高鐵設計運營融合發展的要點分析

趙云翾

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司）

1 高速鐵路10kV 電力系統概述

高速鐵路的電力系統主要分為四大部分，即為車站電力系統、區間電力系統、電力10kV 配電所及電力遠動系統[1]。

①車站電力系統主要為設置的低壓室內變電所或者箱式變電站，其功能為車站內的負荷供電，電源一般取自于電力10kV 配電所或直接由地方電源取電。

②區間的電力系統主要包含沿路基或者橋梁兩邊設置的10kV 電力綜合負荷貫通線及一級負荷貫通線電纜，為分散于區間的負荷供電，電源取自于電力10kV 配電所。

③電力10kV 配電所與車站或工區合建，采用兩進多出的形式，從地方接引兩路專盤專線，其饋線回路為車站及區間貫通線提供電源。

④電力遠動系統主要為將電力10kV配電所、各沿線車站及區間電力遠動箱變納入電力遠動調度中心進行遠程控制。

本文主要針對高速鐵路電力系統的四大部分，探討電力設計與運營管理的結合問題[2]。

2 結合的探討

隨著電氣化鐵路在國內鐵路總里程的占比逐漸加大，以及大規模的高速鐵路集中建設投產，確保電氣化鐵路的安全對整個鐵路網的安全運營至關重要。目前，電氣化鐵路安全技術水平的進一步提高，供電專業管理的進一步規范，高鐵供電安全管理的不斷強化，設備運行質量的不斷提升，使得中國鐵路供電系統在打造安全優質高效供電網方面取得了大量的工作經驗和重要 成果。

電力專業是供電系統的重要組成部分，高速鐵路的電力設計，在滿足設計規范的同時，更需要與運營管理部門結合，完善設計圖紙，實現理論與實際的結合。從而鼎力支持和積極配合中國鐵路供電系統的健康、快速發展。

2.1 新建車站

高速鐵路的新建車站，電力施工圖設計中箱式變電站設置位置的可選性較大，而且均能滿足規范要求，此時需要與運營管理單位相結合，確定最佳設置位置，便于工區人員進行日常的檢查及維修。范圍較大的區域可能設置多個箱式變電站，此時，在滿足規范要求，以及電纜路徑要求的前提下，盡可能與運營管理單位現場實地考察，結合日常的運營維護路徑，選擇最佳的箱式變電站布置方案。

新建車站電力10kV 配電所內房屋的布置方式，應根據運營管理部門的使用習慣，設計房屋內房間的布置位置及朝向，勿照搬照抄現有配電所的設計。首先應明確配電所的結構要求，確定電纜夾層的必要性，若設置電纜夾層，配電所內的電纜就全在電纜夾層中敷設，檢修時，須在電纜夾層中進行。若不設電纜夾層，配電所高壓室內的全部電纜都敷設在電纜溝中，日常檢修維護需在電纜溝外進行。不同站、段由于使用地區及維護習慣的不同，設計人員不能以自己的習慣設計，應在符合該地區管理模式的基礎上，征求現場檢修人員的使用需求。配電所內綜合自動化系統設計往往是比較容易產生分歧的，現成熟的技術主要分為集中組屏技術和分散組屏技術，應根據使用單位要求選擇合適的設計方案，滿足各方要求。配電所內新建的高壓開關柜，綜合自動化系統，交直流柜及電度表柜的廠家選擇應先與運營管理部門溝通，優先采用與相鄰線路同型號規格的設備，在方便系統調試的同時滿足運維部門的使用習慣，方便日常維護。

2.2 接軌車站

高速鐵路新建線路與既有線路的接軌站的電力設計采用充分利用既有電力設施，改造使其滿足新建電力設備要求的方式，這就使得新建設施與既有設施的接口較多，新舊設備間的結合點較多，更應與既有設施的現場管理人員溝通 結合。

由于新建線路的接入，有時會產生較大的新增負荷，這類負荷的供電方式在電力設計中可以采用兩種方式，一種為在新增負荷中心設置箱式變電站的方式，只考慮為新增負荷供電。另一種為拆除既有配電設施，在原位置附近新設箱式變電站，將既有負荷與新增負荷整合的供電方式。兩種形式均滿足規范要求，具體采用何種形式，應與現場管理人員溝通，并確定新設箱式變電站的電源接引位置。既有車站地下埋設較多的電力電纜，有時由于部分設備故障，維修人員將地下的電纜線路進行了更換，造成電纜路徑、截面均與原設計圖不一致，導致供電段留存的竣工圖紙無法完全反映既有現狀，如單憑收集竣工圖紙作為設計的依據，將造成不可估計的錯誤。因此在既有車站的調查與設計時，應盡早與現場管理人員溝通，確定地底下埋設的電纜的情況，拆除或遷改既有電纜線路的方案也應及時溝通，避免后期發生二次遷改，保障電力設備的正常運行。

由于高速鐵路的發展，將不可避免的出現高鐵線路接入既有普速鐵路車站的情況，此時既有車站配電所的改造利用方案就顯得尤為棘手。由于高鐵的接入，需要新增小電流接地裝置、磁控電抗器等裝置及高壓開關柜的放置房間，既有配電所往往不能滿足此類設施對房屋面積的需要，需對既有規模進行擴建。此時，擴建房間的位置、既有配電所對周邊設施的距離要求等，均應在現場一一核實，確保若能夠不影響既有設備的運行，同時新增高壓開關柜的選型，改造既有綜合自動化系統、交直流柜及電度表柜的方式也應及時溝通，新增或改造設備的型號應盡量與既有設備一致，便于統一管理。若配電所擴建方案確有困難，則應考慮按單獨新建高鐵10kV 配電所設計，此時高速鐵路新增設施可與既有普速鐵路完全分離，更能確保高鐵供電的可靠性，但此方案投資較大，應根據項目特點及投資對比 考慮。

2.3 電力遠動系統

設計要求高速鐵路全線10kV 變配電所配置的綜合自動化系統、重要的10kV/0.4kV 變電所配置的監控裝置、區間接于貫通線上的箱變以及極為重要負荷供電的低壓回路均納入電力遠動系統。由電力遠動系統統一負責在全線兩條10kV 貫通線的分段處設置RTU，負責對兩條10kV 貫通線及其供電的信號通信等一級負荷低壓供電回路的電流、電壓的采集、監控；當貫通線出現相間短路、單相接地、斷相的情況下，迅速完成對其故障區段的定位、隔離及非故障區段的恢復供電工作。

實際由于運營管理部門的使用要求不同，有些需要將站房綜合變壓器高低壓回路均納入電力遠動，其余所有箱式變電站的高壓側納入電力遠動，此外，接于地方電源的區間立交排水供電箱變、道岔融雪供電箱變等，是否需納入電力遠動，應根據實際情況，有條件滿足運營管理部門要求時，應盡量滿足其要求，方便電力遠程操控。

2.4 電力10kV 貫通線

高速鐵路區間10kV 電力貫通線有別于普速鐵路架空線與電纜合設的方式，采用全電纜的方式敷設，設置于路基或者橋梁兩邊，設置方式較為統一，故需與運營管理部門的結合較少。若新建鐵路與既有鐵路并行時，有時會對既有鐵路的貫通線產生影響，此時，需與管理人員一同起進行現場調查，確認受影響部分為電纜還是架空線，若需進行遷改，采用架空還是電纜的形式，并確定遷改后10kV 電力貫通線的路徑，使其對既有區間設備的運行產生的影響達到 最小。

3 結語

通過分析高速鐵路電力設計與運營管理部門的結合問題，使設計滿足規范的同時，多為現場維護人員考慮，方便其檢修作業，理論與實際相結合，切勿盲目的憑空設計，這樣才能使電力設計圖紙更為完善更加合理，保障電力設施安全正常運行。