南京动车所供电现状分析及改进方案探讨

李如意 上海铁路局调度所

2010年8月3 日3：05沪宁城际621、622供电单元设备维修施工结束后，621、622单元恢复供电。但是，由于城际南京西开闭所2921隔离开关临时故障，不能由622单元供电，无法恢复正常供电方式，南京动车所（宁枢纽20单元）又倒换到京沪线宁枢纽07单元供电。3：37至5：17宁枢纽20单元和沪宁城际622单元共发生3次同时跳闸。后查明事故原因是未能再次启用南京动车走行线（联1、联2线）接触网分相功能，造成南京动车运用所至南京城际运行的0DJ5621次、0G7121次、0G7021次3趟回空动车组经过南京动车走行联1线时将绝缘锚段关节功能分相短接造成跳闸。为防止此类事故的再次发生，南京动车所（宁枢纽20单元）行车限制卡补充规定，即当南京动车所由京沪线南京枢纽07供电单元供电时，禁止动车组、电力机车通过联1、联2线分相处。

由此可知，如若南京动车走行线（联1、联2线）分相处网上隔离开关故障或南京西开闭所城际622单元电源进线292DL等所内设备发生故障，从而造成南京动车所不能由沪宁城际622单元供电，将直接影响南京动车所动车组进出库，也势必会给沪宁城际高铁列车运行秩序造成极大的影响。因此有必要探讨解决南京动车所电源切换，动车组无法通过动车走行线进出库的问题。

1 现状

现行南京动车所是由既有南京动车所和南京西存车场改建而成，主要担负沪宁城际动车组列车的停放、设备检查、维修和清洗作业及日常运用的整备、清洁和排污作业。沪宁城际场经南京动车走行线（联1、联2线）连结南京动车所。南京动车走行线（联1、联2线）因需上跨既有京沪正线，线路坡度高达30‰。考虑到南京动车所电源的重要性以及设置6跨关节式接触网分相会影响动车组的惰行通过，因而对南京地区牵引供电系统和南京动车走行线（联1、联2线）接触网分相进行局部改造（如图1），新设11跨3断口分相，以满足动车组正常进入库要求。

图1 南京地区供电示意图

1.1 供电运行方式

（如图2）

图2 南京动车所供电简图

1.1.1 沪宁城际南京西开闭所

二路电源：城际622单元作为主用，京沪南京枢纽07单元作为备用。两路电源不设置自投功能。

二路馈出：一路馈出为南京动车所南京枢纽20单元电源，另一路为既有南京西箱式开闭所主用电源。

1.1.2 既有南京西箱式开闭所

二路电源：沪宁城际南京西开闭所一路馈出为主用电源，京沪线上行南京枢纽08单元进线为应急备用进线电源，主用进线与应急备用进线电源间不设置自投功能。

四路馈出：其中三路分别提供南京枢纽15、16、17单元。另一路馈线南京动车所停用，断路器（296DL）在分位。

1.2行车组织模式

在正常供电方式下，动车所及动车走行线（联1、联2线）由城际上行622单元供电。取消南京动车走行线上、下行分相功能，即通过合上沪宁城际南京动车走行线（联1、联2线）上、下行分相中性段隔离开关(FX3001GK、FX3003GK、FX3002GK、FX3004GK)，使得接触网关节式分相功能改为接触网绝缘锚段关节。

非正常供电方式下，动车所及动车走行线（联1、联2线）由既有京沪线下行南京枢纽07单元供电。必须断开分相中性 段 所 有 隔 离 开 关 (FX3001GK、FX3003GK、FX3002GK、FX3004GK)，恢复南京动车走行线（联1、联2线）接触网分相功能。禁止动车组、电力机车经过联1、联2线分相处。

2 现有方案不足及其影响

（1）电源切换倒闸复杂。当沪宁城际上行622供电单元因故（检修、故障或V停、垂停天窗）停电时，城际南京西开闭所转为京沪线接触网供电。由于两路电源间没有自动投切功能，加上还需操作南京动车走行线（联1、联2线）上、下行分相中性段隔离开关，正常时整个倒闸操作过程也需十几分钟才能完成。

（2）影响范围大，牵涉单位（部门）较多。因切换电源会造成南京动车所及南京西地区停电几十分钟，影响正常生产秩序。需路局调度所（包括城际、津浦台电调、城际、京沪3台行调）与动车所、南京西调车场、南京西机务折返段、南京西站、南京站等多家单位进行联络，发布相关命令。

（3）行车限制多，故障运输秩序影响大。按照行车限制卡规定，当沪宁城际南京西开闭所改由京沪线南京枢纽07单元供电，禁止动车组、电力机车经过联1、联2线分相处，如若城际622单元故障，动车组不能正常进出库，严重时影响沪宁城际铁路运输秩序。

3 解决方案

3.1 方案一

从栖霞山牵引所母线上直接引出一路馈出作为南京西开闭所主用电源，城际622单元作为备用电源，两路电源设置自投功能。京沪线南京枢纽07单元亦可作为冷备。因为引入电源与城际622单元取自同一段母线，该段母线供电负荷不变，所以主变供电能力能够满足。因与城际场是同相电，南京动车走行线（联1、联2线）原接触网分相功能为接触网绝缘锚段关节，可以正常行车。

这种方案优点是：供电方式简单，无行车限制，可以从根本上解决存在问题。其缺点是：首先造价太高，从栖霞山牵引所引电源到城际南京西开闭所距离约30 km，还需要在两个所内都增加相应盘柜和保护装置，改造费用不菲。其次，栖霞所内高压室没有预留间隔，难以再增加馈出。另外两所间就是南京铁路枢纽，地形太复杂，难以找到合适电源径路，更不用谈今后该线路的维护难度了。

3.2 方案二

将南京动车走行线（联1、联2线）新设11跨3断口分相改为器件式分相，并同步安装配套的自动断电过分相电磁枕，“断”、“合”等标志牌（如图3）。考虑动车组通过器件式分相无电区长度不大于90 m，按动车组经南京动车走行线（联1、联2线）的线路允许速度为50 km/h，且是空车体，可确保正常通过，亦不存在高速、重载等原因影响行车和设备安全。符合《铁路电力牵引供电设计规范》中5.4.10条“行车速度为120 km/h以下的线路以及困难区段可采用器件式分相装置”的规定。接触网器件式分相里程的LKJ基础数据换装正确，也不会增加司机的操作难度。

图3 器件式分相线路标志设置图

这种方案优点是：供电方式较简单，亦无行车限制，基本可以解决上述问题。改造费用也较省。缺点是每日有高频次的动车组通过器件式分相装置，对供电设备运行留下隐患，易因拉弧等各种原因烧毁器件式分相装置，且存在硬点，影响受电弓的使用寿命等。

3.3 方案三

从城际南京西分区所621单元供电线上T接一路电源作为城际南京西开闭所电源，与城际622单元作为互为备用电源。两路电源设置自投功能，京沪线南京枢纽07单元亦可作为冷备（如图4）。城际621、622单元取自同一段母线，该段母线供电负荷没有变化，所以主变供电能力能够满足。因城际621、622单元是同相电源，正常倒闸时亦可并网操作，减少停电范围，缩短倒闸时间，南京动车走行线（联1、联2线）接触网三断口分相处仍为接触网绝缘锚段关节功能，可以正常行车。

图4 城际南京西开闭所增设电源主接线图

如要保证南京动车所和走行线（联1、联2线）正常供电和行车，则至少保证城际621、622单元必须一路电源正常。考虑到目前高铁、客专接触网多采用垂停检修方式，因而必须改变城际621、622单元设备检修方式，即正常检修时采用“V”停作业。如必须垂停作业时，再转由京沪线南京枢纽07单元供电，行车限制条件可按目前规定执行。

该区段渡线采用DXF-1.6II型分段绝缘器，主绝缘爬电距离不小于1.6 m，设备电气性能满足“V”停作业条件。

这种方案的优点是：供电方式更加简单灵活，能较好解决实际问题。其次南京西开闭所设有进线预留，城际621、622单元两路电源可考虑采取同杆架设进所，只需城际南京西开闭所增加盘柜和保护装置，改造费用较低。另外为设备故障时组织反向行车创造条件。其缺点是城际621、622单元设备检修需采用“V”停检修方式，并按规定对邻线进行限速120 km/h。对部分不能采用“V”停作业处所如南京城际上下行接触网同支柱架设、硬横跨吊柱在上下行间及隧道需重点掌握。

4 方案比较

上述三个解决方案，虽然均能解决并优化目前南京动车所非正常供电时对动车组进出库的行车限制，但是方案一单独架设供电线路，费用太高，没有径路，难以维护，难以实施；方案二符合设计规范，亦解决了问题，但设备容易损坏，影响使用寿命；方案三从城际下行线T接电源，费用不高，且可同杆架设，便于维护，只需改变设备检修方式即可实现，基本解决问题，具体见表1。

表1 方案比选

综合了3个方案的优缺点对比，笔者本着简单可行、安全实效、节约费用、便于维护等原则综合考虑，认为方案三更加合理可行。

5 结束语

动车所供电可靠性将直接影响动车组进出库和保养维护质量，严重时甚至会造成高铁列车运行秩序混乱。建议相关供电段加强对动车所供电设备的日常检修和维护，在新建高铁动车所时，对其电源及行车要求在设计和施工时应进行统筹考虑，提高供电和行车安全可靠性。