南廣高鐵貴港牽引站供電安全問題研究

黃漢仕

（廣西電網公司貴港供電局 貴港市537100）

京滬高鐵開通不足半月在短短4天內發生3起停運事故。2011年7月23日晚上20點30分左右，甬溫線動車組發生追尾事故。事故已造成40人死亡，210人受傷。“723”甬溫線高鐵慘痛的災難教訓對于我們供電企業來說，更應該從對國家和人民負責的高度來重新審視電網供電安全問題。

1 貴港電網規劃建設情況

1.1 貴港電網現狀

貴港電網供電范圍為貴港市區（覃塘區、港南區和港北區）及桂平、平南2個縣市。目前貴港電網最高電壓等級為500 kV，其用電主要由500 kV逢宜變電站和地方電源聯合供電；貴港電網主要通過來賓～逢宜、逢宜～玉林2回500 kV線路和安城～謝村、來賓～芙蓉、佳成～社步、太華～興業、社步～冠鵬、大安～藤縣6回220 kV線路以及安城～謝村、太華～橫縣2回110kV線路與南方電網、廣西電網相連。截止2010年底，貴港電網擁有逢宜1座500 kV變電站，主變容量75萬kVA，500 kV線路3回（來賓至逢宜1回，貴港電廠至逢宜2回），線路長度95.93 km，220 kV變電站7座，主變壓器13臺，總容量1 890 kVA，220 kV線路17回，線路總長度651.5 km，110 kV變電站23座，變電總容量1 675 kVA，110 kV線路42回，線路長度743.25 km，35 kV變電站55座，變電總容量487 kVA，35 kV線路43回，35 kV線路長度1 371.01 km。

南廣鐵路牽引站采用220 kV供電，目前貴港電網與其相關聯的變電站的情況如下：

（1）貴港市500 kV電網主變容量2×75萬kVA，500 kV側采用一個半斷路器接線方式，最終2臺進串，1臺進母線，本期已建出線3回（來賓至逢宜1回，貴港電廠至逢宜2回），終期出線10回；220 kV側采用雙母線分段接線方式，本期已建出線7回（逢電線、逢華線、逢社線、逢大線和逢芙線各1回，逢宜至啟航2回），終期出線14回。

① 220 kV謝村變電站。

220 kV謝村主變壓器終期按3臺15萬kVA設計，已建2×15萬kVA，電壓等級為 220/110/35 kV。220 kV配電裝置為雙母線接線，終期架空出線6回，已建出線間隔3個（太華、芙蓉、安城）。

本期利用站址預留位置擴建2個220 kV高鐵出線間隔。

② 220 kV運通變電站。

220 kV主變壓器終期按3臺18萬kVA設計，本建1×18萬kVA，電壓等級為220/110/10 kV。220 kV配電裝置為雙母線接線，終期架空出線6回，本期規劃建設出線間隔4個（太華和逢宜各2個），220 kV運通計劃在2012年二季度建成投運。

本期利用站址預留位置擴建2個220 kV高鐵出線間隔。

③ 220 kV社步變電站。

220 kV社步變電站終期主變規模按2臺設計，現有主變2臺，容量分別為12萬kVA和18萬kVA，電壓等級為220/110/35 kV。220 kV設計終期出線規模4回，采用雙母線帶旁路接線，目前已建4回，其中至220 kV佳成、冠鵬、大安和500 kV逢宜站各1回，已按終期規模建成。

本期利用旁母間隔并征地擴建2個220 kV高鐵出線間隔，并取消220 kV旁路母線。

④ 220 kV大安變電站。

220 kV大安變電站終期主變規模按2臺設計，現有主變2臺，容量分別為2×12萬kVA，電壓等級為220/110/35 kV。220 kV設計終期出線規模5回，采用雙母線帶旁路接線，目前已建5回，其中至220 kV社步、藤縣和500 kV逢宜站各1回，至220 kV瑞雪站2回，已按終期規模建成。

本期利用旁母間隔并征地擴建2個220 kV高鐵出線間隔，并取消220 kV旁路母線。

1.2 南廣高鐵貴港4個牽引站規劃建設情況

南廣高速鐵路是以客運為主，客貨共線的干線鐵路，為國鐵I級、正線數目為雙線，設計行車速度為200 km/h及以上（最高時速可達300 km/h），建成后，遠景運輸能力為貨運量2 000萬t/年，日開行客車110對。貴港境內有居仕、貴港、桂平、武林4座牽引變電站，其中居仕、貴港牽引變電站還預留對黎塘至湛江鐵路黎塘至貴港段供電 （黎塘至貴港段規劃與南廣線建設同步進行電氣化改造）。計劃2012年下半年建成通車。

根據設計資料，南廣鐵路牽引站外部電源配套工程（貴港）情況：

220 kV貴港牽引站：從220 kV運通變電站2回220 kV線路單回建設，線路需高跨郁江一次，連續跨越兩專用鐵路和南廣鐵路。

220 kV居仕牽引站：從220 kV謝村變電站2回220 kV線路單回建設，線路穿越220 kV謝華線和跨越黎湛鐵路。

220 kV桂平牽引站：從220 kV社步變電站2回220 kV線路單回建設，線路需跨越南廣高速鐵路一次，跨越在建的貴梧高速公路。

220 kV武林牽引站：從220 kV大安變電站2回220 kV線路單回建設，跨越在建的貴梧高速公路。

目前貴港轄區范圍內的4個牽引站的外部電源配套工程的初步設計已通過審查，進入設備及施工招標階段。計劃在2011年底動工建設，2012年上半年工程將全部建設完工并投運。

2 南廣高鐵貴港段4個牽引站存在的風險

2.1 系統電網方面

（1）500 kV逢宜站檢修時，整個供電可靠性不滿足N-1要求。

由于電網電磁解環的要求，貴港網區220 kV系統將與來賓、玉林網區解環運行，220 kV系統將全部由500 kV逢站兩臺主變供電，電源點單一，供電可靠性不高，500 kV逢宜變電站1臺主變檢修時，可能出現造成另1臺主變過載的安全風險問題。

500 kV逢宜站的220 kV母線故障停電，將會造成貴港電網東西部220 kV網架開環運行，貴港電網西部網架僅靠謝安線、來芙線供電，東部網架僅靠佳社線供電，供電能力不能滿足負荷需要，線路將嚴重超載，大安站、瑞雪站由社大線單回線路供電。

（2）220 kV開環運行時存在牽引站供電可靠性降低。

大安、瑞雪變電站正常運行時只有逢大、社大兩路電源，大藤線開環運行，不滿足供電可靠性要求。當逢大、社大一回檢修時，大安站、瑞雪站220 kV母線需要分列運行，220 kV大安站、瑞雪站以及武林牽引站供電可靠性降低。

2.2 牽引站外部電源線路設計方面

220 kV謝村～居仕牽引站II回線路穿越220 kV謝華線，存在因220 kV謝華斷線影響居仕牽引站供電的風險。

2.3 設備選型方面

貴港處于雷區范圍，普遍雷暴日超100天，防雷耐壓按120個雷暴日設計。

南廣牽引站屬一級重要供電客戶，供電可靠性要求高，建議牽引站一、二設備考慮較桂電生［2006］104號文主要電氣設備選型原則上提高一個檔次。

2.4 高鐵運行對電網方面

高速鐵路是一種特殊的大功率單相負荷，一方面高鐵負荷會向系統注入大量的高次諧波，另一方面由于高速鐵路的不對稱性將產生大量負序電流，導致供電網三相不平衡。對繼電保護和自動裝置的影響：負序和諧波電流會引起變壓器的負序電壓和復合電壓啟動過電流保護裝置，母線差動保護的負序電壓閉鎖誤動，輸電線路的距離保護振蕩閉鎖保護裝置。

2.5 生產運行、檢修維護方面存在的問題

設備投運后，當高鐵牽引站其中一回線路停電檢修時，高鐵牽引站只有單回路供電，供電可靠性降低。

2.6 運行維護方面

220 kV變電站將實現無人值守管理，巡視周期為1月1次，沒法及時發現及處理設備缺陷，影響設備安全運行，進而存在降低牽引站可靠性可能。

對相應的外來電源供電線路的具體運行維護問題如下：

（1）謝村～居仕牽引站220 kV線路。

① 線路工程中朱村至新梁村段跨越林區，長度為13 km，林區主要為速生桉和松樹，存在線樹矛盾。

② 線路工程中繞過臺泥采石場，為避免采石場的爆破，按規程規定設計線路與采石場安全距離應達500 m。

③ 謝村～居仕牽引站220 kVA II回線路穿越220 kV謝華線一次，高跨黎湛鐵路一次。

（2）運通～貴港牽引站220 kV線路。

運通站至盧村段跨越林區，林區主要為速生桉和松樹，存在線樹矛盾。

（3）社步～桂平牽引站220 kV線路。

社步站至古清塘村段跨越林區，林區主要為速生桉和松樹，存在線樹矛盾。

（4）社步～桂平牽引站220 kV線路。

水村至武林牽引站段跨越林區，長度達19.6 km，林區主要為速生桉和松樹，存在線樹矛盾。

建議線路耐張塔采用36 m，直線塔采用42 m，同時注意樹木的砍伐及維護。

3 提高牽引站供電可靠性的措施和建議

3.1 提高牽引站供電供電可靠性的措施

根據上述貴港電網對南廣高鐵牽引站實際存在的種種安全風險問題的分析，為從根本上提高牽引站系統運行供電可靠性，提出如下的具體措施：

（1）建議按照“十二五”電網規劃在2014年投運500 kV桂平變電站，進一步提供貴港電網供電可靠性。

（2）加快瑞雪站至國茂站的雙回電源線路的建設，真正實現整個貴港電網220 kV電力網絡電源供電雙環網，“手拉手”模式。

（3）建議高鐵牽引站低壓側之間真正能夠實現“手拉手”互供能力。

3.2 提高牽引站供電可靠性方面的建議

（1）貴港4個高鐵牽引站的外部電源均從單一個變電站送出二回，220 kV變電站220 kV母線均為雙母線接線，正常運行時能滿足高鐵供電可靠性要求，高鐵牽引站外部供電中斷時，高鐵牽引站應能實現互供或自備電源供電方式來滿足高鐵運行要求。高鐵牽引站作為一級用戶，建議配置自備保安電源，以提高用戶自身應對自然災害的能力。

（2）由于高鐵的頻繁啟動停止，有可能會造成變電站內原有線路保護裝置的頻繁啟動，可能需要對部分舊線路保護進行軟件升級，此項工作需聯系保護廠家進一步核實。

（3）雷害和鳥害是220 kV線路故障跳閘的主要原因，在工程設計階段應考慮防雷害和鳥害的技術措施。

4 需要地方政府支持的事項

（1）高鐵線路設施保護方面。

建議政府加大對高鐵線路的保護，關閉臺泥采石場，避免應因外力破壞而影響高鐵供電的可靠性。

（2）線路路徑方面。

線樹矛盾依然存在，而且越演越烈。一些種植者由于利益驅動，無視電力法，在線路底下種植速豐桉，嚴重威脅線路安全穩定運行，建議政府部門加強對高鐵線路防護區種植植物的限制。