由于利益驱动，无视电力法，在线路底下种植速丰桉，严重威胁线路安全稳定运行，建议政府部门加强对高铁线路防护区种植植物的限制。