关于优化北同蒲线部分区段牵引供电方案的探讨

柴峰，邵健强

(大秦铁路股份有限公司大同西供电段，山西 大同 037005)

1 引言

北同蒲线是晋煤外运的主要通道，同时也是大秦线年运量实现4.5亿吨的主要煤灰运输来源地。北同蒲线车流组织的优劣，直接影响到大秦线运量目标能否顺利实现，对晋煤外运有着重要的保障作用，对国家能源合理调配，实现经济高速增长有着重要意义。由于北同蒲线是双线电气化铁路，运输动力来源于牵引供电系统，牵引供电方式是否科学合理，对运输畅通有着非常重要的制约作用。因此，优化北同蒲线牵引供电方案，为运输提供更有力的供电保障，是一个需要研究的重要课题。

2 存在的问题

北同蒲线韩家岭站和大新站是两个重要的煤炭组织转运车站。大同塔山工业园区的煤炭经过韩家岭站组织进入北同蒲线和大秦线，平朔露天煤矿的煤炭经过大新站组织进入北同蒲线。目前北同蒲线天窗停电范围是大新(不含)－韩家岭(不含)，但是在实际天窗停电时，由于大新站在朔州－袁树林供电臂当中(如图1)、而韩家岭站在怀仁－韩家岭供电臂当中(如图2)，朔州变电所和怀仁变电所开关停电时，必然造成大新站和韩家岭站场的停电，中断两个车站的运煤车流组织。在既有的供电方案下，如图1所示，如果天窗时间要实现大新站不停电，只能采取朔州变电所朔州－袁树林供电臂开关不停电的方案，那么将影响到神头、袁树林两个站场及区间不能正常进行天窗维修;如图2所示，如果天窗时间要实现韩家岭站不停电，只能采取怀仁变电所怀仁－韩家岭供电臂开关不停电的方案，那么将影响到怀仁、里八庄两个站场及区间不能正常进行天窗维修。可见，目前的供电方案，不能满足北同蒲线天窗维修大新(不含)－韩家岭(不含)停电范围的要求，无法实现天窗停电时间不影响大新站和韩家岭站煤炭运输组织的目标。

3 北同蒲供电方式优化方案

为了减小北同蒲线天窗期间大新站、韩家岭站停电对运输的影响，提高北同蒲线供电方式的灵活性，实现北同蒲线大新(不含)－韩家岭(不含)单独停电，为运输提供最大的条件。经过对北同蒲线既有牵引供电方式进行分析，对现场情况进行实地勘察调研，我们提出在大新－神头区间、韩家岭－里八庄区间各新增建箱式开闭所一座，接触网新增绝缘锚段关节2组，将箱式开闭所纳入北同蒲线远动控制和视频监控的方案。

图1 既有朔州－袁树林区段供电示意图

图2 既有怀仁－韩家岭区段供电示意图

3.1 朔州－袁树林间供电方式优化方案

在朔州－袁树林间K119处新建箱式开闭所一座，在K119接触网新设绝缘关节一处，如图3所示。

如图3所示，天窗停电时，只需要断开K119箱式开闭所271、272开关，而朔州变电所朔袁供电臂开关不停电，保证在天窗期间大新站不间断供电，天窗时大新站可以继续组织专用线出煤的车流，从而减少对运输的影响。同时不影响神头站和袁树林站及区间的停电检修。当朔袁供电臂接触网发生故障时，可以通过远动分合K119箱式开闭所的开关，快速判断故障区段，缩小故障查找范围，从而压缩故障延时。通过优化供电方案，不但满足了大新站不间断组织行车的供电要求，同时提高了朔州－袁树林间的供电可靠性和灵活性。

图3 朔州－袁树林间供电方式优化示意图

3.2 怀仁－韩家岭间供电方式优化方案

在怀仁－韩家岭间K27处新建箱式开闭所一座，在K27接触网新设绝缘关节一处，如图4所示。

图4 怀仁－韩家岭间供电方式优化示意图

如图4所示，天窗停电时，断开K27箱式开闭所271、272开关，通过韩家岭分区亭越区供电到K27箱式开闭所，怀仁变电所朔韩供电臂开关正常停电，保证在天窗期间韩家岭站不间断供电，天窗时韩家岭站可以继续组织塔山专用线至大秦线运煤的车流，从而减少对运输的影响。同时不影响里八庄站和怀仁站及区间的停电检修。当怀韩供电臂接触网发生故障时，可以通过远动分合K27箱式开闭所的开关，缩小故障查找范围，从而压缩故障延时。此供电方案不但可以满足天窗时间从专用线通过韩家岭站到大秦线的不间断行车组织，同时有效得提高了怀仁－韩家岭供电臂的供电可靠性和灵活性。

4 方案实施

北同蒲供电方式优化方案的实施主要分为箱式开闭所主接线设计、保护配置、远动视频配套等几大部分，以K119箱式开闭所为例说明。

4.1 箱式开闭所主接线设计

在K119处新设的接触网绝缘关节处由大新方向上行和下行接触网分别引接一路进线进入箱式开闭所，上行进线经过所内272开关后馈出至袁树林方向接触网上行，下行进线经过所内271开关后馈出至袁树林方向接触网下行。图5中虚线框内为箱式开闭所内部设备。箱式开闭所每回进出线供电线上各设置一台电动隔离开关(2711、2712、2721、2722)，在电动隔离开关靠接触网侧上行和上行之间、下行和下行之间各设一台旁路电动负荷开关(2713、2723)。当开闭所故障或检修退出运行时，可合上电动负荷开关代替开闭所实现功能并保证接触网线路的正常供电。在每回进出线电动隔离开关内侧各设一台电压互感器，用于电压的测量及馈线保护。

图5 K119箱式开闭所主接线图

4.2 保护配置

箱式开闭所采用分层、分布式综合自动化系统。箱式开闭所馈线保护设置正向、反向距离保护、电流速断保护、过电流保护及一次自动重合闸。对朔州(平旺)变电所相关定值进行调整，馈线Ⅰ、Ⅱ段距离保护调整为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段距离保护，同时对馈线及主变压器过流时间定值进行相应调整。对袁树林(韩家岭)分区亭相关定值进行调整，馈线正反向Ⅰ段距离保护调整为正反向Ⅰ、Ⅱ段距离保护，对过流保护时间定值进行调整，其他保护定值维持既有。

4.3 远动及视频配套

新建箱式开闭所纳入北同蒲既有牵引远动、视频系统，对既有远动、视频系统进行相应的软件扩容改造，实现对新增供电设施的远程监控。新建K119箱式开闭所远动、视频通道从既有大新开闭所接引，K27箱式开闭所远动、视频通道从既有韩家岭分区亭接引，箱式开闭所通过光电转换器和以太网交换机接入既有远动、视频网络，实现监控信息的接入。在调度端增加相应的站点，相关信息上传至供电调度主站，实现对新增箱式开闭所的远程操作和监控。

5 结论

北同蒲牵引供电方式的优化，实现了北同蒲线大新(不含)－韩家岭(不含)单独停电，在北同蒲线天窗停电时，平朔支线车流可以在大新站进行组织，大同枢纽、塔山线车流可以在韩家岭站进行组织，实现了大新站、韩家岭站车流的不间断组织，为运输提供了良好的环境，为大秦线运量完成提供了有力的供电支持。同时优化后的供电方式可以在故障情况下通过箱式开闭所的分段开关快速缩小影响范围，缩短故障查找时间，对提高北同蒲线牵引供电可靠性和灵活性具有明显的作用。