南京動車所供電現(xiàn)狀分析及改進方案探討

李如意 上海鐵路局調(diào)度所

2010年8月3 日3：05滬寧城際621、622供電單元設(shè)備維修施工結(jié)束后，621、622單元恢復(fù)供電。但是，由于城際南京西開閉所2921隔離開關(guān)臨時故障，不能由622單元供電，無法恢復(fù)正常供電方式，南京動車所（寧樞紐20單元）又倒換到京滬線寧樞紐07單元供電。3：37至5：17寧樞紐20單元和滬寧城際622單元共發(fā)生3次同時跳閘。后查明事故原因是未能再次啟用南京動車走行線（聯(lián)1、聯(lián)2線）接觸網(wǎng)分相功能，造成南京動車運用所至南京城際運行的0DJ5621次、0G7121次、0G7021次3趟回空動車組經(jīng)過南京動車走行聯(lián)1線時將絕緣錨段關(guān)節(jié)功能分相短接造成跳閘。為防止此類事故的再次發(fā)生，南京動車所（寧樞紐20單元）行車限制卡補充規(guī)定，即當南京動車所由京滬線南京樞紐07供電單元供電時，禁止動車組、電力機車通過聯(lián)1、聯(lián)2線分相處。

由此可知，如若南京動車走行線（聯(lián)1、聯(lián)2線）分相處網(wǎng)上隔離開關(guān)故障或南京西開閉所城際622單元電源進線292DL等所內(nèi)設(shè)備發(fā)生故障，從而造成南京動車所不能由滬寧城際622單元供電，將直接影響南京動車所動車組進出庫，也勢必會給滬寧城際高鐵列車運行秩序造成極大的影響。因此有必要探討解決南京動車所電源切換，動車組無法通過動車走行線進出庫的問題。

1 現(xiàn)狀

現(xiàn)行南京動車所是由既有南京動車所和南京西存車場改建而成，主要擔(dān)負滬寧城際動車組列車的停放、設(shè)備檢查、維修和清洗作業(yè)及日常運用的整備、清潔和排污作業(yè)。滬寧城際場經(jīng)南京動車走行線（聯(lián)1、聯(lián)2線）連結(jié)南京動車所。南京動車走行線（聯(lián)1、聯(lián)2線）因需上跨既有京滬正線，線路坡度高達30‰?？紤]到南京動車所電源的重要性以及設(shè)置6跨關(guān)節(jié)式接觸網(wǎng)分相會影響動車組的惰行通過，因而對南京地區(qū)牽引供電系統(tǒng)和南京動車走行線（聯(lián)1、聯(lián)2線）接觸網(wǎng)分相進行局部改造（如圖1），新設(shè)11跨3斷口分相，以滿足動車組正常進入庫要求。

圖1 南京地區(qū)供電示意圖

1.1 供電運行方式

（如圖2）

圖2 南京動車所供電簡圖

1.1.1 滬寧城際南京西開閉所

二路電源：城際622單元作為主用，京滬南京樞紐07單元作為備用。兩路電源不設(shè)置自投功能。

二路饋出：一路饋出為南京動車所南京樞紐20單元電源，另一路為既有南京西箱式開閉所主用電源。

1.1.2 既有南京西箱式開閉所

二路電源：滬寧城際南京西開閉所一路饋出為主用電源，京滬線上行南京樞紐08單元進線為應(yīng)急備用進線電源，主用進線與應(yīng)急備用進線電源間不設(shè)置自投功能。

四路饋出：其中三路分別提供南京樞紐15、16、17單元。另一路饋線南京動車所停用，斷路器（296DL）在分位。

1.2行車組織模式

在正常供電方式下，動車所及動車走行線（聯(lián)1、聯(lián)2線）由城際上行622單元供電。取消南京動車走行線上、下行分相功能，即通過合上滬寧城際南京動車走行線（聯(lián)1、聯(lián)2線）上、下行分相中性段隔離開關(guān)(FX3001GK、FX3003GK、FX3002GK、FX3004GK)，使得接觸網(wǎng)關(guān)節(jié)式分相功能改為接觸網(wǎng)絕緣錨段關(guān)節(jié)。

非正常供電方式下，動車所及動車走行線（聯(lián)1、聯(lián)2線）由既有京滬線下行南京樞紐07單元供電。必須斷開分相中性 段 所 有 隔 離 開 關(guān) (FX3001GK、FX3003GK、FX3002GK、FX3004GK)，恢復(fù)南京動車走行線（聯(lián)1、聯(lián)2線）接觸網(wǎng)分相功能。禁止動車組、電力機車經(jīng)過聯(lián)1、聯(lián)2線分相處。

2 現(xiàn)有方案不足及其影響

（1）電源切換倒閘復(fù)雜。當滬寧城際上行622供電單元因故（檢修、故障或V停、垂停天窗）停電時，城際南京西開閉所轉(zhuǎn)為京滬線接觸網(wǎng)供電。由于兩路電源間沒有自動投切功能，加上還需操作南京動車走行線（聯(lián)1、聯(lián)2線）上、下行分相中性段隔離開關(guān)，正常時整個倒閘操作過程也需十幾分鐘才能完成。

（2）影響范圍大，牽涉單位（部門）較多。因切換電源會造成南京動車所及南京西地區(qū)停電幾十分鐘，影響正常生產(chǎn)秩序。需路局調(diào)度所（包括城際、津浦臺電調(diào)、城際、京滬3臺行調(diào)）與動車所、南京西調(diào)車場、南京西機務(wù)折返段、南京西站、南京站等多家單位進行聯(lián)絡(luò)，發(fā)布相關(guān)命令。

（3）行車限制多，故障運輸秩序影響大。按照行車限制卡規(guī)定，當滬寧城際南京西開閉所改由京滬線南京樞紐07單元供電，禁止動車組、電力機車經(jīng)過聯(lián)1、聯(lián)2線分相處，如若城際622單元故障，動車組不能正常進出庫，嚴重時影響滬寧城際鐵路運輸秩序。

3 解決方案

3.1 方案一

從棲霞山牽引所母線上直接引出一路饋出作為南京西開閉所主用電源，城際622單元作為備用電源，兩路電源設(shè)置自投功能。京滬線南京樞紐07單元亦可作為冷備。因為引入電源與城際622單元取自同一段母線，該段母線供電負荷不變，所以主變供電能力能夠滿足。因與城際場是同相電，南京動車走行線（聯(lián)1、聯(lián)2線）原接觸網(wǎng)分相功能為接觸網(wǎng)絕緣錨段關(guān)節(jié)，可以正常行車。

這種方案優(yōu)點是：供電方式簡單，無行車限制，可以從根本上解決存在問題。其缺點是：首先造價太高，從棲霞山牽引所引電源到城際南京西開閉所距離約30 km，還需要在兩個所內(nèi)都增加相應(yīng)盤柜和保護裝置，改造費用不菲。其次，棲霞所內(nèi)高壓室沒有預(yù)留間隔，難以再增加饋出。另外兩所間就是南京鐵路樞紐，地形太復(fù)雜，難以找到合適電源徑路，更不用談今后該線路的維護難度了。

3.2 方案二

將南京動車走行線（聯(lián)1、聯(lián)2線）新設(shè)11跨3斷口分相改為器件式分相，并同步安裝配套的自動斷電過分相電磁枕，“斷”、“合”等標志牌（如圖3）?？紤]動車組通過器件式分相無電區(qū)長度不大于90 m，按動車組經(jīng)南京動車走行線（聯(lián)1、聯(lián)2線）的線路允許速度為50 km/h，且是空車體，可確保正常通過，亦不存在高速、重載等原因影響行車和設(shè)備安全。符合《鐵路電力牽引供電設(shè)計規(guī)范》中5.4.10條“行車速度為120 km/h以下的線路以及困難區(qū)段可采用器件式分相裝置”的規(guī)定。接觸網(wǎng)器件式分相里程的LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝正確，也不會增加司機的操作難度。

圖3 器件式分相線路標志設(shè)置圖

這種方案優(yōu)點是：供電方式較簡單，亦無行車限制，基本可以解決上述問題。改造費用也較省。缺點是每日有高頻次的動車組通過器件式分相裝置，對供電設(shè)備運行留下隱患，易因拉弧等各種原因燒毀器件式分相裝置，且存在硬點，影響受電弓的使用壽命等。

3.3 方案三

從城際南京西分區(qū)所621單元供電線上T接一路電源作為城際南京西開閉所電源，與城際622單元作為互為備用電源。兩路電源設(shè)置自投功能，京滬線南京樞紐07單元亦可作為冷備（如圖4）。城際621、622單元取自同一段母線，該段母線供電負荷沒有變化，所以主變供電能力能夠滿足。因城際621、622單元是同相電源，正常倒閘時亦可并網(wǎng)操作，減少停電范圍，縮短倒閘時間，南京動車走行線（聯(lián)1、聯(lián)2線）接觸網(wǎng)三斷口分相處仍為接觸網(wǎng)絕緣錨段關(guān)節(jié)功能，可以正常行車。

圖4 城際南京西開閉所增設(shè)電源主接線圖

如要保證南京動車所和走行線（聯(lián)1、聯(lián)2線）正常供電和行車，則至少保證城際621、622單元必須一路電源正常?？紤]到目前高鐵、客專接觸網(wǎng)多采用垂停檢修方式，因而必須改變城際621、622單元設(shè)備檢修方式，即正常檢修時采用“V”停作業(yè)。如必須垂停作業(yè)時，再轉(zhuǎn)由京滬線南京樞紐07單元供電，行車限制條件可按目前規(guī)定執(zhí)行。

該區(qū)段渡線采用DXF-1.6II型分段絕緣器，主絕緣爬電距離不小于1.6 m，設(shè)備電氣性能滿足“V”停作業(yè)條件。

這種方案的優(yōu)點是：供電方式更加簡單靈活，能較好解決實際問題。其次南京西開閉所設(shè)有進線預(yù)留，城際621、622單元兩路電源可考慮采取同桿架設(shè)進所，只需城際南京西開閉所增加盤柜和保護裝置，改造費用較低。另外為設(shè)備故障時組織反向行車創(chuàng)造條件。其缺點是城際621、622單元設(shè)備檢修需采用“V”停檢修方式，并按規(guī)定對鄰線進行限速120 km/h。對部分不能采用“V”停作業(yè)處所如南京城際上下行接觸網(wǎng)同支柱架設(shè)、硬橫跨吊柱在上下行間及隧道需重點掌握。

4 方案比較

上述三個解決方案，雖然均能解決并優(yōu)化目前南京動車所非正常供電時對動車組進出庫的行車限制，但是方案一單獨架設(shè)供電線路，費用太高，沒有徑路，難以維護，難以實施；方案二符合設(shè)計規(guī)范，亦解決了問題，但設(shè)備容易損壞，影響使用壽命；方案三從城際下行線T接電源，費用不高，且可同桿架設(shè)，便于維護，只需改變設(shè)備檢修方式即可實現(xiàn)，基本解決問題，具體見表1。

表1 方案比選

綜合了3個方案的優(yōu)缺點對比，筆者本著簡單可行、安全實效、節(jié)約費用、便于維護等原則綜合考慮，認為方案三更加合理可行。

5 結(jié)束語

動車所供電可靠性將直接影響動車組進出庫和保養(yǎng)維護質(zhì)量，嚴重時甚至?xí)斐筛哞F列車運行秩序混亂。建議相關(guān)供電段加強對動車所供電設(shè)備的日常檢修和維護，在新建高鐵動車所時，對其電源及行車要求在設(shè)計和施工時應(yīng)進行統(tǒng)籌考慮，提高供電和行車安全可靠性。