既有铁路枢纽牵引供电优化改造方案

既有铁路枢纽牵引供电优化改造方案
王旭
（中国铁路武汉局集团有限公司供电部，湖北武汉430071）
摘要：既有铁路枢纽站区牵引供电方式复杂，运输生产繁忙，供电设备天窗修组织困难；在发生故障时，波及影响范围大，不利于应急处置，需要进行优化改造。

以武汉、襄阳枢纽为例，针对既有枢纽站区引入新线、货运编组站外包线、站线股道供电单元未细分，以及扩能引起的供电能力等问题，探讨相应的优化改造方案，阐述优化改造效能，并总结提出铁路枢纽牵引供电相关优化改造建议。

关键词：铁路枢纽；牵引供电；运输组织；维修；优化
中图分类号：U223文献标识码：A文章编号：1001-683X（2020）04-0052-06
DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2020.04.052
近年来，随着我国铁路事业的高速发展，新线开通引入枢纽站，大型编组站货运提吨上量，“三保三增”压缩固定设备施工维修天窗，既有铁路枢纽面临的压力越来越大，运输生产和设备天窗修、运输组织需求和供电保障能力之间的矛盾突显，需要电气化铁路从业人员深入思考谋划，积极推进枢纽站区牵引供电优化改造。

1既有铁路枢纽站区牵引供电现状分析
既有铁路枢纽站区大多经历过1次或数次扩能改造，以武汉和襄阳枢纽为例，汉口站1992年电气化开通时，只有京广线1条电气化铁路，进入21世纪以来，伴随我国铁路快速发展，汉丹、合武、汉宜、高铁联络线、武孝城际铁路相继电气化开通引入，同时新建汉口客机折返段、汉口动车运用所，汉口枢纽供电方式复杂，由江岸西牵引变电所及汉口动车开闭所供电，涉及24个供电单元；襄阳北编组站近年来历经增建上行系统、机务折返段、交换场等多次扩容改造，电化挂网范围包括焦柳、汉丹上下行正线，上下行到达场、出发场，机务段和机务折返段，站区内含西到、北到、东到、南到、发西、发北、发东、发南线，环到线、环发线、机车走行线及场间联络线等，由襄樊牵引变电所及襄阳北开闭所供电，涉及16个供电单元。

武汉、襄阳枢纽牵引供电方式未经统筹规划，新建或电气化改造线路引入枢纽时与既有线未分开供电，客运枢纽站和货运编组站站线股道未按线别和接发列车方向实现供电单元细分，同时存在扩能改造工程中为保开通，受供电现状限制，遗留的跨线跨场供电等
作者简介：王旭（1973—），男，高级工程师。

E-mail：****************
既有铁路枢纽牵引供电优化改造方案王旭
情况，导致牵引供电结构布局不合理，能力不均衡，相关供电单元停电影响范围大，供电部门天窗修组织困难，不利于故障应急处置等问题，威胁供电运行安全，突出体现在以下方面：
（1）新建或电气化改造线路引入枢纽站与既有线未分开供电的问题。

汉丹线通过新墩站引入武汉枢纽，与既有京广线未分开供电，武九线通过何刘站引入武汉枢纽与南环线、东二联络线（货车外绕线径路）未分开供电，导致供电天窗修相互影响，设备故障时相互波及，不利于故障应急处置。

（2）外包线供电单元跨越编组站区的问题。

武汉北编组站京广上货线直馈36单元供电范围自滠口站南起，至林家湾线路所止，供电臂跨越武汉北上行到达、出发场。

襄阳枢纽焦柳下行线襄供76单元供电范围自郜营站下行出站起，至襄阳站下行进站止，供电臂跨越襄阳北编组站下行到达、出发场，外包线供电单元接触网停电时，编组站到达场、出发场均不能接发电力机车，对运输组织影响大，同时供电设备天窗修组织困难。

（3）枢纽站区站线股道供电单元未细分的问题。

武汉枢纽汉口站含沪蓉上下行、汉丹上下行、武孝城际上下行、京广汉口联络上下行正线及到发线共20条站线股道，受江岸西牵引变电所供电能力和供电线径路限制，只能采取1路馈线间隔带2路或3路牵引负荷的方式供电，导致京广汉口联络线、沪蓉线、汉口客机折返段与站线股道合并供电，接触网停电影响范围大，不利于故障应急处置，天窗修组织困难。

襄阳北编组站各场站线股道未按接发列车方向细分，下行到达场西到、北到方向股道接触网同属襄供直11单元供电，下行出发场发东、发南方向股道接触网同属襄供直13单元供电，上行到达场东到、南到方向股道接触网同属襄供直14单元供电，上行出发场发西、发北方向股道接触网同属襄供直6单元供电，不同接发列车方向股道接触网未实现分开供电，全场停电影响范围大，不利于运输生产和天窗修组织。

（4）枢纽站区扩能改造引起的供电能力问题。

武汉枢纽历经多次扩能改造，新增汉口站区牵引负荷集中由江岸西牵引变电所重负荷相直馈线担当，变电所供电能力不均衡，尤其是武孝城际铁路开通引入后，
江岸西牵引变电所直馈线馈出单元结构性过负荷运行
问题突出，高压母线烧伤断股，T形连接线夹和隔离开
关设备线夹烧损，直馈线断路器过负荷跳闸频次明显
增多，影响运输组织，同时威胁供电运行安全。

2优化改造方案
2.1新建或电气化改造线路引入枢纽站与既有线分
开独立供电方案
针对汉丹线引入汉口枢纽与京广线未分开供电的
问题，已纳入汉口枢纽供电优化工程，在汉丹线引入
汉口线路所岔前增设关节式电分段，将汉丹线接触网
从既有京广线供电臂分劈出去，在汉口枢纽新建3进14出箱式开闭所1座［1］，利用其中2路馈线间隔向汉丹上下行线供电。

新建开闭所利用江岸西牵引变电所汉
宜上下行供电线作为进线电源，同时从京广下行线接
触网T接1路电源作为第3路备用电源，提高供电可
靠性。

针对武九线引入武汉枢纽与南环及东二联络线未
分开供电的问题（见图1），接触网部分需对既有武东
二场进行分束改造，在武东二场武九线与东二联络线
站线股道间设置分段绝缘器，在东二联络线引入南环
线流芳站岔前设置关节式电分段；供变电部分建议在
武九、南环、东二联络线形成的三角区域选址新建2进4出箱式开闭所1座，南环线仍由既有何刘牵引变电所馈出，同时作为新建开闭所进线电源，从接触网T接引入，开闭所设置4路馈线，分别为武九上下行线、东二联络上下行线供电，从而实现武九线、南环线、东二联路线（货车外绕线径路）分开供电。

2.2外包线供电单元跨越编组站区方案
针对武汉北编组站京广上货线跨越上行到达、出
发场的问题，建议在京广上货线武汉北上行出发场6002#道岔岔后增设电分段，将既有4跨非绝缘锚段关节改造为绝缘锚段关节，将京广上货线武供直馈36单元分劈为2个供电单元，滠口侧供电单元维持既有供电方式，由武汉北牵引变电所馈出，林家湾线路所侧新增供电单元由既有武汉北开闭所预留间隔馈出。

针对襄阳北编组站焦柳下行线襄供76单元跨越下
既有铁路枢纽牵引供电优化改造方案王旭
行到达、出发场的问题，接触网部分建议在襄阳北下
行出发场3001#道岔岔后增设电分段，将既有4跨非绝缘锚段关节改造为绝缘锚段关节，将焦柳下行线襄供76单元分劈为2个供电单元；供变电部分建议在襄阳北机务折返段附近选址新建2进6出箱式开闭所1座，
向站区负荷供电，将襄樊牵引变电所下行出发场、上
行到达场供电线改造为新建箱式开闭所2路电源进
线［2］，襄阳北机务折返段供电线改造为焦柳下行线新
增供电单元供电线（见图2）。

2.3枢纽站区站线股道供电单元细分方案
针对武汉枢纽汉口站区供电单元未细分的问题［3］，
接触网部分将沪蓉上下行线、京广汉口上下行联络线、
汉口客机折返段与汉口站站线股道间接触网联络开关
断开，将汉口站站线股道改造为8束，分别为沪蓉上下
行线2束、京广汉口联络上下行线2束、武孝城际上下行线2束、到发线股道2束，各接触网分束间设置联络
开关，纳入远动控制。

供变电部分利用新建箱式开闭
所（如前所述）馈线间隔为站线股道供电，与汉丹线
新增供电单元改造同步实施。

针对襄阳北编组站站线股道供电单元未细分的问
题［4］，考虑对各场站线股道接触网按接发列车方向进
行分束改造，实现不同接发列车方向半场独立供电，
具体分束改造建议为：襄阳北下行到达场1~7道接触网
为1束，8~14道接触网为1束，西到和北到方向接触网
分开供电；襄阳北下行出发场1~10道接触网为1束，11~17道接触网为1束，发东和发南方向接触网分开供电；襄阳北上行到达场1~6道接触网为1束，7~12道接
触网为1束，东到和南到方向接触网分开供电；襄阳北
上行出发场1~7道接触网为1束，8~15道接
触网为
1束，发西和发北方向接触网分开供电，各半场间设置图1武九、南环、东二联络线供电分段示意图
既有铁路枢纽牵引供电优化改造方案王旭
接触网联络开关，纳入远动控制。

供变电改造内容为：下行出发、上行到达半场及襄阳北机务折返段由新建箱式开闭所（如前所述）供电，同时考虑供电能力、布局以及供电线径路的问题，对既有襄阳北开闭所进行扩能改造［5］，扩建高压室，增加2路馈出间隔，为上行出发、下行到达新增半场供电（见图2）。

2.4枢纽站区供电能力优化方案
针对武汉枢纽汉口站区扩能改造引起的江岸西牵引变电所供电能力不均衡、直馈线断路器过负荷运行的问题，一是对供电布局进行调整，对江岸西牵引变电所重负荷相武昌南方向正线供电臂进行分劈，将原汉阳开闭所改造为分区所，原汉阳开闭所—武昌南分区亭供电臂改由武昌南牵引变电所供电，取消武昌南牵引变电所并联补偿馈线单元；二是对汉口站区供电方式重新布局，沪蓉上下行线、京广汉口上下行联络线由江岸西牵引变电所主送，站区负荷由新建3进14出箱式开闭所（如前所述）进行供电，彻底解决江
岸西牵引变电所直馈线过负荷运行的问题［6］。

3优化改造效能
3.1提高运输组织的灵活性
（1）枢纽站引入各线分开供电，运输组织和供电设备天窗修相互独立，互不影响。

（2）货运编组站外包线供电单元分劈，到达场侧供电单元停电时，不影响出发场发出电力机车；出发场侧供电单元停电时，不影响到达场接发电力机车和出发场接入电力机车，相对外包线供电臂全停全送，有效盘活了编组站，确保运输畅通高效［7］。

（3）枢纽站区站线股道按引入线别和接发列车方向分线、分场供电，各细分供电单元单独停送电，不影响其他站线股道和相邻半场接发电力机车，提高运输组织灵活性。

3.2提高供电可靠性与灵活性
（1）
枢纽站区供电方式和结构布局得到整体优化，正线负荷由牵引变电所主送，站区负荷由开闭所主送，
实现分层分级、分线分场独立供电，提高了供电可
靠性。

图2襄阳北编组站供电分段示意图
既有铁路枢纽牵引供电优化改造方案王旭
（2）枢纽站区引入正线与站线股道间以及场间、站线股道间增设的接触网远动联络开关，提高了供电灵活性。

3.3有效缓解运输生产和设备天窗修之间的突出矛盾
枢纽站区引入各线独立供电，站线股道按线别和接发列车方向优化细分，便于运输生产和供电设备天窗修组织，有效解决枢纽站区因天窗资源不足导致的供电设备超周期和失修的问题，确保供电设备运用状态良好，提高供电保障能力［8］。

3.4供电单元优化细分便于故障应急处置
枢纽站区引入各线独立供电，站线股道供电单元优化细分，缩小了接触网停电影响范围，同时分层分级、分线分场的供电方式，各细分供电单元间设置的远动联络开关，确保故障应急处置快速高效，能够最大程度减少故障对运输的干扰。

4相关建议
（1）新建或电气化改造线路引入枢纽站区时应与既有线分开独立供电。

（2）对货运编组站外包线供电单元进行分劈，在外包线引入出发场岔后直股增设电分段，使出发场和到达场侧外包线分开供电。

（3）枢纽站区站线股道按线别和接发列车方向优化细分，分线分场供电，同时在引入正线与站线股道以及各供电分束间设置远动联络开关。

（4）既有铁路枢纽新增站区负荷除牵引变电所位于站区，且馈线间隔预留充足的情况，优先选择开闭所馈出，避免牵引变电所长距离多回路跨线跨场供电。

新建开闭所选址要充分考虑供电线径路条件，主接线宜采用单母线分段［9］、2路进线并联运行的供电方式，减少牵引变电所馈出单元和供电线扩容工程量，同时便于设备检修和故障应急处置。

（5）既有铁路枢纽牵引供电优化改造应统筹规划，合理布局，避免出现重负荷相结构性过负荷的问题，可考虑利用相邻牵引变电所富余能力分劈牵引负荷，或是对既有主变压器进行增容。

（6）电分段设置应优先采用关节式［10］，对于货运编组站机车走行线，机车换挂作业繁忙处所，电分段
可结合现场实际采用器件式结构，避免关节式电力禁停区，影响乘务员操纵和作业效率。

动车走行线电分段位置距离进库信号机应保持400m以上，防止动车组停车等信号时受电弓处于电力禁停区。

5结束语
既有铁路枢纽站区牵引供电优化改造受站前和既有供电布局限制，干扰因素较多、施工给点困难，涉及过渡工程时，施工组织难度和风险较大，建议既有枢纽站区牵引供电优化改造工程应结合远期规划，在初步设计阶段进行系统研究和统筹布局，预留增容条件，便于后期供电扩能改造工程的实施。

参考文献
［1］薛卫星，刘泊涛.合肥西开闭所与合肥南站动车运用所电源合架工程［J］.中国铁路，2016（7）：48-49.［2］张立志，韩学军.京九铁路电气化改造工程供电线布置方案优化［J］.电气化铁道，2010（2）：26-27.［3］辛子平.既有电气化铁路站场改造中接触网设计及施工优化［J］.中国铁路，2014（5）：94-97.
［4］中华人民共和国铁道部.铁路通信、信号、电力、电力牵引供电工程施工安全技术规程：TB10306—2009［S］.北京：中国铁道出版社，2018.
［5］刘君清.铁路大型站场施工改造过渡供电方案优化［J］.中国铁路，2019（12）：91-96.
［6］中国铁路总公司.铁路技术管理规程：铁总科技〔2014〕172号［S］.北京：中国铁道出版社，2014.［7］中国铁路武汉局集团有限公司.普速铁路行车组织规则：武铁总〔2018〕38号［S］.北京：中国铁道出版
社，2018.
［8］中国铁路总公司.普速铁路接触网运行维修规则：TG/GD116—2017［S］.北京：中国铁道出版社，2017.
［9］李国强.铁路牵引变电所增容改造施工方案的优化［J］.电气化铁道，2014（4）：27-29.
［10］国家铁路局.铁路电力牵引供电设计规范：TB 10009—2016［S］.北京：中国铁道出版社，2016.
责任编辑卢敏
收稿日期2020-01-15
既有铁路枢纽牵引供电优化改造方案王旭
WANG Xu
(Power Supply Department,China Railway Wuhan Group Co Ltd,Wuhan Hubei430071,China) Abstract:The traction power supply model of existing railway terminal area is complicated,and busy transport causes that window maintenance of power unit is difficult;In the event of failure,the scope of influence is large and is not conducive to emergency treatment,so optimization and remodeling are necessary.Taking Wuhan and Xiangyang railway terminals as examples,the paper,in view of such problems as there is no subdivision of introduction of new line in existing terminal area,the outsourcing line of freight marshalling station and the power supply unit of station track,as well as the problem of power supply capacity generated by capacity expansion,discusses correspondent optimization and remodeling scheme and its efficiency,and puts forward some suggestions for the optimization and remodeling of railway terminal traction power supply.
Keywords:railway terminal;traction power supply;transport organization;maintenance;optimization
“中国画火车第一人”王忠良老师火车钢笔画系列作品
——武汉黄鹤楼和高铁动车组。