既有鐵路樞紐牽引變電所選址存在問題分析及措施

徐新生 上海鐵路局杭黃鐵路有限公司

既有鐵路樞紐牽引變電所選址存在問題分析及措施

徐新生 上海鐵路局杭黃鐵路有限公司

牽引變電所是電氣化鐵路的牽引供電系統(tǒng)的心臟，它的選址與電力系統(tǒng)接口關(guān)聯(lián)較多。以宣城鐵路樞紐牽引變電所的選址為例，闡述選址過程中存在的問題，提出解決措施，為大型鐵路樞紐牽引變電所的設(shè)計選址提供借鑒。

鐵路樞紐；牽引變電所；選址

為適應(yīng)我國經(jīng)濟社會的發(fā)展、推進鐵路運輸供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，高速鐵路、城際快速鐵路以及既有鐵路電氣化改造工程的建設(shè)正在穩(wěn)步實施。鐵路選線是在綜合考慮政治、經(jīng)濟、技術(shù)、環(huán)境等因素的情況下確定的，牽引變電所屬于鐵路建設(shè)的配套工程，通常是在鐵路線位確定后再選址。在地方經(jīng)濟蓬勃發(fā)展的情況下，牽引變電所選址日益困難，特別是在既有鐵路樞紐內(nèi)，牽引變電所的選址既要考慮到為各條鐵路供電的技術(shù)條件，又要考慮外部電源、供電線路的建設(shè)環(huán)境，要尋得一個理想的牽引變電所所址十分困難。

1 牽引變電所選址原則

牽引變電所選址總體原則是牽引供電方案可行、技術(shù)合理、經(jīng)濟節(jié)約等。

首先，設(shè)計單位要以鐵路平、縱斷面圖為依據(jù)，根據(jù)鐵路供電方案確定全線牽引變電所布點方案。這個初步的布點方案無需過于精確，一般情況下每個牽引變電所應(yīng)能夠在1 km～2 km范圍內(nèi)進行調(diào)整。

其次，要結(jié)合地質(zhì)、地形和地貌條件確定具體位置。所址應(yīng)避開流沙、危巖以及高土壤電阻率等不良地質(zhì)地帶，場坪力求平坦且略有坡度、高差起伏不易過大，高程要滿足百年一遇洪水位要求，同時要避開房屋密集區(qū)、盡量減少拆遷工程數(shù)量和占用基本農(nóng)田，場坪要考慮遠(yuǎn)期規(guī)劃引入條件。

再次，要考慮外部電源接引方案和二次側(cè)供電線路設(shè)計方案。外部電源電壓等級要滿足電能質(zhì)量要求、電力線路路徑的選擇要符合地方政府和電網(wǎng)規(guī)劃（通常在電力公司評審?fù)ㄟ^接入電網(wǎng)系統(tǒng)后才能辦理）；建設(shè)單位要結(jié)合二次側(cè)供電線路設(shè)計方案提前與供電部門、鐵路局接管單位加強溝通協(xié)調(diào)，接入電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計時即要考慮二次側(cè)出線方向，二次側(cè)供電線路的出線按垂直于鐵路方向最佳。

2 既有鐵路樞紐牽引變電所選址的難點

既有鐵路樞紐內(nèi)牽引變電所選址的主要矛盾就是選址用地與城市規(guī)劃發(fā)展的統(tǒng)一協(xié)調(diào)難度大。即：一方面牽引變電所在技術(shù)上要兼顧樞紐內(nèi)各條線路的供電，必須選擇一個相對合理的位置進行布點；另一方面地方經(jīng)濟社會發(fā)展較快，城鎮(zhèn)的用地越發(fā)緊張，牽引變電所外部電源的引入越發(fā)困難。

以宣城牽引變電所為例對既有鐵路樞紐牽引變電所選址難點進行舉例說明。宣城市位于安徽省東南部，境內(nèi)設(shè)有宣城火車站。既有鐵路皖贛線、宣杭線，在建鐵路的皖贛擴能改造、商合杭鐵路工程，規(guī)劃建設(shè)的淮安鐵路均經(jīng)過該站，示意如圖1。

圖1 宣城市復(fù)雜的鐵路建設(shè)情況

宣城牽引變電所在施工圖設(shè)計階段僅為蕪湖方向供電，外部電源等級為220 kV，按兩臺單相25 MVA考慮；遠(yuǎn)期還將為皖贛擴能鐵路宣城至績溪段、商合杭鐵路、華東二通道、既有皖贛鐵路、淮安鐵路的接觸網(wǎng)供電。商合杭鐵路引入后進行了變更設(shè)計，批復(fù)的核定容量為2×（31.5+40）MVA，由四臺單相牽引變壓器兩兩組成三相V/X結(jié)線型式，正常時兩臺運行，另兩臺固定備用；所內(nèi)設(shè)備按戶外敞開式布置。

宣城牽引變電所的設(shè)計選址位于皖贛鐵路擴能改造工程的DK60+300右側(cè)。選址處在既有宣杭、皖贛鐵路與商合杭、皖贛擴能鐵路的線位中間，各條鐵路供電線工程的可實施性強；所址位于宣城站南側(cè)既有皖贛鐵路與G50高速公路交叉點西南角夾心地，地勢平坦、設(shè)計標(biāo)高滿足百年洪水位要求，符合節(jié)約用地和節(jié)省投資的建設(shè)理念。具體位置參見圖2。

圖2 宣城牽引變電所的設(shè)計選址情況

選址存在問題：①外部電源引入。根據(jù)原鐵道部與國家電網(wǎng)公司有關(guān)會議紀(jì)要精神，電氣化鐵路牽引變電所的外部電源工程由供電公司負(fù)責(zé)投資建設(shè)。該牽引變電所位于宣城市宣州區(qū)的城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)，規(guī)劃選取新建220 kV外部電源的架空線路通道十分困難，工程建設(shè)的可實施性非常小。供電公司在初期對接時堅決反對該選址方案。②所址處有既有220 kV、110 kV、35 kV電力線路跨越，如果在此地建設(shè)牽引變電所勢必造成高壓電力線路遷改，遷改難度較大。③二次側(cè)供電線無法滿足垂直鐵路方向出線。

解決方案：①外部電源引入。在委托外部電源接入電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計階段，供電公司提出要將牽引變電所移至城市規(guī)劃區(qū)以外以便于外電引入，多次進行踏勘選址，鐵路方均因不能滿足樞紐內(nèi)各條線路的供電技術(shù)要求予以否定。過程中我方亦建議采用高壓電纜方案引入原址方案，但安徽省境內(nèi)220 kV高壓電纜應(yīng)用技術(shù)不成熟，建設(shè)成本高，沒有建設(shè)先例。在陷入僵局的情況下，多次請求安徽省、宣城市政府以及安徽省電力公司組織協(xié)調(diào)，經(jīng)過反復(fù)比選論證，最終確定方案為將跨越原址上方的既有敬亭-廣德1#220 kV電源線路開斷改造，作為兩路電源向牽引變電所供電；另在規(guī)劃區(qū)外新建一回敬亭-廣德220 kV供電線承擔(dān)原1#220 kV電力線路的輸配電功能，在500 kV敬亭變、廣德變各擴建 1個220 kV間隔。牽引變電所接入電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計方得以繼續(xù)推進，同時有了前期的方案論證，接入系統(tǒng)設(shè)計的方案就很順利通過了電力公司的評審。②高壓電力線路遷改。改造后的220 kV敬亭-廣德1#線同時跨越商合杭、皖贛擴能鐵路以及既有皖贛鐵路，由于商合杭鐵路跨越G50高速公路，線位較高，致使在高壓電力線路遷改的桿塔呼高達到60 m（距地面），對皖贛擴能以及既有皖贛鐵路的倒塔距離為33 m、38 m，無法滿足塔高加3.1 m的要求。經(jīng)中國鐵路總公司組織現(xiàn)場踏勘研究，最終確定按特殊情況即困難條件下電力線路距離鐵路線路中心不小于30 m的國家標(biāo)準(zhǔn)實施遷改。③二次側(cè)供電線因為是給樞紐內(nèi)牽引所不同方向的鐵路進行供電，無論如何調(diào)整均無法滿足垂直各條鐵路進行出線，所以未予考慮。

3 鐵路樞紐牽引變電所選址建議

首先，在建設(shè)前期要及早委托開展?fàn)恳冸娝尤腚娋W(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計。具體要求可參照《鐵道部工程管理中心關(guān)于切實做好電氣化鐵路外部電源供電工程相關(guān)工作的通知》（工管協(xié)調(diào)函〔2013〕351號）文件。牽引變電所的接入系統(tǒng)方案與周邊電網(wǎng)現(xiàn)狀及規(guī)劃必須要結(jié)合起來進行設(shè)計，同時方案要遵循相關(guān)規(guī)程規(guī)范要求，使推薦接入系統(tǒng)方案滿足可靠性、經(jīng)濟性及靈活性的要求，保證本牽引站的可靠供電和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

其次，積極與供電公司進行溝通，以滿足鐵路樞紐內(nèi)各線供電技術(shù)條件為原則優(yōu)化選址，選擇最經(jīng)濟合理的布置方案。牽引變電所的外部電源均由供電公司組織實施，鐵路樞紐內(nèi)的電力資源（包括電力線路廊道資源）信息全部掌握在電力部門，只有在堅持原則的情況下加強與供電公司進行溝通，才能獲取最佳方案。

再次，要依托政府部門組織協(xié)調(diào)。鐵路建設(shè)工作必須緊緊依托當(dāng)?shù)卣F路樞紐內(nèi)牽引變電所與當(dāng)?shù)氐囊?guī)劃發(fā)展緊密相連，只有政府部門全面掌握規(guī)劃發(fā)展信息、具備堅強有力的協(xié)調(diào)和指導(dǎo)能力。

最后，重大難點問題應(yīng)及時向上級部門匯報，確保信息暢通。鐵路局、中國鐵路總公司業(yè)務(wù)主管部門掌握更多更全的鐵路建設(shè)項目案例，單個建設(shè)項目的個案問題或許在上級部門已有成功解決的方式方法。所以涉及個案、難點問題，要及時將信息上報上級部門，盡早解決現(xiàn)場存在的問題，為有序推進工程建設(shè)創(chuàng)造條件。

4 結(jié)束語

既有鐵路樞紐內(nèi)牽引變電所的選址與外部接口較多，不僅局限于鐵路內(nèi)部溝通、更重要的是與當(dāng)?shù)毓╇姽疽约罢?guī)劃部門的聯(lián)系，盡量避開房屋密集區(qū)、高壓纜線密集區(qū)，給外電源進出線走廊留出足夠的空間。當(dāng)存在現(xiàn)實困難時，鐵路方應(yīng)當(dāng)以實現(xiàn)樞紐內(nèi)各線供電為前提，通過充分調(diào)動資源、拓展思路，盡早解決規(guī)劃選址問題。

[1]《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》.（TB10621-2014）.

[2]《關(guān)于印發(fā)〈鐵道部、國家電網(wǎng)公司電氣化鐵路供電協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室第三次會議紀(jì)要〉的通知》.（計基函〔2011〕17號）.

[3]《鐵道部工程管理中心關(guān)于切實做好電氣化鐵路外部電源供電工程相關(guān)工作的通知》.（工管協(xié)調(diào)函〔2013〕351號）.

[4]《淺述大型客站密集供電牽引變電所選址》.劉曉卉.

責(zé)任編輯：萬寶安

來稿日期：2017-01-19