高速鐵路牽引變電所電源故障后的應急供電對策

田旭東 上海鐵路局供電處

高速鐵路牽引變電所電源故障后的應急供電對策

田旭東 上海鐵路局供電處

高速鐵路牽引供電系統因電源故障對開行的動車組中斷供電后，供電運行管理人員在調度指揮管理的層面如何通過行之有效的手段恢復向動車組供電，是供電部門必須思考和解決的問題。結合工作實踐，提出應急供電工作的思路和處置流程。

高速鐵路；牽引供電；調度；應急供電

1 問題提出背景

高速鐵路（以下簡稱高鐵）牽引供電系統承擔著向高速行駛的動車組提供不間斷供電的任務，它由牽引變電所和接觸網及回流設備組成（見圖1）。

圖1 高鐵牽引供電系統簡圖

牽引變電所可比作高鐵大動脈的心臟，牽引變電所電源意外停電后，因動車組所需要的供電負荷為萬千瓦級（需以25 kV的高電壓通過高鐵接觸網向動車組車頂的受電弓供出），牽引變電所無法像普通電力用戶一樣自備應急保安電源，若供電部門無法及時組織應急供電，將嚴重影響高速鐵路運輸秩序，若意外停電發生在夏季高溫時段，將可能因動車組供電中斷造成車內空調系統失效，動車內溫度升高后還可能引發旅客不適和不滿，動車運行的晚點可能影響旅客重要的商務活動、正常的旅行活動、家庭事務等，尤其在長三角、環渤海、珠三角地區等客流集中地區高鐵中斷供電后，可能造成較大的社會影響，因此，高鐵供電部門有必要針對牽引變電所電源故障制定可行的應急供電方案，以保證在牽引變電所失電情況下盡快恢復向動車組的供電，降低對高鐵運輸、旅客出行的干擾。

2 應急供電處置的思路

牽引變電所的每一回供電線路一般稱為供電單元（供電臂），牽引變電所分布一般以50 km左右的間距布置在高鐵沿線，當某一個牽引變電所（見圖2中的C變電所）在兩路電源全部停電并且在一定時間（如20 min）內無法供電情況下，需由相鄰牽引變電所（見圖2中的A和E變電所）的接觸網（即供電單元）通過分區所（見圖2中的B和D分區所）的供電設備向該牽引變電所（見圖2中的C變電所）的接觸網應急合并供電。

圖2 牽引變電所亭應急供電示意圖

應急供電應采取同一列車運行方向相鄰的供電單元合并供電的模式，即鐵路上行同上行，鐵路下行同下行供電單元合并。

應急供電作為一種應急情況下的非正常供電方式，承擔應急任務的牽引變電所向相鄰供電單元供電時，牽引變壓器和主導電回路（指供電開關及引線、供電線、接觸網電連接線等）承擔的供電負荷不允許超過設計的最大供電負荷（設計的供電能力），因此應對合并供電單元內的動車組運行條件加以限制。

高鐵接觸網在相鄰牽引變電所之間的分相中性區設置遠動隔離開關可實現相鄰供電單元電氣連通（見圖3），當利用分區所無法實施應急供電時，可短接該分區所對應的接觸網分相中性區作為備用應急供電方案實施。

圖3 接觸網分相中性區應急供電示意圖

3 實施應急供電的原則和要求

制定、實施應急供電方案時應保證上、下行供電單元和相關分束、分場供電的供電單元由同一變電所供給同一相電，以避免發生相間短路或系統間并網供電（上級輸電網不允許）。

實施應急供電應明確合并供電單元的行車限制條件。對樞紐牽引變電所實施應急供電時，應優先保證樞紐客站、正線、客車聯絡線、動車段（動車所）的供電，再根據列車運行需求和供電能力對其它供電單元供電。

需相鄰鐵路局管轄的供電單元配合實施應急供電時，本局供電調度員應立即向上級供電調度（鐵路總公司運輸局）匯報，根據運輸局供電調度的命令，積極聯系相鄰鐵路局供電調度員進行供電開關倒閘操作和保護定值切換，組織實施跨局應急供電。合并供電單元的行車限制條件由相鄰鐵路局供電調度提出，本局供電調度員通知行車調度員執行。

需配合相鄰鐵路局實施應急供電時，根據運輸局供電調度的命令，本局供電調度員應積極配合相鄰鐵路局供電調度員進行供電開關倒閘操作和保護定值切換，組織實施跨局應急供電。合并供電單元的行車限制條件由本局供電調度員提出并通知行車調度員和相鄰鐵路局供電調度員執行。

實施應急供電時，應充分利用電力遠動系統（SCADA系統）遠方控制功能，保護定值區的切換宜由供電調度員遠方操作為主，同時設備管理單位應提前將牽引變電所、分區所饋線保護定值在各定值區的設置情況向鐵路局供電調度室備案，暫不具備遠方切換條件的，由變電所、分區所值班人員當地切換。

應急供電期間，應安排人員趕到分區所值班，對相關牽引變電所、分區所、接觸網開關及引線和線夾等關鍵設備加強巡視、測溫。供電單元恢復正常供電后，應及時安排人員對主導電回路進行檢查、維護。

4 應急供電的啟動條件

牽引變電所兩路電源同時停電造成牽引變電所全所停電，并經路局供電調度向供電公司調度確認在20 min內任何一路電源無法恢復送電或送電時間無法確定，應立即啟動應急供電方案。

高鐵圖定天窗點內牽引變電所停電后影響動車段（所）供電和檢修整備時，可啟動應急供電方案。

牽引變電所停電直至高鐵動檢車圖定開行時刻前仍無法恢復供電時，可啟動應急供電方案。

5 啟動應急供電的程序

高鐵供電調度根據供電公司或設備管理單位反饋情況，判別是否具備應急供電啟動條件，不具備啟動條件的情況按照牽引供電設備故障應急搶修預案辦理，具備啟動條件的情況應按照以下流程辦理：

供電調度員迅速與行車調度員聯系并向其通報：（1）牽引變電所電源停電概況和供電單元停電范圍；（2）牽引變電所電源恢復供電的大致時間；（3）實施應急供電方案需配合進行停電倒閘的供電單元和供電單元合并供電情況；（4）行車限制條件。

高鐵行車調度員根據供電調度員通報內容和列車運行情況決定是否立即啟動和實施應急供電，并明確供電單元合并供電范圍（暫時不需恢復供電的供電單元可不送電）后，通知供電調度員做好實施應急供電前的準備。

供電調度員接到行車調度員通知后，根據應急供電方案，先將已停電單元的相應進線和饋線開關倒閘操作至規定位置。

行車調度員統籌安排需短時停電配合實施應急供電的供電單元內列車運行（除非列車運行前方車站已停電或無法停放列車，原則上應避免旅客列車停在區間），具備停電條件后立即通知供電調度員。

供電調度員接到行車調度員通知后，組織設備管理單位實施應急供電方案。

合并供電單元送電后，供電調度員通知行車調度員相應供電單元已實現合并供電，按照明確的行車限制條件組織列車運行。

6 恢復正常供電和行車的程序

牽引變電所具備正常供電條件后，供電調度員應立即與行車調度員聯系。

行車調度員根據行車情況確定合并供電單元恢復正常供電的時機，提前通知供電調度員，供電調度員做好停、送電倒閘準備。

行車調度員統籌安排需短時停電配合恢復正常供電的合并供電單元內列車運行（原則上應避免旅客列車停在區間），具備停電條件后立即通知供電調度員。

供電調度員接到行車調度員通知后，組織設備管理單位實施恢復正常供電方案。

供電單元恢復正常供電后，供電調度員通知行車調度員相應供電單元已恢復正常供電，取消行車限制條件。

行車調度員積極組織晚點動車組運行，盡快恢復正常。

7 實施應急供電期間的注意事項

承擔應急供電任務的牽引變電所、分區所值班人員每隔半小時對室內外設備進行巡視，出現明顯異常情況，要及時向上級匯報處置。

如發生牽引變電所饋線保護或主變后備保護跳閘，鐵路局供電調度應根據跳閘信息、行車調度員反饋信息和設備管理單位現場人員匯報情況進行綜合判斷，如屬于饋線或牽引變壓器過負荷保護動作，應立即恢復向接觸網供電，并聯系行車調度適當控制車流。

8 設計院對應急供電的技術支持

設計院應書面提供關于每個高鐵牽引變電所應急供電能力的說明，明確應急供電時的行車限制條件，并提供相關保護定值整定書。

同既有線路牽引變電所銜接部分，應統籌考慮實施應急供電方案的便利性、可靠性及行車限制條件的變化，特別是樞紐牽引變電所和通過母線同時供電給不同線路的牽引變電所。

9 結語

我國高鐵運營里程的不斷延伸從時間和空間上提高了人與人之間交流和溝通的效率，也提升了旅客對鐵路運輸服務質量的滿意度，高鐵牽引供電部門有責任也必須做好向高速行駛動車組的供電保障工作。

責任編輯：王華 張萼輝

來稿日期：2015-12-02