利用既有電氣化鐵路開行市郊列車牽引供電系統的適應性分析

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 102600）

隨著地區經濟的發展，需要配套更完善的交通設施，以便于居民平時的出行及通勤，同時也可以促進地方旅游業的發展。因此，部分老舊的鐵路需要重新利用，開行市郊列車或者動車組，以提高出行的舒適度。利用既有電氣化鐵路開行市郊列車，需要從多方面去考慮既有鐵路的適應性，牽引供電系統是不可或缺的一部分。本文利用既有隴海線連云港至連云段開行市郊列車項目的牽引供電系統適應性的分析。

1 既有隴海線連云港至連云段鐵路牽引供電系統的現狀

既有隴海線連云港至連云段為雙線電氣化鐵路，牽引網采用帶回流線直接供電方式。在云臺山設牽引變電所1座，外部電源電壓等級為110 kV，牽引變壓器為阻抗匹配平衡變壓器，容量為2×31.5 MVA。在云臺山站、連云港東站各設開閉所一座，連云站設分區兼開閉所1座。

2 對既有牽引供電系統適應性的分析

2.1 牽引供電系統

2.1.1 開行市郊列車的車型

本市郊鐵路為滿足列車宜具備載客量大、快速乘降、快啟快停等特點，動力分散動車組在軸重、牽引性能和載客量、技術的成熟更有優勢，本次設計采用的是CRH6型市郊列車。CRH6型市郊列車主要技術參數如表1所示。

根據運量預測及開行方案，本次近期采用的4輛編組的CRH6型動車組（2動2拖），遠期采用8列編組的動車組（可利用近期動車組重連運行）。

2.1.2 既有供電系統能力的分析

CRH6型動車組如圖1所示。

圖1 CRH6型動車組

云臺山牽引變電所采用110 kV三相平衡變壓器，牽引變壓器安裝容量為2×31.5 MVA。既有線電氣化工程牽引供電能力按照6 min追蹤進行設計，本次研究信號系統不改造，維持6 min不變。根據既有線運營及能力情況，適量開行市域動車組，市域動車組牽引功率比HXD3小，且目前隴海線開行列車追蹤間隔為7 min。經校核計算，既有牽引變電所牽引變壓器容量滿足要求，無須進行增容改造。牽引變電所末端網壓滿足要求，牽引供電系統不須改造，滿足開行市郊列車。

2.1.3 新建的牽引供電設施

本次設計，改造既有連云港東站廢棄的平山客整所為動車維保基地，動車維保基地需要獨立供電，但由于此處離云臺山牽引變電所距離較遠，不宜直接從牽引變電所出一回饋線供電。因接觸網采用V形天窗檢修，故在維?；匦陆ㄩ_閉所一座，可滿足供電需求。兩回進線取自正線接觸網上下行，出三回饋線分別為墟溝北線、存車場、檢修庫供電，既有連云港東箱式開閉所退出運行。

2.2 接觸網

2.2.1 既有接觸網設施主要技術參數

本項目為充分利用既有設施開行市郊列車，既有接觸網主要技術參數如下：

本段既有接觸網采用全補償簡單鏈型懸掛。

線材組合正線：JTM95＋CTAH120，張力：15 kN+15 kN；站線：JTM70＋CTAH85，張力：8.5 kN+10 kN；既有接觸線導高為6 450 mm；結構高度：1 400 mm；既有支柱接觸網支柱側面限界正線一般不小于3.1 m，既有電分相采用七跨結構。既有隴海線連云港至連云段情況如圖2所示。

圖2 既有隴海線連云港至連云段情況

2.2.2 既有接觸網適應性分析

（1）導線張力。

由于開行市郊列車既有線路設計時速不高，本次并未對線路進行提速改造，因此，既有接觸網張力組合完全滿足開行市郊列車需要。

（2）接觸線高度。

CRH6型市郊列車受電弓工作高度為5 150～6 500 mm，既有接觸網導線懸掛高度為6 450 mm，完全滿足動車組運行需要，無須改造。

（3）限界匹配。

CRH6型車采用3 300 mm寬體設計，車體限界滿足《標準軌距鐵路建筑限界》（GB 146.2—1983）要求，既有接觸網支柱側面限界不小于3.1 m，完全滿足動車組運行要求，無須改造。

（4）過分相匹配。

由于本次未采用動力集中性動車組，無須實施根據《接觸網電分相動集合電標設置規定》鐵辦工電〔2019〕28號設置“動集合”標志牌而引起接觸網、信號系統的改造。近期開行動車組采用單弓運行，既有七跨電分相滿足動車組斷電自動過分相條件。

由于遠期可采用雙列重聯運行的方式，2輛4編組的動車組重聯后，由于雙弓間距僅為101.4 m（高速鐵路、城際鐵路雙弓間距一般為200～215 m），既有七跨電分相中性區長度約為250 m，無電區長度約為60 m。

根據《軌道交通受流系統受電弓與接觸網相互作用準則》（TB/T 3271—2011）列車過分相方案可采用中性段長度小于雙弓間距的短中性段電分相方案、接觸網無電區長度大于雙弓間距的長分相方案以及三斷口電分相方案。

根據既有電分相參數，若采用短中性段方案，要求分相中性區長度小于雙弓間距，本線既有中性段長度為250 m，雙弓間距僅為101.4 m，無法采用；若采用兩斷口分相長中性段方案，則需要無電區長度大于雙弓間距，本線既有無電區長度為60 m，雙弓間距僅為101.4 m，無法采用。若要采用雙列重聯的運行方式，需要對既有電分相進行改造，采用三斷口電分相形式。兩斷口分相短中性段方案如圖3所示，兩斷口分相長中性段方案如圖4所示，三斷口分相方案如圖5所示。

圖3 兩斷口分相短中性段方案

圖4 兩斷口分相長中性段方案

圖5 三斷口分相方案

考慮到本次工程近期無重聯動車組運行方案，本次設計暫不考慮電分相改造相關工程，僅根據要求，增設動車相關標志牌。

3 結語

隨著城市的發展，利用既有電氣化鐵路開行市郊列車既有利于居民的出行，可促進地區旅游業的發展。對既有牽引供電系統適應性的分析研究尤為重要。