高速铁路牵引变电所电源故障后的应急供电对策

田旭东 上海铁路局供电处

高速铁路牵引变电所电源故障后的应急供电对策

田旭东 上海铁路局供电处

高速铁路牵引供电系统因电源故障对开行的动车组中断供电后，供电运行管理人员在调度指挥管理的层面如何通过行之有效的手段恢复向动车组供电，是供电部门必须思考和解决的问题。结合工作实践，提出应急供电工作的思路和处置流程。

高速铁路；牵引供电；调度；应急供电

1 问题提出背景

高速铁路（以下简称高铁）牵引供电系统承担着向高速行驶的动车组提供不间断供电的任务，它由牵引变电所和接触网及回流设备组成（见图1）。

图1 高铁牵引供电系统简图

牵引变电所可比作高铁大动脉的心脏，牵引变电所电源意外停电后，因动车组所需要的供电负荷为万千瓦级（需以25 kV的高电压通过高铁接触网向动车组车顶的受电弓供出），牵引变电所无法像普通电力用户一样自备应急保安电源，若供电部门无法及时组织应急供电，将严重影响高速铁路运输秩序，若意外停电发生在夏季高温时段，将可能因动车组供电中断造成车内空调系统失效，动车内温度升高后还可能引发旅客不适和不满，动车运行的晚点可能影响旅客重要的商务活动、正常的旅行活动、家庭事务等，尤其在长三角、环渤海、珠三角地区等客流集中地区高铁中断供电后，可能造成较大的社会影响，因此，高铁供电部门有必要针对牵引变电所电源故障制定可行的应急供电方案，以保证在牵引变电所失电情况下尽快恢复向动车组的供电，降低对高铁运输、旅客出行的干扰。

2 应急供电处置的思路

牵引变电所的每一回供电线路一般称为供电单元（供电臂），牵引变电所分布一般以50 km左右的间距布置在高铁沿线，当某一个牵引变电所（见图2中的C变电所）在两路电源全部停电并且在一定时间（如20 min）内无法供电情况下，需由相邻牵引变电所（见图2中的A和E变电所）的接触网（即供电单元）通过分区所（见图2中的B和D分区所）的供电设备向该牵引变电所（见图2中的C变电所）的接触网应急合并供电。

图2 牵引变电所亭应急供电示意图

应急供电应采取同一列车运行方向相邻的供电单元合并供电的模式，即铁路上行同上行，铁路下行同下行供电单元合并。

应急供电作为一种应急情况下的非正常供电方式，承担应急任务的牵引变电所向相邻供电单元供电时，牵引变压器和主导电回路（指供电开关及引线、供电线、接触网电连接线等）承担的供电负荷不允许超过设计的最大供电负荷（设计的供电能力），因此应对合并供电单元内的动车组运行条件加以限制。

高铁接触网在相邻牵引变电所之间的分相中性区设置远动隔离开关可实现相邻供电单元电气连通（见图3），当利用分区所无法实施应急供电时，可短接该分区所对应的接触网分相中性区作为备用应急供电方案实施。

图3 接触网分相中性区应急供电示意图

3 实施应急供电的原则和要求

制定、实施应急供电方案时应保证上、下行供电单元和相关分束、分场供电的供电单元由同一变电所供给同一相电，以避免发生相间短路或系统间并网供电（上级输电网不允许）。

实施应急供电应明确合并供电单元的行车限制条件。对枢纽牵引变电所实施应急供电时，应优先保证枢纽客站、正线、客车联络线、动车段（动车所）的供电，再根据列车运行需求和供电能力对其它供电单元供电。

需相邻铁路局管辖的供电单元配合实施应急供电时，本局供电调度员应立即向上级供电调度（铁路总公司运输局）汇报，根据运输局供电调度的命令，积极联系相邻铁路局供电调度员进行供电开关倒闸操作和保护定值切换，组织实施跨局应急供电。合并供电单元的行车限制条件由相邻铁路局供电调度提出，本局供电调度员通知行车调度员执行。

需配合相邻铁路局实施应急供电时，根据运输局供电调度的命令，本局供电调度员应积极配合相邻铁路局供电调度员进行供电开关倒闸操作和保护定值切换，组织实施跨局应急供电。合并供电单元的行车限制条件由本局供电调度员提出并通知行车调度员和相邻铁路局供电调度员执行。

实施应急供电时，应充分利用电力远动系统（SCADA系统）远方控制功能，保护定值区的切换宜由供电调度员远方操作为主，同时设备管理单位应提前将牵引变电所、分区所馈线保护定值在各定值区的设置情况向铁路局供电调度室备案，暂不具备远方切换条件的，由变电所、分区所值班人员当地切换。

应急供电期间，应安排人员赶到分区所值班，对相关牵引变电所、分区所、接触网开关及引线和线夹等关键设备加强巡视、测温。供电单元恢复正常供电后，应及时安排人员对主导电回路进行检查、维护。

4 应急供电的启动条件

牵引变电所两路电源同时停电造成牵引变电所全所停电，并经路局供电调度向供电公司调度确认在20 min内任何一路电源无法恢复送电或送电时间无法确定，应立即启动应急供电方案。

高铁图定天窗点内牵引变电所停电后影响动车段（所）供电和检修整备时，可启动应急供电方案。

牵引变电所停电直至高铁动检车图定开行时刻前仍无法恢复供电时，可启动应急供电方案。

5 启动应急供电的程序

高铁供电调度根据供电公司或设备管理单位反馈情况，判别是否具备应急供电启动条件，不具备启动条件的情况按照牵引供电设备故障应急抢修预案办理，具备启动条件的情况应按照以下流程办理：

供电调度员迅速与行车调度员联系并向其通报：（1）牵引变电所电源停电概况和供电单元停电范围；（2）牵引变电所电源恢复供电的大致时间；（3）实施应急供电方案需配合进行停电倒闸的供电单元和供电单元合并供电情况；（4）行车限制条件。

高铁行车调度员根据供电调度员通报内容和列车运行情况决定是否立即启动和实施应急供电，并明确供电单元合并供电范围（暂时不需恢复供电的供电单元可不送电）后，通知供电调度员做好实施应急供电前的准备。

供电调度员接到行车调度员通知后，根据应急供电方案，先将已停电单元的相应进线和馈线开关倒闸操作至规定位置。

行车调度员统筹安排需短时停电配合实施应急供电的供电单元内列车运行（除非列车运行前方车站已停电或无法停放列车，原则上应避免旅客列车停在区间），具备停电条件后立即通知供电调度员。

供电调度员接到行车调度员通知后，组织设备管理单位实施应急供电方案。

合并供电单元送电后，供电调度员通知行车调度员相应供电单元已实现合并供电，按照明确的行车限制条件组织列车运行。

6 恢复正常供电和行车的程序

牵引变电所具备正常供电条件后，供电调度员应立即与行车调度员联系。

行车调度员根据行车情况确定合并供电单元恢复正常供电的时机，提前通知供电调度员，供电调度员做好停、送电倒闸准备。

行车调度员统筹安排需短时停电配合恢复正常供电的合并供电单元内列车运行（原则上应避免旅客列车停在区间），具备停电条件后立即通知供电调度员。

供电调度员接到行车调度员通知后，组织设备管理单位实施恢复正常供电方案。

供电单元恢复正常供电后，供电调度员通知行车调度员相应供电单元已恢复正常供电，取消行车限制条件。

行车调度员积极组织晚点动车组运行，尽快恢复正常。

7 实施应急供电期间的注意事项

承担应急供电任务的牵引变电所、分区所值班人员每隔半小时对室内外设备进行巡视，出现明显异常情况，要及时向上级汇报处置。

如发生牵引变电所馈线保护或主变后备保护跳闸，铁路局供电调度应根据跳闸信息、行车调度员反馈信息和设备管理单位现场人员汇报情况进行综合判断，如属于馈线或牵引变压器过负荷保护动作，应立即恢复向接触网供电，并联系行车调度适当控制车流。

8 设计院对应急供电的技术支持

设计院应书面提供关于每个高铁牵引变电所应急供电能力的说明，明确应急供电时的行车限制条件，并提供相关保护定值整定书。

同既有线路牵引变电所衔接部分，应统筹考虑实施应急供电方案的便利性、可靠性及行车限制条件的变化，特别是枢纽牵引变电所和通过母线同时供电给不同线路的牵引变电所。

9 结语

我国高铁运营里程的不断延伸从时间和空间上提高了人与人之间交流和沟通的效率，也提升了旅客对铁路运输服务质量的满意度，高铁牵引供电部门有责任也必须做好向高速行驶动车组的供电保障工作。

责任编辑：王华 张萼辉

来稿日期：2015-12-02