廣清城際廣州白云站至廣州北站電力供電方案比較

丁曉寧

摘要：針對城際鐵路沿線負荷分別特點，在滿足線路末端壓損前提下，從工程投資、供電靈活性等方面綜合比較來考慮配電所的配置。

關鍵詞：城際鐵路;配電所、壓損;造價;供電靈活性

廣州至清遠城際鐵路廣州白云至廣州北段位于廣州市境內，是廣清城際的一部分（簡稱廣清南延線）。廣清南延線線路自白云區的廣州白云站（DK4+115，含廣州白云站城際場）引出，經白云區的新市鎮、江高等鎮到達廣州市花都區，引入廣州北站廣清城際場（DK26+223.782，不含廣州北站城際場），線路全長22.002km。全線從南至北依次設廣州白云站城際場、白云湖站、江高站、神山站四個車站，區間設有雨水泵站、牽引分區所、單身宿舍等。

按照城際鐵路的供電模式，一般沿線隔一定距離均會設置一座10KV配電所，配電所均與車站合建，配電所分別向車站兩側區間饋出兩回10kv綜合和一級貫通線，供兩個配電所之間車站和區間小負荷用電，全線環網供電。兩個配電所之間的距離根據區間長度、區間和車站負荷大小有關。其中廣清城際廣州北站已建成有一座10KV配電所（容量約5200KVA）。

廣清南延線線路約22km，在滿足壓損的前提下是在線路末端設置一座10KV配電所，還是在線路中間車站和末端各設置一座10KV配電所，供本線所有新增負荷用電呢？下面按三個方案從供電靈活性、投資綜合比較：

基本條件：

一、全線用電負荷分布：

1、白云站通號變電所：2X250KVA（通信、信號、信息用電）;

2、白云湖站：

綜合變電所：2X800KVA（供電范圍：4000m2站房+預留車站2500m2商業用電）;

通號變電所：2X250KVA（通信、信號、信息用電）;

3、江高站：

綜合變電所：2X1000KVA（供電范圍：7475m2站房+2470m2單身宿舍+給水加壓站110KW）;

通號變電所：2X250KVA（通信、信號、信息用電）;

預留商業變電所：2X500KVA（供電范圍：預留車站4500m2商業用電）;

4、神山站：

綜合變電所：2X1000KVA（供電范圍：7445m2站房+3000m2單身宿舍）;

通號變電所：2X250KVA;

5、雨水泵站：2X250KVA（3座）

6、牽引分區所：2X63KVA

7、廣州北配電所已有容量：5200KVA（變電站至配電所距離按2km考慮）

二、因廣清城際最終引入廣州站，在廣州站需設配電所，白云站簡易配電所取消，故均按貫通電纜最終引入廣州站配電所來計算壓損。壓損計算時全線變壓器需要系數按0.7考慮。

三、方案比較時造價指標：

1、配電所：350萬元/座;

2、配電所進線電源：80萬元/km;

3、區間電纜：70mm2截面，22萬元/km;

95mm2截面，26萬元/km;

120mm2截面，30萬元/km;

150mm2截面，32萬元/km;

185mm2截面，42萬元/km;

240mm2截面，51萬元/km;

4、10KV動態補償量：0.05萬元/kvar;

各方案比較時，變化部分為貫通線截面、站饋電纜、配電所及其進線電源，10KV動態補償容量，因此造價對比只考慮上述因素。

供電方案比較：

方案一：利用廣州北站配電所，新設江高站和白云站（初期）、廣州站（近期）配電所供電：

1、供電系統示意圖：

2、壓損計算：

1）、廣州站至江高站區間（廣州站、江高站區間不同配電所主供）;

2）、江高站至廣州北站區間（江高站、廣州北站區間不同配電所主供）;

3）、按照末端壓損計算公式ΔU%=Σ（ΔUp%*P*L） ，壓損計算結果如下：

方案二：江高站不設配電所，利用廣州北站配電所、新設白云站（初期）、廣州站（近期）配電所供電，由貫通線直接供白云湖站、江高站、神山站綜合變電所、通號變電所、商業變電所。

1、供電系統示意圖：

2、按以下兩種情況計算末端壓損：

1）、由廣北配電所主供，不同截面貫通線末端壓損：

2）、由廣州配電所主供，不同截面貫通線末端壓損：

3）、按照末端壓損計算公式ΔU%=Σ（ΔUp%*P*L） ，壓損計算結果如下：

序號 區段 供電方案 末端壓損ΔU%

電纜截面95 電纜截面120 電纜截面150 電纜截面185 電纜截面240

1 廣州站配電所-廣州北站配電所 廣州站配電所貫通線路主供 14.27 11.78 9.86 8.41 6.90

2 廣州北站配電所貫通線路主供 9.81 8.10 6.77 5.77 4.74

3、如計入配電所進線壓損1.0～1.5%，壓損更大，因此在滿足壓損不大于7%的前提下，貫通線電纜截面必須要240;;

4、造價（含10KV貫通線路240、相比于95截面電纜增加動態補償容量）

方案三：江高站不設配電所，利用廣州北站配電所、新設白云站（初期）、廣州站（近期）配電所供電;貫通線僅供通信、信號變電所、通信基站;由廣北配電所供江高、神山站綜合變電所和雨水泵站用電，廣州站供白云湖站和雨水泵站用電：

1、供電系統示意圖：

2、按照末端壓損計算公式ΔU%=Σ（ΔUp%*P*L） ，壓損計算結果如下：

綜合以上三個方案，造價和供電靈活性分別如下：

方案一：江高站和白云站設置配電所

投資2080萬元;

便于車站和區間擴張規模，增加用電負荷，供電靈活性高;

方案二：江高站不設配電所，僅白云站設置配電所，由貫通線直接供白云湖站、江高站、神山站綜合變電所、通號變電所、商業變電所

投資2575萬元;

因線路末端壓損大，如以后增加用電負荷導致變壓器擴容，會引起供電線路變化，供電靈活性差;

方案三：江高站不設配電所、僅白云站設置配電所，貫通線僅供通信、信號變電所、通信基站;由廣北配電所供江高、神山站綜合變電所和雨水泵站用電，廣州站供白云湖站和雨水泵站用電;

投資2131.5萬元;

考慮末端壓損，供電靈活性一般。

綜上所述，方案一造價最低，供電靈活性高;方案二造價最高，供電靈活性最差。因此，廣清南延線考慮在線路中間和末端均設置配電所，不但能節省造價，也有利于各車站及區間后續發展擴容，增加供電靈活性。

參考文獻：

1、國家鐵路局TB10008-2015 T660-2016 《鐵路電力設計規范》 中國鐵道出版社，2016;

2、國家鐵路局TB10623-2014 J1980-2015 《城際鐵路設計規范》 中國鐵道出版社，2015;

3、《工業與民用供配電設計手冊》中國電力出版社，2016;