關(guān)于優(yōu)化北同蒲線部分區(qū)段牽引供電方案的探討

柴峰，邵健強(qiáng)

(大秦鐵路股份有限公司大同西供電段，山西 大同 037005)

1 引言

北同蒲線是晉煤外運(yùn)的主要通道，同時(shí)也是大秦線年運(yùn)量實(shí)現(xiàn)4.5億噸的主要煤灰運(yùn)輸來(lái)源地。北同蒲線車流組織的優(yōu)劣，直接影響到大秦線運(yùn)量目標(biāo)能否順利實(shí)現(xiàn)，對(duì)晉煤外運(yùn)有著重要的保障作用，對(duì)國(guó)家能源合理調(diào)配，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)有著重要意義。由于北同蒲線是雙線電氣化鐵路，運(yùn)輸動(dòng)力來(lái)源于牽引供電系統(tǒng)，牽引供電方式是否科學(xué)合理，對(duì)運(yùn)輸暢通有著非常重要的制約作用。因此，優(yōu)化北同蒲線牽引供電方案，為運(yùn)輸提供更有力的供電保障，是一個(gè)需要研究的重要課題。

2 存在的問(wèn)題

北同蒲線韓家?guī)X站和大新站是兩個(gè)重要的煤炭組織轉(zhuǎn)運(yùn)車站。大同塔山工業(yè)園區(qū)的煤炭經(jīng)過(guò)韓家?guī)X站組織進(jìn)入北同蒲線和大秦線，平朔露天煤礦的煤炭經(jīng)過(guò)大新站組織進(jìn)入北同蒲線。目前北同蒲線天窗停電范圍是大新(不含)－韓家?guī)X(不含)，但是在實(shí)際天窗停電時(shí)，由于大新站在朔州－袁樹(shù)林供電臂當(dāng)中(如圖1)、而韓家?guī)X站在懷仁－韓家?guī)X供電臂當(dāng)中(如圖2)，朔州變電所和懷仁變電所開(kāi)關(guān)停電時(shí)，必然造成大新站和韓家?guī)X站場(chǎng)的停電，中斷兩個(gè)車站的運(yùn)煤車流組織。在既有的供電方案下，如圖1所示，如果天窗時(shí)間要實(shí)現(xiàn)大新站不停電，只能采取朔州變電所朔州－袁樹(shù)林供電臂開(kāi)關(guān)不停電的方案，那么將影響到神頭、袁樹(shù)林兩個(gè)站場(chǎng)及區(qū)間不能正常進(jìn)行天窗維修;如圖2所示，如果天窗時(shí)間要實(shí)現(xiàn)韓家?guī)X站不停電，只能采取懷仁變電所懷仁－韓家?guī)X供電臂開(kāi)關(guān)不停電的方案，那么將影響到懷仁、里八莊兩個(gè)站場(chǎng)及區(qū)間不能正常進(jìn)行天窗維修。可見(jiàn)，目前的供電方案，不能滿足北同蒲線天窗維修大新(不含)－韓家?guī)X(不含)停電范圍的要求，無(wú)法實(shí)現(xiàn)天窗停電時(shí)間不影響大新站和韓家?guī)X站煤炭運(yùn)輸組織的目標(biāo)。

3 北同蒲供電方式優(yōu)化方案

為了減小北同蒲線天窗期間大新站、韓家?guī)X站停電對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊懀岣弑蓖丫€供電方式的靈活性，實(shí)現(xiàn)北同蒲線大新(不含)－韓家?guī)X(不含)單獨(dú)停電，為運(yùn)輸提供最大的條件。經(jīng)過(guò)對(duì)北同蒲線既有牽引供電方式進(jìn)行分析，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行實(shí)地勘察調(diào)研，我們提出在大新－神頭區(qū)間、韓家?guī)X－里八莊區(qū)間各新增建箱式開(kāi)閉所一座，接觸網(wǎng)新增絕緣錨段關(guān)節(jié)2組，將箱式開(kāi)閉所納入北同蒲線遠(yuǎn)動(dòng)控制和視頻監(jiān)控的方案。

圖1 既有朔州－袁樹(shù)林區(qū)段供電示意圖

圖2 既有懷仁－韓家?guī)X區(qū)段供電示意圖

3.1 朔州－袁樹(shù)林間供電方式優(yōu)化方案

在朔州－袁樹(shù)林間K119處新建箱式開(kāi)閉所一座，在K119接觸網(wǎng)新設(shè)絕緣關(guān)節(jié)一處，如圖3所示。

如圖3所示，天窗停電時(shí)，只需要斷開(kāi)K119箱式開(kāi)閉所271、272開(kāi)關(guān)，而朔州變電所朔袁供電臂開(kāi)關(guān)不停電，保證在天窗期間大新站不間斷供電，天窗時(shí)大新站可以繼續(xù)組織專用線出煤的車流，從而減少對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊憽Ｍ瑫r(shí)不影響神頭站和袁樹(shù)林站及區(qū)間的停電檢修。當(dāng)朔袁供電臂接觸網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，可以通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)分合K119箱式開(kāi)閉所的開(kāi)關(guān)，快速判斷故障區(qū)段，縮小故障查找范圍，從而壓縮故障延時(shí)。通過(guò)優(yōu)化供電方案，不但滿足了大新站不間斷組織行車的供電要求，同時(shí)提高了朔州－袁樹(shù)林間的供電可靠性和靈活性。

圖3 朔州－袁樹(shù)林間供電方式優(yōu)化示意圖

3.2 懷仁－韓家?guī)X間供電方式優(yōu)化方案

在懷仁－韓家?guī)X間K27處新建箱式開(kāi)閉所一座，在K27接觸網(wǎng)新設(shè)絕緣關(guān)節(jié)一處，如圖4所示。

圖4 懷仁－韓家?guī)X間供電方式優(yōu)化示意圖

如圖4所示，天窗停電時(shí)，斷開(kāi)K27箱式開(kāi)閉所271、272開(kāi)關(guān)，通過(guò)韓家?guī)X分區(qū)亭越區(qū)供電到K27箱式開(kāi)閉所，懷仁變電所朔韓供電臂開(kāi)關(guān)正常停電，保證在天窗期間韓家?guī)X站不間斷供電，天窗時(shí)韓家?guī)X站可以繼續(xù)組織塔山專用線至大秦線運(yùn)煤的車流，從而減少對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊憽Ｍ瑫r(shí)不影響里八莊站和懷仁站及區(qū)間的停電檢修。當(dāng)懷韓供電臂接觸網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，可以通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)分合K27箱式開(kāi)閉所的開(kāi)關(guān)，縮小故障查找范圍，從而壓縮故障延時(shí)。此供電方案不但可以滿足天窗時(shí)間從專用線通過(guò)韓家?guī)X站到大秦線的不間斷行車組織，同時(shí)有效得提高了懷仁－韓家?guī)X供電臂的供電可靠性和靈活性。

4 方案實(shí)施

北同蒲供電方式優(yōu)化方案的實(shí)施主要分為箱式開(kāi)閉所主接線設(shè)計(jì)、保護(hù)配置、遠(yuǎn)動(dòng)視頻配套等幾大部分，以K119箱式開(kāi)閉所為例說(shuō)明。

4.1 箱式開(kāi)閉所主接線設(shè)計(jì)

在K119處新設(shè)的接觸網(wǎng)絕緣關(guān)節(jié)處由大新方向上行和下行接觸網(wǎng)分別引接一路進(jìn)線進(jìn)入箱式開(kāi)閉所，上行進(jìn)線經(jīng)過(guò)所內(nèi)272開(kāi)關(guān)后饋出至袁樹(shù)林方向接觸網(wǎng)上行，下行進(jìn)線經(jīng)過(guò)所內(nèi)271開(kāi)關(guān)后饋出至袁樹(shù)林方向接觸網(wǎng)下行。圖5中虛線框內(nèi)為箱式開(kāi)閉所內(nèi)部設(shè)備。箱式開(kāi)閉所每回進(jìn)出線供電線上各設(shè)置一臺(tái)電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)(2711、2712、2721、2722)，在電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)靠接觸網(wǎng)側(cè)上行和上行之間、下行和下行之間各設(shè)一臺(tái)旁路電動(dòng)負(fù)荷開(kāi)關(guān)(2713、2723)。當(dāng)開(kāi)閉所故障或檢修退出運(yùn)行時(shí)，可合上電動(dòng)負(fù)荷開(kāi)關(guān)代替開(kāi)閉所實(shí)現(xiàn)功能并保證接觸網(wǎng)線路的正常供電。在每回進(jìn)出線電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)內(nèi)側(cè)各設(shè)一臺(tái)電壓互感器，用于電壓的測(cè)量及饋線保護(hù)。

圖5 K119箱式開(kāi)閉所主接線圖

4.2 保護(hù)配置

箱式開(kāi)閉所采用分層、分布式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。箱式開(kāi)閉所饋線保護(hù)設(shè)置正向、反向距離保護(hù)、電流速斷保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)及一次自動(dòng)重合閘。對(duì)朔州(平旺)變電所相關(guān)定值進(jìn)行調(diào)整，饋線Ⅰ、Ⅱ段距離保護(hù)調(diào)整為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段距離保護(hù)，同時(shí)對(duì)饋線及主變壓器過(guò)流時(shí)間定值進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。對(duì)袁樹(shù)林(韓家?guī)X)分區(qū)亭相關(guān)定值進(jìn)行調(diào)整，饋線正反向Ⅰ段距離保護(hù)調(diào)整為正反向Ⅰ、Ⅱ段距離保護(hù)，對(duì)過(guò)流保護(hù)時(shí)間定值進(jìn)行調(diào)整，其他保護(hù)定值維持既有。

4.3 遠(yuǎn)動(dòng)及視頻配套

新建箱式開(kāi)閉所納入北同蒲既有牽引遠(yuǎn)動(dòng)、視頻系統(tǒng)，對(duì)既有遠(yuǎn)動(dòng)、視頻系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的軟件擴(kuò)容改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)新增供電設(shè)施的遠(yuǎn)程監(jiān)控。新建K119箱式開(kāi)閉所遠(yuǎn)動(dòng)、視頻通道從既有大新開(kāi)閉所接引，K27箱式開(kāi)閉所遠(yuǎn)動(dòng)、視頻通道從既有韓家?guī)X分區(qū)亭接引，箱式開(kāi)閉所通過(guò)光電轉(zhuǎn)換器和以太網(wǎng)交換機(jī)接入既有遠(yuǎn)動(dòng)、視頻網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控信息的接入。在調(diào)度端增加相應(yīng)的站點(diǎn)，相關(guān)信息上傳至供電調(diào)度主站，實(shí)現(xiàn)對(duì)新增箱式開(kāi)閉所的遠(yuǎn)程操作和監(jiān)控。

5 結(jié)論

北同蒲牽引供電方式的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了北同蒲線大新(不含)－韓家?guī)X(不含)單獨(dú)停電，在北同蒲線天窗停電時(shí)，平朔支線車流可以在大新站進(jìn)行組織，大同樞紐、塔山線車流可以在韓家?guī)X站進(jìn)行組織，實(shí)現(xiàn)了大新站、韓家?guī)X站車流的不間斷組織，為運(yùn)輸提供了良好的環(huán)境，為大秦線運(yùn)量完成提供了有力的供電支持。同時(shí)優(yōu)化后的供電方式可以在故障情況下通過(guò)箱式開(kāi)閉所的分段開(kāi)關(guān)快速縮小影響范圍，縮短故障查找時(shí)間，對(duì)提高北同蒲線牽引供電可靠性和靈活性具有明顯的作用。