既有铁路枢纽牵引变电所选址存在问题分析及措施

2017-06-28徐新生上海铁路局杭黄铁路有限公司

上海铁道增刊 2017年1期

关键词：宣城变电所枢纽

徐新生上海铁路局杭黄铁路有限公司

徐新生上海铁路局杭黄铁路有限公司

牵引变电所是电气化铁路的牵引供电系统的心脏，它的选址与电力系统接口关联较多。以宣城铁路枢纽牵引变电所的选址为例，阐述选址过程中存在的问题，提出解决措施，为大型铁路枢纽牵引变电所的设计选址提供借鉴。

铁路枢纽；牵引变电所；选址

为适应我国经济社会的发展、推进铁路运输供给侧结构性改革，高速铁路、城际快速铁路以及既有铁路电气化改造工程的建设正在稳步实施。铁路选线是在综合考虑政治、经济、技术、环境等因素的情况下确定的，牵引变电所属于铁路建设的配套工程，通常是在铁路线位确定后再选址。在地方经济蓬勃发展的情况下，牵引变电所选址日益困难，特别是在既有铁路枢纽内，牵引变电所的选址既要考虑到为各条铁路供电的技术条件，又要考虑外部电源、供电线路的建设环境，要寻得一个理想的牵引变电所所址十分困难。

1 牵引变电所选址原则

牵引变电所选址总体原则是牵引供电方案可行、技术合理、经济节约等。

首先，设计单位要以铁路平、纵断面图为依据，根据铁路供电方案确定全线牵引变电所布点方案。这个初步的布点方案无需过于精确，一般情况下每个牵引变电所应能够在1 km～2 km范围内进行调整。

其次，要结合地质、地形和地貌条件确定具体位置。所址应避开流沙、危岩以及高土壤电阻率等不良地质地带，场坪力求平坦且略有坡度、高差起伏不易过大，高程要满足百年一遇洪水位要求，同时要避开房屋密集区、尽量减少拆迁工程数量和占用基本农田，场坪要考虑远期规划引入条件。

再次，要考虑外部电源接引方案和二次侧供电线路设计方案。外部电源电压等级要满足电能质量要求、电力线路路径的选择要符合地方政府和电网规划（通常在电力公司评审通过接入电网系统后才能办理）；建设单位要结合二次侧供电线路设计方案提前与供电部门、铁路局接管单位加强沟通协调，接入电网系统设计时即要考虑二次侧出线方向，二次侧供电线路的出线按垂直于铁路方向最佳。

2 既有铁路枢纽牵引变电所选址的难点

既有铁路枢纽内牵引变电所选址的主要矛盾就是选址用地与城市规划发展的统一协调难度大。即：一方面牵引变电所在技术上要兼顾枢纽内各条线路的供电，必须选择一个相对合理的位置进行布点；另一方面地方经济社会发展较快，城镇的用地越发紧张，牵引变电所外部电源的引入越发困难。

以宣城牵引变电所为例对既有铁路枢纽牵引变电所选址难点进行举例说明。宣城市位于安徽省东南部，境内设有宣城火车站。既有铁路皖赣线、宣杭线，在建铁路的皖赣扩能改造、商合杭铁路工程，规划建设的淮安铁路均经过该站，示意如图1。

图1 宣城市复杂的铁路建设情况

宣城牵引变电所在施工图设计阶段仅为芜湖方向供电，外部电源等级为220 kV，按两台单相25 MVA考虑；远期还将为皖赣扩能铁路宣城至绩溪段、商合杭铁路、华东二通道、既有皖赣铁路、淮安铁路的接触网供电。商合杭铁路引入后进行了变更设计，批复的核定容量为2×（31.5+40）MVA，由四台单相牵引变压器两两组成三相V/X结线型式，正常时两台运行，另两台固定备用；所内设备按户外敞开式布置。

宣城牵引变电所的设计选址位于皖赣铁路扩能改造工程的DK60+300右侧。选址处在既有宣杭、皖赣铁路与商合杭、皖赣扩能铁路的线位中间，各条铁路供电线工程的可实施性强；所址位于宣城站南侧既有皖赣铁路与G50高速公路交叉点西南角夹心地，地势平坦、设计标高满足百年洪水位要求，符合节约用地和节省投资的建设理念。具体位置参见图2。

图2 宣城牵引变电所的设计选址情况

选址存在问题：①外部电源引入。根据原铁道部与国家电网公司有关会议纪要精神，电气化铁路牵引变电所的外部电源工程由供电公司负责投资建设。该牵引变电所位于宣城市宣州区的城市规划区内，规划选取新建220 kV外部电源的架空线路通道十分困难，工程建设的可实施性非常小。供电公司在初期对接时坚决反对该选址方案。②所址处有既有220 kV、110 kV、35 kV电力线路跨越，如果在此地建设牵引变电所势必造成高压电力线路迁改，迁改难度较大。③二次侧供电线无法满足垂直铁路方向出线。

解决方案：①外部电源引入。在委托外部电源接入电网系统设计阶段，供电公司提出要将牵引变电所移至城市规划区以外以便于外电引入，多次进行踏勘选址，铁路方均因不能满足枢纽内各条线路的供电技术要求予以否定。过程中我方亦建议采用高压电缆方案引入原址方案，但安徽省境内220 kV高压电缆应用技术不成熟，建设成本高，没有建设先例。在陷入僵局的情况下，多次请求安徽省、宣城市政府以及安徽省电力公司组织协调，经过反复比选论证，最终确定方案为将跨越原址上方的既有敬亭-广德1#220 kV电源线路开断改造，作为两路电源向牵引变电所供电；另在规划区外新建一回敬亭-广德220 kV供电线承担原1#220 kV电力线路的输配电功能，在500 kV敬亭变、广德变各扩建 1个220 kV间隔。牵引变电所接入电网系统设计方得以继续推进，同时有了前期的方案论证，接入系统设计的方案就很顺利通过了电力公司的评审。②高压电力线路迁改。改造后的220 kV敬亭-广德1#线同时跨越商合杭、皖赣扩能铁路以及既有皖赣铁路，由于商合杭铁路跨越G50高速公路，线位较高，致使在高压电力线路迁改的杆塔呼高达到60 m（距地面），对皖赣扩能以及既有皖赣铁路的倒塔距离为33 m、38 m，无法满足塔高加3.1 m的要求。经中国铁路总公司组织现场踏勘研究，最终确定按特殊情况即困难条件下电力线路距离铁路线路中心不小于30 m的国家标准实施迁改。③二次侧供电线因为是给枢纽内牵引所不同方向的铁路进行供电，无论如何调整均无法满足垂直各条铁路进行出线，所以未予考虑。

3 铁路枢纽牵引变电所选址建议

首先，在建设前期要及早委托开展牵引变电所接入电网系统设计。具体要求可参照《铁道部工程管理中心关于切实做好电气化铁路外部电源供电工程相关工作的通知》（工管协调函〔2013〕351号）文件。牵引变电所的接入系统方案与周边电网现状及规划必须要结合起来进行设计，同时方案要遵循相关规程规范要求，使推荐接入系统方案满足可靠性、经济性及灵活性的要求，保证本牵引站的可靠供电和电网的安全稳定运行。

其次，积极与供电公司进行沟通，以满足铁路枢纽内各线供电技术条件为原则优化选址，选择最经济合理的布置方案。牵引变电所的外部电源均由供电公司组织实施，铁路枢纽内的电力资源（包括电力线路廊道资源）信息全部掌握在电力部门，只有在坚持原则的情况下加强与供电公司进行沟通，才能获取最佳方案。

再次，要依托政府部门组织协调。铁路建设工作必须紧紧依托当地政府，铁路枢纽内牵引变电所与当地的规划发展紧密相连，只有政府部门全面掌握规划发展信息、具备坚强有力的协调和指导能力。

最后，重大难点问题应及时向上级部门汇报，确保信息畅通。铁路局、中国铁路总公司业务主管部门掌握更多更全的铁路建设项目案例，单个建设项目的个案问题或许在上级部门已有成功解决的方式方法。所以涉及个案、难点问题，要及时将信息上报上级部门，尽早解决现场存在的问题，为有序推进工程建设创造条件。