劉 斌

(中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 北京 102600)

1 引言

我國(guó)城市軌道交通發(fā)展迅速，為配合城市規(guī)劃要求，會(huì)對(duì)既有線路進(jìn)行拆分改造，出現(xiàn)拆分后的部分舊線與新線貫通運(yùn)營(yíng)的情況[1]。文獻(xiàn)[2]詳細(xì)論述廣州市軌道交通既有2號(hào)線拆分并延長(zhǎng)，形成新2號(hào)、8號(hào)線后其供電系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。但該方案僅描述環(huán)網(wǎng)拆分方案，沒有整體考慮供電系統(tǒng)，未涉及到電力監(jiān)控、雜散電流以及直流保護(hù)等子系統(tǒng)拆分。?合肥市城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃修編(2015)?將軌道交通6號(hào)線重新定位為東西向城區(qū)快線，解決外圍組團(tuán)快速進(jìn)城需求。由于高新區(qū)橫向已有2號(hào)線、4號(hào)線兩條線路，若6號(hào)線新選通道，會(huì)造成線網(wǎng)過(guò)密，經(jīng)濟(jì)性差[3－4]，故4號(hào)線自豐樂(lè)河路站向南增加南延線，將4號(hào)線豐樂(lè)河路站以西部分拆分給6號(hào)線，6號(hào)線按雞鳴山路站－東風(fēng)大道站貫通運(yùn)營(yíng)。合肥市軌道交通4、6號(hào)線線路平面如圖1所示。

圖1 合肥市軌道交通4、6號(hào)線線路平面

2 拆分原則

堅(jiān)持“安全運(yùn)營(yíng)、影響最低，高效拆分、平穩(wěn)過(guò)渡”作為拆分工程的首要目標(biāo)和最高原則，必須科學(xué)分析、反復(fù)論證、精心組織、周密安排。

既有4號(hào)線建設(shè)在前、6號(hào)線建設(shè)在后，在進(jìn)行合肥市軌道交通4、6號(hào)線拆分設(shè)計(jì)時(shí)，主要遵守以下原則:

(1)不影響合肥市軌道交通4號(hào)線運(yùn)營(yíng)。

(2)充分利用既有線設(shè)備設(shè)施，降低施工難度，并減少?gòu)U棄工程。

(3)實(shí)現(xiàn)合肥市軌道交通4、6號(hào)線工程供電系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行[5]。

(4)變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)拆分需綜合考慮監(jiān)控專業(yè)、通信專業(yè)、4與6號(hào)線建設(shè)時(shí)序及拆分方案。

(5)充分借鑒相似工程拆分經(jīng)驗(yàn)。

(6)盡量降低后續(xù)建設(shè)工程的工程造價(jià)。

3 拆分方案

3.1 變電所拆分方案

根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃，既有4號(hào)線科學(xué)城車輛段、雞鳴山路站、方興大道站、長(zhǎng)寧大道站、創(chuàng)新大道站車站拆分接入6號(hào)線一期工程，故車站變電所應(yīng)接入6號(hào)線一期供電系統(tǒng)。

豐樂(lè)河路站是4、6號(hào)線平行換乘車站。由于雞鳴山站、長(zhǎng)寧大道站、創(chuàng)新大道站、豐樂(lè)河路站接觸網(wǎng)上網(wǎng)隔離開關(guān)所在線路后期均拆分至6號(hào)線，因此，豐樂(lè)河路站牽引所均需要拆分至6號(hào)線供電系統(tǒng)。接觸網(wǎng)供電分段如圖2所示。

圖2 接觸網(wǎng)供電分段示意

3.2 新增開閉所方案

豐樂(lè)河路主變電所為4號(hào)線延伸線同期建設(shè)主變電所，根據(jù)合肥地鐵建設(shè)習(xí)慣，一般采用一級(jí)公用母線形式。豐樂(lè)河路主變電所主接線如圖3所示。

圖3 豐樂(lè)河路主變電所主接線示意

根據(jù)土建資料，豐樂(lè)河路站土建空間預(yù)留了兩個(gè)牽引所房間，合肥市軌道交通4號(hào)線牽引所建成時(shí)間先于其南延線牽引所。開閉所設(shè)置可分為兩個(gè)方案:

(1)方案一:開閉所設(shè)置在4號(hào)線南延線(預(yù)留牽引所)，供電系統(tǒng)如圖4所示。

圖4 開閉所設(shè)置在4號(hào)線南延線(拆分后4號(hào)線)

(2)方案二:開閉所設(shè)置在4號(hào)線牽引所(已建設(shè)，后期接入6號(hào)線供電系統(tǒng))，供電系統(tǒng)如圖5所示。

圖5 開閉所設(shè)置在4號(hào)線牽引所(拆分后6號(hào)線)

線路拆分時(shí)，4號(hào)線牽引所已送電運(yùn)行，在相鄰開閉所房間內(nèi)進(jìn)行設(shè)備安裝和接線，對(duì)既有變電所的運(yùn)營(yíng)有一定影響，改造難度很大，且風(fēng)險(xiǎn)很高。豐樂(lè)河路牽引所(4號(hào)線南延線)為新建設(shè)牽引所，可減少對(duì)既有線影響。兩方案對(duì)比如表1所示。

表1 方案對(duì)比

根據(jù)方案比選，開閉所設(shè)置在4號(hào)線南延線(預(yù)留牽引所)，有利于現(xiàn)場(chǎng)施工，減少了改造工程量，建議采用方案一。

3.3 環(huán)網(wǎng)電纜拆分方案

結(jié)合變電所及開閉所拆分方案，需將豐樂(lè)河路變電所(4號(hào)線)至方興大道站的環(huán)網(wǎng)電纜進(jìn)行轉(zhuǎn)接。轉(zhuǎn)接完成后，即可實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)電纜的4、6號(hào)線拆分。拆分前供電系統(tǒng)如圖6所示。

圖6 拆分前供電系統(tǒng)(打叉部位表示需打開環(huán)網(wǎng)電纜)

環(huán)網(wǎng)電纜倒接時(shí)，保護(hù)光纜如縱差保護(hù)光纜和數(shù)字通信電流保護(hù)光纜一同進(jìn)行拆分，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)網(wǎng)電纜的保護(hù)。

豐樂(lè)河路－玉蘭大道區(qū)間環(huán)網(wǎng)電纜和保護(hù)光纜轉(zhuǎn)接后，即完成供電系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)拆分。豐樂(lè)河路、創(chuàng)新大道站、長(zhǎng)寧大道站、方興大道站、雞鳴山路站和科學(xué)城車輛段變電所的變電所35 kV電源引至豐樂(lè)河路站，成為6號(hào)線供電系統(tǒng)第一分區(qū)。拆分后供電系統(tǒng)如圖7所示。

圖7 拆分后供電系統(tǒng)

3.3.1 重難點(diǎn)及注意事項(xiàng)

在縱差保護(hù)光纜和數(shù)字通信電流保護(hù)光纜拆分過(guò)程中，需注意兩端縱差保護(hù)裝置和數(shù)字通信電流保護(hù)裝置的一致性、保護(hù)光纜附件的一致性、保護(hù)光纜的單模多模特性。

3.3.2 風(fēng)險(xiǎn)分析

環(huán)網(wǎng)電纜調(diào)整，保護(hù)光纜需與環(huán)網(wǎng)電纜一并調(diào)整。光纜熔接后，利用跳線接入保護(hù)裝置。光纜敷設(shè)、熔接和測(cè)試，均可在拆分前完成。拆分時(shí)，主要利用跳線，進(jìn)行光纜對(duì)接[6－7]。

保護(hù)光纜的跳線倒接，主要風(fēng)險(xiǎn)集中在施工過(guò)程，特別是在施工組織、安全防護(hù)以及拆分過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生意外情況。建議合理組織、有序施工、按規(guī)操作，以規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 電力監(jiān)控系統(tǒng)拆分方案

科學(xué)城車輛段、方興大道、長(zhǎng)寧大道、創(chuàng)新大道和豐樂(lè)河路站變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)為獨(dú)立子系統(tǒng)，無(wú)需線纜拆分。主要拆分對(duì)象為變電所綜合系統(tǒng)接入綜合監(jiān)控系統(tǒng)的AB網(wǎng)交換機(jī)。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)拆分完成后，各子站變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)所有點(diǎn)表，需與合肥市軌道交通6號(hào)線一期控制中心的電力調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)點(diǎn)調(diào)試，保證本段各設(shè)備所有點(diǎn)位均能實(shí)現(xiàn)上傳下達(dá)，實(shí)現(xiàn)合肥市軌道交通6號(hào)線控制中心對(duì)拆分段變電所所有設(shè)備的調(diào)度功能[8]。

電力監(jiān)控系統(tǒng)集成于綜合監(jiān)控系統(tǒng)。電力監(jiān)控系統(tǒng)分為中央級(jí)電力調(diào)度系統(tǒng)、變電所子站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)和間隔層設(shè)備。因此，既有線變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)其通信協(xié)議必須對(duì)新建線綜合監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行開放。

3.5 雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)拆分方案

合肥市軌道交通4號(hào)線雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在每座車站變電所內(nèi)獨(dú)立組網(wǎng)，每個(gè)變電所內(nèi)設(shè)置1臺(tái)數(shù)據(jù)采集裝置，該裝置采集數(shù)據(jù)后接入變電所綜合自動(dòng)化或綜合監(jiān)控系統(tǒng)，利用通信傳輸系統(tǒng)提供的通信通道組網(wǎng)[9－10]。

4號(hào)線與6號(hào)線一期拆分后，既有豐樂(lè)河路變電所(含)－創(chuàng)新大道變電所區(qū)段內(nèi)雜散電流系統(tǒng)設(shè)備劃歸6號(hào)線一期運(yùn)營(yíng)管理，相關(guān)數(shù)據(jù)及信息仍通過(guò)拆分后的能源監(jiān)管系統(tǒng)經(jīng)6號(hào)線一期通信通道上傳至6號(hào)線一期控制中心，實(shí)現(xiàn)6號(hào)線一期控制中心對(duì)豐樂(lè)河路變電所(含)－創(chuàng)新大道變電所區(qū)段內(nèi)雜散電流系統(tǒng)的調(diào)度管理。4號(hào)線新建豐樂(lè)河路牽引變電所雜散電流系統(tǒng)經(jīng)能源監(jiān)管系統(tǒng)通信通道上傳至控制中心，實(shí)現(xiàn)4號(hào)線控制中心對(duì)新建豐樂(lè)河路牽引變電所雜散電流系統(tǒng)的調(diào)度管理。

雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用通信專業(yè)提供的通道進(jìn)行傳輸，因此，通信專業(yè)通信通道的拆分，直接影響了雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的拆分。

通信通道的拆分主要由通信專業(yè)實(shí)施，本系統(tǒng)設(shè)備主要實(shí)現(xiàn)不同線路設(shè)備的數(shù)據(jù)接入和功能實(shí)現(xiàn)。因此在拆分過(guò)程中要實(shí)時(shí)跟蹤通信專業(yè)的拆分情況[11－12]。

4 拆分實(shí)施方案建議

豐樂(lè)河站4、6號(hào)線拆分時(shí)，為減少供電系統(tǒng)對(duì)4號(hào)線運(yùn)營(yíng)的影響，建議按如下步驟進(jìn)行拆分:

(1)拆分前完成6號(hào)線新建段、4號(hào)線南延線的工程施工，4號(hào)線南延線、6號(hào)線新建段送電運(yùn)行。

(2)利用夜間停運(yùn)期間完成豐樂(lè)河主變電所至豐樂(lè)河路變電所及豐樂(lè)河路4號(hào)線南延線變電所的環(huán)網(wǎng)電纜敷設(shè)、二次電纜敷設(shè)、光纜敷設(shè)。

(3)拆分前完成相應(yīng)保護(hù)裝置定值升級(jí)。

(4)拆分前完成電力監(jiān)控系統(tǒng)、雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電能質(zhì)量管理系統(tǒng)的軟件調(diào)試。

(5)拆分前準(zhǔn)備工作完成。

(6)在既定時(shí)間，安排5組工作作業(yè)面，完成以下拆分和銜接工作:

①1組施工作業(yè)人員實(shí)施豐樂(lè)河站變電所(4號(hào)線)插拔頭更換和光纜跳線連接；完成進(jìn)行保護(hù)功能試驗(yàn)后，進(jìn)行環(huán)網(wǎng)電纜試送電。

②1組人員完成接觸網(wǎng)電連接的拆除。

③1組施工作業(yè)人員實(shí)施豐樂(lè)河主變電所至開閉所的環(huán)網(wǎng)電纜插拔頭安裝和光纜跳線連接；完成進(jìn)行保護(hù)功能試驗(yàn)后，進(jìn)行環(huán)網(wǎng)電纜試送電。

④1組人員完成豐樂(lè)河路牽引所與4號(hào)線金桂路的雙邊聯(lián)跳保護(hù)電纜和接觸網(wǎng)隔離開關(guān)閉鎖電纜接線作業(yè)，安裝完成后進(jìn)行功能試驗(yàn)。

⑤1組人員完成豐樂(lè)河路牽引所與6號(hào)線蜀山南站的雙邊聯(lián)跳保護(hù)電纜和接觸網(wǎng)隔離開關(guān)閉鎖電纜接線作業(yè)，安裝完成后進(jìn)行功能試驗(yàn)。

(7)夜間拆分作業(yè)完成，現(xiàn)場(chǎng)電纜固定后進(jìn)行垃圾清運(yùn)。

(8)完成其他可不在拆分當(dāng)夜進(jìn)行的工作，如軟件調(diào)試等。

若組織得當(dāng)、人員演練充分，供電系統(tǒng)拆分和銜接可一夜之間順利完成，不需停止運(yùn)營(yíng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

線路拆分工作涉及專業(yè)眾多，流程復(fù)雜、工序繁瑣、容錯(cuò)率低，一旦拆分過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，極有可能導(dǎo)致拆分工作進(jìn)展不順，甚至影響既定的拆分時(shí)間，導(dǎo)致既有線停運(yùn)，產(chǎn)生嚴(yán)重的社會(huì)影響。目前合肥4、6號(hào)線拆分工作已按本文方案執(zhí)行完成，并順利開通運(yùn)營(yíng)。