徐鹽鐵路引入徐州東樞紐牽引供電方案研究

楊孝忠

(中鐵第五勘察設計院集團有限公司 北京 102600)

1 項目背景

徐鹽鐵路引入徐州東樞紐，該樞紐承擔京滬高鐵、鄭徐高鐵以及連徐高鐵等4條線路。樞紐地區牽引供電方案的合理性尤為重要，本文對徐鹽鐵路引入徐州東樞紐的供電方案進行論證比較，選擇最為適合的供電方案[1－3]。

2 項目概況

2.1 線路概況

徐鹽鐵路位于蘇北地區，西起徐州東站，經宿遷、淮安至鹽城，正線長度315 km，設計速度250 km/h，是江蘇腹地最重要的鐵路大動脈之一，有江蘇鐵路“金腰帶”之稱，2019年12月16日，全線建成通車[4－6]。

2.2 徐鹽鐵路引入徐州東樞紐概況

本線正線引入徐州東站新建徐蘭場，新建京滬上下行聯絡線引入既有京滬場，新建徐州東動車運用所及動車走行線。

徐州地區相關工程[7]:

(1)京滬場上行聯絡線5.84 km；

(2)京滬場下行聯絡線5.636 km；

(3)動車所上行走行線1.687 km；

(4)動車所下行線6.233 km；

(5)徐州東動車運用所。

徐州鐵路樞紐總圖及徐州東站站所關系如圖1和圖2所示。

圖2 徐州東站站所關系

3 徐州東樞紐供電方案研究

3.1 既有徐州東樞紐供電設施概況

(1)既有徐州東牽引變電所

采用220 kV進線電源，既有饋線為9回，其中上海方向7回、北京方向2回。

(2)既有徐州東動車存車場開閉所

采用單母線接線，2進2出。

3.2 徐州東樞紐供電方案比選

本次研究徐鹽鐵路引入徐州東樞紐考慮3個方案。

3.2.1 供電方案1

(1)供電方案

正線采用AT供電方式，京滬上下行聯絡線、徐州東動車運用所及動車走行線采用帶回流線的直接供電方式[8－10]。

結合全線供電設施分布以及既有徐州東牽引變電所饋線情況，利用徐州東牽引變電所北京方向預留間隔新增兩回饋線為本線正線供電[11]。

為便于運營維護、縮小故障范圍，樞紐內實行分束供電，新設徐州東開閉所采用單母線分段接線，2進10出。

徐州東動車存車場開閉所新增4回饋線為動車運用所供電，供電方案見圖3。

圖3 徐州東樞紐供電方案1示意

(2)徐州東牽引變電所改造內容

新增2回AT饋線，對既有2回饋線電流互感器進行增容更換。

(3)接觸網工程內容

①改造原既有京滬場徐州東上下半場供電線為開閉所2回進線，同時從開閉所出2回供電線給既有徐州東上下半場供電。

②從新建開閉所出2回供電線給既有西北聯絡線供電。

3.2.2 供電方案2

(1)供電方案

供電方式及正線、動車所供電方案同方案1。

徐州東開閉所進線電源一回T接徐州東動車開閉所獨立供電線(主用，考慮動車所負荷與正線負荷的時間差)，一回T接徐鹽線正線(備用)，饋線為徐淮場上下場和京滬上下行聯絡線供電(2進4出)，供電方案見圖4。

圖4 徐州東樞紐供電方案2示意

(2)徐州東牽引變電所改造內容

新增2回AT饋線。

(3)接觸網工程內容

從徐州東動車運用所開閉所供電線T接一回供電線至徐州東開閉所。

3.2.3 供電方案3

結合全線供電設施分布以及既有徐州東牽引變電所饋線預留情況，將徐州東站徐蘭場鹽城方向出站端電分相改移至鄭徐方向。

在徐州東動車所至徐蘭場上下行動車走行線設置電分相。

京滬上下行聯絡線電分相由靠近后馬莊站改移至靠近徐州東站京滬場方向。

徐鹽線正線供電線上網點調整至徐蘭場鄭徐方向電分相處。

在既有徐州東牽引變電所北京方向饋線新增一面直供方式饋線柜至徐州東開閉所作為進線電源，同時從徐鹽正線T接一路電源作為開閉所備用電源；開閉所饋出4回供電線分別為徐蘭場上下半場及京滬上下行聯絡線供電。供電方案見圖5。

圖5 徐州東樞紐供電方案3示意

(1)徐州東牽引變電所改造內容

新增2回AT饋線及1回直供饋線。

(2)接觸網工程內容

①從徐州東牽引所新增1回饋線作為徐州東開閉所的進線電源。

②從徐鹽正線T接一回供電線至徐州東開閉所。

③將徐州東站徐蘭場鹽城方向出站端電分相改移至鄭徐方向。

④在徐州東動車所至徐蘭場上下行動車走行線設置電分相。

⑤京滬上下行聯絡線電分相由靠近后馬莊站改移至靠近徐州東站京滬場方向。

⑥徐鹽線正線供電線上網點調整至徐蘭場鄭徐方向電分相處。

3.3 方案比選

各方案的優缺點如表1所示。

表1 方案比選

從以上分析可以看出，三個方案各有優缺點，從整個大樞紐方案看，考慮保證既有京滬高鐵的運行可靠性，減少對其的影響，方案2和方案3較方案1好。

方案3較方案2雖然保證開閉所一回獨立供電線且減少正線供電線的長度，但增加電分相是否存在技術難點需要重點分析，需對方案3增加電分相進行檢算。

3.4 方案3設置電分相檢算分析

3.4.1 徐州東站鹽城方向電分相改移至鄭徐方向

電分相設置位置見表2。

表2 徐鹽正線電分相設置位置

通過電分相檢算可知:

(1)該電分相位置距前后方信號機距離滿足文獻[8]中11.5.5.2條“列車過分相斷電區距最近信號機不宜小于550 m”的規定。

(2)根據文獻[8]11.5.5.2條“電分相不宜設置在連續大坡道、變坡點、大電流及出站加速區段”的規定，電分相不宜設置在一離去(指從反向進站信號機至正向第一個閉塞分區分界點處的區間信號標志牌或區間通過信號機的距離)區段，但該電分相設置在徐州東線路所與徐州東站徐蘭場間，屬于一離去區段。

(3)電分相距上一架信號機的距離，應滿足列車在上一架信號機前停車再重新起動時，能夠無電通過電分相[12－13]。經過牽引計算，該電分相在上一架信號機前停車再啟動的速度為73 km/h。

3.4.2 徐州東動車所上下行動車走行線設置電分相

由于動走線區間距離過短，若采用關節式電分相，不滿足文獻[8]中11.5.5.2條“列車過分相斷電區距最近信號機不宜小于550 m”的規定。因此，動走線電分相需要采用器件式。

在上、下行動車走行線設置電分相的位置見表3。

表3 動走線電分相設置位置

電分相檢算說明:

(1)該電分相位置距前后方信號機距離不滿足文獻[8]“列車過分相斷電區距最近信號機不宜小于550 m”的規定(474 m)。

(2)動走線上行電分相雖設置在0‰的坡度上，但相鄰變坡點后有長478 m的26‰的上坡，見圖6。

圖6 動走線電分相示意

(3)電分相距上一架信號機的距離，應滿足列車在上一架信號機前停車再重新起動時，能夠無電通過電分相。經過牽引計算，該電分相在信號機前停車再啟動的速度為53 km/h。

3.4.3 京滬上下行聯絡線電分相改至徐州東京滬方向

京滬上下行聯絡線電分相位置調整后，該電分相設置位置見表4。

表4 京滬聯絡線電分相設置位置

電分相檢算說明:

(1)該電分相位置距前后方信號機距離滿足文獻[8]中11.5.5.2條“列車過分相斷電區距最近信號機不宜小于550 m”的規定。

(2)根據文獻[8]“電分相不宜設置在連續大坡道、變坡點、大電流及出站加速區段”的規定，電分相不宜設置在一離去區段，該電分相設置在后馬莊站與徐州東站京滬場間，屬于一離去區段。

(3)電分相距上一架信號機的距離，應滿足列車在上一架信號機前停車再重新啟動時，能夠無電通過電分相。經過牽引計算，該電分相在信號機前停車再啟動的速度為74 km/h。

3.4.4 方案3設置電分相存在的問題

(1)引入鄭徐高鐵設置的電分相位于一離去區段，在規范中屬于“不宜”。

(2)在徐州東動車所至徐蘭場上下行動車走行線設置電分相僅能設置器件式分相，不滿足上海局1266號文要求，且若取消區間通過信號機，動走線通過能力降低，出入動車所的時間間隔由4 min延長至7 min，對運輸效率有影響；動走線上行電分相雖設置在0‰的坡度上，但相鄰變坡點后有長478 m的26‰的上坡。

(3)京滬上下行聯絡線電分相由靠近后馬莊方向改至靠近徐州東京滬場方向，供電距離分別為1.35 km和1.65 km，若此區段故障，將影響京滬上海方向正線供電，京滬線供電可靠性相對降低。

綜上所述，方案3設置的3個分相均存在一些技術難點，不符合規范推薦的要求，且動走線設置分相后對運輸效率有一定的影響，京滬上下行聯絡線設置分相降低了京滬線供電的可靠性，故方案3不宜推薦。

3.5 徐州東樞紐牽引供電推薦方案

綜上分析，徐鹽鐵路引入徐州東樞紐后牽引供電方案推薦采用方案2。

4 結束語

徐州東樞紐涉及京滬高鐵、鄭徐高鐵、徐鹽高鐵、徐連高鐵等多條線路的引入，還建設有動車所、存車場及大型站場，樞紐內供電方案的合理性直接影響著供電的安全運行，本文對樞紐供電方案進行分析研究，并重點檢算引入樞紐后設置電分相的可實施性，最終確定最適合本樞紐的牽引供電方案，在后續項目中對于樞紐供電方案的研究具有一定的借鑒意義。