防城港铁路枢纽牵引供电规划研究

廖 刚

（广西沿海铁路股份有限公司，高级工程师，广西 南宁 530001）

随着广西沿海铁路建设的快速发展，防城港铁路枢纽的规模正在不断扩大，以客货混250 km/h钦防高速铁路为中心，将出现多条铁路干线引入交汇于防城港北站。防城港铁路枢纽连接的铁路正线较多，自身车场较多，正线间和车场间的联络线较多，同时还有货场、动车存车场和机务等多种技术设施。在铁路枢纽的大型站场附近设置深入负荷中心的牵引变电所能同时向多条铁路干线和车场供电，同时还能够兼顾联络线、货场、动车存车场和机务设施的供电，供电能力利用充分，在工程中通常优先考虑。2019年7月，中国铁路总公司、广西壮族自治区人民政府批复《防城港铁路枢纽总图规划》（2016-2030年），防城港铁路枢纽是组织车流物流交换和供应动力的重要据点，将担负着几十上百对客货列车的繁重运输任务，一旦枢纽站场停电，将严重影响铁路运输秩序，因此有必要研究提高防城港铁路枢纽供电可靠性的措施。

1 现状和特点

1.1防城港铁路枢纽现状及规划防城港铁路枢纽既有铁路：钦防、南防铁路、企沙支线及防城港港区铁路等；在建铁路：防东铁路、企沙支线铁路延伸线；规划铁路：规划建设南防铁路增建二线、云桂沿边铁路等。防城港铁路枢纽范围：北至南防铁路茅岭站（含），南至南防铁路防城港站（含），西至防东铁路江山半岛站（含），东至企沙支线皇城坳站（含）。规划防城港北站为主要客运站；规划茅岭、皇城坳、防城港、云约三级物流基地；规划防城港北动车存车场预留办理高铁快运作业条件，同时完善优化枢纽其它客（含高铁）货机辆设施设备；规划江山半岛、皇城坳、茂岭、云约站预留1 700亩综合开发用地；规划南防铁路既有通道增建二线；规划云桂沿边铁路自枢纽西北侧引入防城北站，并设钦州方向联络线。

1.2防城港铁路枢纽既有供电布局防城港铁路枢纽牵引供电始于2013年12月钦防铁路建成开通。既有茅岭AT牵引变电所（钦防K32+111）2012年建成，牵引变压器容量为2*（25+25）MVA，茅岭牵引变电所212、213KX经防城港北AT所（钦防K49+305）供电至防城港分区兼开闭所（钦防K60+013）。2015年，南防线钦防段电气化改造，利用茅岭牵引变电所预留间隔供电至南防线引入防城港北站北端的分相。在建的防东铁路供电设计从茅岭牵引变电所出2路馈线由供电线引至新建的防城港北分区所，由新建江山半岛牵引变电所分别供电至防城港北分区所、东兴分区兼开闭所。既有企沙支线及防城港港区铁路未电化，规划建设南防铁路增建二线、云桂沿边铁路还未开展供电方案研究。

2 存在问题

受工程分步实施等因素影响，防城港铁路枢纽牵引供电布局缺乏整体规划。防城港铁路枢纽既有的牵引供电系统按建设时序历经多年陆续建成，供电系统各个子系统分散在不同建设项目分别由不同的建设主体（设计、施工和建设单位）完成，由于建设之初特别是发展过程中始终没有一个整体的防城港铁路枢纽供电布局规划作指导，各项目在实施过程中不同历史阶段，参建各单位特别是建设单位往往只考虑本项目投资最省、施工最便利，历史地形成了今天防城港铁路枢纽供电布局和特点：枢纽内无中心牵引变电所，高铁普铁混用、客运货运交叉，整个防城港铁路枢纽牵引供电系统供电可靠性低。具体表现为以下缺点。

2.1停电后影响范围大茅岭AT牵引变电所（钦防K32+111）偏处于防城港铁路枢纽东北边缘，如果茅岭牵引变电所212、213KX停电，将造成整个钦防线从茅岭至防城北站（含）、南防线防城港北站至防城港站、防城港港区铁路（暂未电化）整个接触网无电，整个防城港铁路枢纽电力牵引动力消失，所有高铁动车和普铁客货列车，枢纽内动车存车场、机务折返段等电力技术作业都受到影响，严重干扰铁路运输秩序。更严重的是，停电后防城港铁路枢纽无其它供电支援。另外，南防线钦防段电气化改造，利用茅岭牵引变电所预留间隔供电至南防线引入防城港北站北端的分相，由于普铁（南防线）供电故障引起茅岭牵引变电所断路器越级跳闸，造成茅岭牵引变电所全所停电，那将对整个钦防线、南防线、防东线的运输秩序造成大面积、灾难性的影响。

2.2越区供电支援能力受限若茅岭牵引变电所退出运行，考虑从相邻的钦州东牵引变电所越区供电，完全不现实。按现新建防东铁路设计的供电方案，江山半岛牵引变电所距防城港北站供电臂长度22.16 km，所以，若茅岭牵引变电所退出运行，从江山半岛牵引变电所越区供电支援防城港铁路枢纽的能力也有限，铁路运输能力将受到供电能力的限制。

2.3检修不便防城港铁路枢纽内无中心牵引变电所，既有茅岭牵引变电所偏处于枢纽东北边缘，远离负荷中心。停电影响范围大和越区支援能力有限使得供电管理单位很难将茅岭牵引变电所全所停电开展检修作业。此外，茅岭牵引变电所全所212、213KX供电范围内还要承担要求晚上不能停电的钦防线防城港北站、南防线防城港北至防城港区间大密度货物列车开行、动车存车场和机务折返段的供电，无法向其它正线牵引变电所一样利用晚上垂直天窗时间内进行高压侧设备检修试验作业，给供电设备运行管理带来不便。

2.4供电布局不满足枢纽规划发展需求钦防高铁设计是以货为主客货共线铁路。2019年，南防线开行货物列车34对/日；钦防线开行货物列车7对/日，特快列车2对/日，动车组列车13对/日，动车时速160 km/h，动车开行品质较低。随着防东铁路、钦州～钦州东联络线建成，钦防线由路网末梢变成路网主干，动车组的开行数量将有较大提升，预测近/远期客流密度将达到914/1 207（万人），开行动车组41/53(对/日)，开行的动车组以城际客车为主，其定点、定编要求相对较高；近/远期钦防通道的货流密度将达到6 474/7 409（万吨），共开行货车86/97（对/日）。茅岭牵引变电所能力将逐渐饱和，不满足远期南防通道客货列车开行能力和品质对供电的需求。

3 防城港铁路枢纽供电布局研究

3.1方案提出

3.1.1方案1改造方案1示意见图1。

改造茅岭牵引变电所，南防线茅岭-防城港北-云约增设加强线改造利用茅岭牵引变电所，更换主变及相应馈线设备，改变站场内分段分束供电格局，货场11、9道由南防线馈线供电，其余股道由钦防线馈线供电。枢纽内其余供电方式维持不变。

1）钦防线、南防线防城港方向。既有防城港北站由茅岭牵引变电所防城港方向AT馈线供电，防城港北站可以按照客货分开供电原则进行设计。

2）企沙支线方向。企沙支线防城港北（含）至云约（含）段现状电化改造，起止里程K0+293～K20+410，正线全长20.117km。企沙支线及企沙港疏港铁路由茅岭牵引变电所直供馈线供电。

3）防东铁路方向。新建江山半岛牵引变电所等，从茅岭牵引变电所引直供馈线至新建防城港北分区所供电，全线采用带回流线的直接供电方式。

3.1.2方案2新建防城港北牵引变电所1座,只向企沙支线供电，同时预留南防铁路增建二线供电条件，枢纽内其余供电方式维持不变。

3.1.3方案3改造方案3示意见图2

新建防城港北牵引变电所1座，防城港北分区所1座(可考虑与新建防东铁路防城港分区所合建)，调整既有供电格局。防城港北站普速场（货运）、企沙支线、南防线防城港北-防城港段均由新建防城港北牵引变电所主供。

图2 方案3示意图

3.2各牵引供电方案经济技术比选

方案1即是防城港铁路枢纽牵引供电的现状和在建格局，其主要问题如上分析。

方案2是近期企沙支线铁路电气化改造设计推荐并且建设单位准备实施的方案，主要缺点是：新建变电所电气化投资约2 500万元（不含外电），防城港北牵引变电所供电能力利用不充分，在茅岭牵引变电所、新建防城港北牵引变电所、新建江山半岛牵引变电所之间没有建立相互供电支援关系，不能从根本上解决提高防城港铁路枢纽供电可靠性的问题。因此，方案2虽然技术简单，实施便利，但此方案技术经济性指标较差。

本文推荐采用方案3。虽然涉及既有线供电设备改造和供电关系调整，技术复杂，施工组织难度大。但是，形成以新建防城港北牵引变电所为防城铁港枢纽中心牵引变电所的供电格局，新建防城港北牵引变电所供电能力利用充分，技术经济性指标好。通过细分供电单元，减小了停电影响范围；在茅岭牵引变电所、防城港北牵引变电所、江山半岛牵引变电所之间形成相互供电支援能力，改善了防东铁路供电条件；防城港铁路枢纽内通过细分供电单元，客货供电分开，高普铁供电分开，原来的问题可以解决彻底，既增加了供电灵活性，又极大提高了防城港铁路枢纽供电可靠性。

3.3对推荐方案的再研究

1）方案细化比较研究 对推荐的方案3还可以作继续深入研究，尤其是在防城港北站南端增建分区所1座(研究与新建防东铁路防城港分区所合建或改造既有防城港北AT所位分区兼开闭所)及防城港北站站场分束供电的方案。方案3细化示意见图3。

图3 推荐方案细化示意图

2）以防城港北牵引变电所为枢纽中心牵引变电所。新建防城港北牵引变电所，合理分配茅岭牵引变电所与新建防城港北牵引变电所、新建江山半岛牵引变电所的供电范围，以防城港北牵引变电所为枢纽中心牵引变电所，在茅岭牵引变电所、新建防城港北牵引变电所、新建江山半岛牵引变电所之间建立相互供电支援关系。

3）为枢纽规划铁路预留供电条件。预留南防铁路增建二线、云桂沿边铁路及待完善优化的枢纽内其它客（含高铁）货机辆设施设备供电条件。

4 其它措施

4.1降低越区供电能力需求由于场间或区间与站场之间联络开关载流能力有限，所以可以考虑缩小非越区来电方向其它正线的供电范围，来降低越区供电下的供电能力需求，即在其它线路方向上车场两端设置电分相，如在线路标准较低时可以考虑采取此方法。

4.2动车存车场（机务折返段）第三路电源首先，防城港枢纽动车存车场、机务折返段、货场等专用车场及逐步优化完善的客货机辆设备设施视情况可由新建防城港北牵引变电所出独立馈线直供。目前铁路枢纽内动车存车场多采用开闭所供电，从枢纽中心变电所取两路独立馈线作为开闭所进线。而动车存车场（机务折返段）在高铁接触网晚上垂直天窗时间恰好进行整备作业，则会造成中心牵引变电所高压侧设备难以完成停电检修、试验等作业。因此动车存车场应具备从接触网上引接第三路电源或从独立高压室引接电源的条件，以方便在天窗时通过越区取得电源，使得中心牵引变电所能够全所停电开展检修作业。

4.3供电线走廊受工程分步实施等因素影响，27.5 kv供电线的架空径路和电缆径路如果缺乏总体规划，部分电缆采用直埋方式易被后续工程掩埋覆盖导致维护十分困难。因此，应根据防城港铁路枢纽总体规划，在新建防城港北牵引变电所等枢纽内相关供电工程中，必须统筹规划专用的27.5 kv电缆通道，规划预留专用的27.5 kv供电线架空安装通道，在防城港北牵引变电所馈线主径路、防城港北站等建筑物两侧及两端必须按总图规划一次建成27.5 kv电缆通道，预留架空线通道，切实提高防城港铁路枢纽供电的可靠性和可维护性。

5 结论

本文从防城港铁路枢纽受工程分步实施等因素影响，枢纽内无中心牵引变电所，牵引供电布局缺乏整体规划，整个防城港铁路枢纽供电可靠性低的特点出发，参考《防城港铁路枢纽总图规划》（2016-2030年），对提高防城港铁路枢纽供电可靠性的措施进行了研究，主要得出以下结论：

1）新建防城港北牵引变电所。新建防城港北牵引变电所成为防城港铁路枢纽中心变电所，在茅岭牵引变电所、新建防城港北牵引变电所、新建江山半岛牵引变电所之间建立相互供电支援关系。

2）对既有供电系统进行适当改造和调整。合理分配茅岭牵引变电所与新建防城港北牵引变电所的供电范围，优化在建防东铁路供电方案设计。

3）统筹规划枢纽供电资源和建设时序。

本文中基本原则和设计思想适用于其它铁路枢纽牵引供电规划布局新建和改造工程