柴峰,邵健強
(大秦鐵路股份有限公司大同西供電段,山西 大同 037005)
北同蒲線是晉煤外運的主要通道,同時也是大秦線年運量實現(xiàn)4.5億噸的主要煤灰運輸來源地。北同蒲線車流組織的優(yōu)劣,直接影響到大秦線運量目標能否順利實現(xiàn),對晉煤外運有著重要的保障作用,對國家能源合理調(diào)配,實現(xiàn)經(jīng)濟高速增長有著重要意義。由于北同蒲線是雙線電氣化鐵路,運輸動力來源于牽引供電系統(tǒng),牽引供電方式是否科學合理,對運輸暢通有著非常重要的制約作用。因此,優(yōu)化北同蒲線牽引供電方案,為運輸提供更有力的供電保障,是一個需要研究的重要課題。
北同蒲線韓家?guī)X站和大新站是兩個重要的煤炭組織轉(zhuǎn)運車站。大同塔山工業(yè)園區(qū)的煤炭經(jīng)過韓家?guī)X站組織進入北同蒲線和大秦線,平朔露天煤礦的煤炭經(jīng)過大新站組織進入北同蒲線。目前北同蒲線天窗停電范圍是大新(不含)-韓家?guī)X(不含),但是在實際天窗停電時,由于大新站在朔州-袁樹林供電臂當中(如圖1)、而韓家?guī)X站在懷仁-韓家?guī)X供電臂當中(如圖2),朔州變電所和懷仁變電所開關(guān)停電時,必然造成大新站和韓家?guī)X站場的停電,中斷兩個車站的運煤車流組織。在既有的供電方案下,如圖1所示,如果天窗時間要實現(xiàn)大新站不停電,只能采取朔州變電所朔州-袁樹林供電臂開關(guān)不停電的方案,那么將影響到神頭、袁樹林兩個站場及區(qū)間不能正常進行天窗維修;如圖2所示,如果天窗時間要實現(xiàn)韓家?guī)X站不停電,只能采取懷仁變電所懷仁-韓家?guī)X供電臂開關(guān)不停電的方案,那么將影響到懷仁、里八莊兩個站場及區(qū)間不能正常進行天窗維修??梢?,目前的供電方案,不能滿足北同蒲線天窗維修大新(不含)-韓家?guī)X(不含)停電范圍的要求,無法實現(xiàn)天窗停電時間不影響大新站和韓家?guī)X站煤炭運輸組織的目標。
為了減小北同蒲線天窗期間大新站、韓家?guī)X站停電對運輸?shù)挠绊?,提高北同蒲線供電方式的靈活性,實現(xiàn)北同蒲線大新(不含)-韓家?guī)X(不含)單獨停電,為運輸提供最大的條件。經(jīng)過對北同蒲線既有牽引供電方式進行分析,對現(xiàn)場情況進行實地勘察調(diào)研,我們提出在大新-神頭區(qū)間、韓家?guī)X-里八莊區(qū)間各新增建箱式開閉所一座,接觸網(wǎng)新增絕緣錨段關(guān)節(jié)2組,將箱式開閉所納入北同蒲線遠動控制和視頻監(jiān)控的方案。
圖1 既有朔州-袁樹林區(qū)段供電示意圖
圖2 既有懷仁-韓家?guī)X區(qū)段供電示意圖
在朔州-袁樹林間K119處新建箱式開閉所一座,在K119接觸網(wǎng)新設(shè)絕緣關(guān)節(jié)一處,如圖3所示。
如圖3所示,天窗停電時,只需要斷開K119箱式開閉所271、272開關(guān),而朔州變電所朔袁供電臂開關(guān)不停電,保證在天窗期間大新站不間斷供電,天窗時大新站可以繼續(xù)組織專用線出煤的車流,從而減少對運輸?shù)挠绊?。同時不影響神頭站和袁樹林站及區(qū)間的停電檢修。當朔袁供電臂接觸網(wǎng)發(fā)生故障時,可以通過遠動分合K119箱式開閉所的開關(guān),快速判斷故障區(qū)段,縮小故障查找范圍,從而壓縮故障延時。通過優(yōu)化供電方案,不但滿足了大新站不間斷組織行車的供電要求,同時提高了朔州-袁樹林間的供電可靠性和靈活性。
圖3 朔州-袁樹林間供電方式優(yōu)化示意圖
在懷仁-韓家?guī)X間K27處新建箱式開閉所一座,在K27接觸網(wǎng)新設(shè)絕緣關(guān)節(jié)一處,如圖4所示。
圖4 懷仁-韓家?guī)X間供電方式優(yōu)化示意圖
如圖4所示,天窗停電時,斷開K27箱式開閉所271、272開關(guān),通過韓家?guī)X分區(qū)亭越區(qū)供電到K27箱式開閉所,懷仁變電所朔韓供電臂開關(guān)正常停電,保證在天窗期間韓家?guī)X站不間斷供電,天窗時韓家?guī)X站可以繼續(xù)組織塔山專用線至大秦線運煤的車流,從而減少對運輸?shù)挠绊憽M瑫r不影響里八莊站和懷仁站及區(qū)間的停電檢修。當懷韓供電臂接觸網(wǎng)發(fā)生故障時,可以通過遠動分合K27箱式開閉所的開關(guān),縮小故障查找范圍,從而壓縮故障延時。此供電方案不但可以滿足天窗時間從專用線通過韓家?guī)X站到大秦線的不間斷行車組織,同時有效得提高了懷仁-韓家?guī)X供電臂的供電可靠性和靈活性。
北同蒲供電方式優(yōu)化方案的實施主要分為箱式開閉所主接線設(shè)計、保護配置、遠動視頻配套等幾大部分,以K119箱式開閉所為例說明。
在K119處新設(shè)的接觸網(wǎng)絕緣關(guān)節(jié)處由大新方向上行和下行接觸網(wǎng)分別引接一路進線進入箱式開閉所,上行進線經(jīng)過所內(nèi)272開關(guān)后饋出至袁樹林方向接觸網(wǎng)上行,下行進線經(jīng)過所內(nèi)271開關(guān)后饋出至袁樹林方向接觸網(wǎng)下行。圖5中虛線框內(nèi)為箱式開閉所內(nèi)部設(shè)備。箱式開閉所每回進出線供電線上各設(shè)置一臺電動隔離開關(guān)(2711、2712、2721、2722),在電動隔離開關(guān)靠接觸網(wǎng)側(cè)上行和上行之間、下行和下行之間各設(shè)一臺旁路電動負荷開關(guān)(2713、2723)。當開閉所故障或檢修退出運行時,可合上電動負荷開關(guān)代替開閉所實現(xiàn)功能并保證接觸網(wǎng)線路的正常供電。在每回進出線電動隔離開關(guān)內(nèi)側(cè)各設(shè)一臺電壓互感器,用于電壓的測量及饋線保護。
圖5 K119箱式開閉所主接線圖
箱式開閉所采用分層、分布式綜合自動化系統(tǒng)。箱式開閉所饋線保護設(shè)置正向、反向距離保護、電流速斷保護、過電流保護及一次自動重合閘。對朔州(平旺)變電所相關(guān)定值進行調(diào)整,饋線Ⅰ、Ⅱ段距離保護調(diào)整為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段距離保護,同時對饋線及主變壓器過流時間定值進行相應(yīng)調(diào)整。對袁樹林(韓家?guī)X)分區(qū)亭相關(guān)定值進行調(diào)整,饋線正反向Ⅰ段距離保護調(diào)整為正反向Ⅰ、Ⅱ段距離保護,對過流保護時間定值進行調(diào)整,其他保護定值維持既有。
新建箱式開閉所納入北同蒲既有牽引遠動、視頻系統(tǒng),對既有遠動、視頻系統(tǒng)進行相應(yīng)的軟件擴容改造,實現(xiàn)對新增供電設(shè)施的遠程監(jiān)控。新建K119箱式開閉所遠動、視頻通道從既有大新開閉所接引,K27箱式開閉所遠動、視頻通道從既有韓家?guī)X分區(qū)亭接引,箱式開閉所通過光電轉(zhuǎn)換器和以太網(wǎng)交換機接入既有遠動、視頻網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)監(jiān)控信息的接入。在調(diào)度端增加相應(yīng)的站點,相關(guān)信息上傳至供電調(diào)度主站,實現(xiàn)對新增箱式開閉所的遠程操作和監(jiān)控。
北同蒲牽引供電方式的優(yōu)化,實現(xiàn)了北同蒲線大新(不含)-韓家?guī)X(不含)單獨停電,在北同蒲線天窗停電時,平朔支線車流可以在大新站進行組織,大同樞紐、塔山線車流可以在韓家?guī)X站進行組織,實現(xiàn)了大新站、韓家?guī)X站車流的不間斷組織,為運輸提供了良好的環(huán)境,為大秦線運量完成提供了有力的供電支持。同時優(yōu)化后的供電方式可以在故障情況下通過箱式開閉所的分段開關(guān)快速縮小影響范圍,縮短故障查找時間,對提高北同蒲線牽引供電可靠性和靈活性具有明顯的作用。