接触网小单元供电在市域铁路的应用

何文广，潘瓯瑜

（中铁通轨道运营有限公司，浙江温州 325000）

温州市域铁路S1线采用同相供电装置，提升供电质量，但该装置属首次用于市域铁路，设备稳定性还有待检验。温州市为中亚热带季风气候区，每年7～10月又多受台风影响，导致该时间段多发生异物影响接触网设备安全。S1线从西至东穿过整个温州重要城区，城区有众多生活区和建设区，易发生建设侵线和异物，为牵引供电系统安全运行，带来巨大压力。本文简要介绍了如何利用接触网小单位供电为市域铁路牵引供电系统提供有效保障。

1 温州市域铁路S1线牵引系统布局情况

温州市域铁路S1线一期工程线路全长53.507 km，全线近期设置车站18座，其中地面车站2座，高架车站13座，地下车站3座，预留车站2座，近期工程平均站间距3.13 km，远期平均站间距2.73 km；在温州站和灵昆站各设置一座110/27.5 kV牵引变电所，在桐岭站和瑶溪站各设置一座27.5 kV分区所，在桐岭站和双欧大道站各设置一座27.5 kV开闭所，为全线接触网正线8个供电分区和桐岭车辆段3个供电分区提供牵引，27.5 kV牵引供电臂长度如表1所示。

1.1 S1线接触网隔离开关设置情况

1）温州市域铁路S1线在绝缘锚段关节处、分相关节处，上网处设置了电动隔离开关，纳入远动管理。

2）两站之间根据区间长短均设1～2处绝缘关节，保障当某区间发生接触网故障时，能及时切断该区间牵引供电，缩小故障范围，把对市域铁路的运营损失降到最低。

3）在对应的上下行供电分区之间设置上下行并联隔离开关，确保其中一个供电分区因牵引变电所的馈出电缆故障不能为该供电分区提供牵引供电时，将上下行并联隔离开关闭合（此时需打开上网处隔离开关），同时为两个供电分区供电，缩短故障延时，先保障安全供电。

4）在温州市域铁路S1线，采用同相供电装置的情况下，只要是同一个牵引变电所馈出不同供电分区均可实现自由互联，极大地减小了牵引供电难题；但同相供电装置的不稳定也为牵引供电带来较大难题。

5）同一个牵引变电所处设置的电分相，只起到绝缘锚段关节的作用，未起到电分相的作业功能(每处电分相，两台隔离开关，小号侧的隔离开关均闭合；因为地方电网经过降压变电所的斯科特变压器将110 kV电压变换为27.5 kV和6 kV（或10 kV）电压，6 kV（或10 kV）电压再经过同相供电装置转换为27.5 kV，变成一个相别的电。

6）上下行供电分区末端设置开关站（或者是开闭所），来提升末端牵引电压，提高供电质量。

1.2 S1线牵引变电所情况

温州S1线在牵引变电所采用单相组合式同相供电技术，是新一代牵引供电系统3项关键技术中的最核心技术，其实施可避免动车组过电分相时因开关切换引起的暂态过电压和过电流等对车载设备和供电设备的不良影响，提高市域铁路供电系统和动车组运行安全性和可靠性。

S1线共设置2个牵引变电所，温州站主变电所、灵昆站主变电所；两个主变电所分别给4个供电分区进行牵引供电。同相供电技术方案如图1所示。

图1 温州市域铁路S1线同相供电技术方案Fig.1 Technical scheme of in-phase power supply for Wenzhou Rail Transit Line S1

1.3 S1线开通运行情况

S1线根据施工情况，进行分段开通运营，以桐岭站至奥体中心站为第一期，桐岭站至机场站为第二期，桐岭站至双瓯大道站为第三期。在第一期、第二期分段开通期间利用奥体中心站和机场站的折返线进行上下行运转；此时，牵引供电利用接触网隔离开关进行越区供电(温州至瑶溪上下行供电分区向机场至瑶溪上下行供电分区供电)，这样就增加牵引供电的灵活性及可操控性。

在2020年上半年因S2线跨S1线建设需要，停用灵昆站至瓯江口站区段，且接触网需停电，来满足S2线上跨S1线连续梁的浇筑施工；为保障桐岭站至机场站的安全运营，利用接触网小单元供电方案，停用了灵昆站主变电所牵引供电(保留环网供电)，且打开机场隧道口至灵昆站区间的4个绝缘锚段关节的4个隔离开关(上下行各2处绝缘锚段关节)，来保障S2线跨S1线的施工安全，同时也便于灵昆站至双瓯大道站(含末端)的接触网设备检查维护工作。

2 S1线接触网小单元供电的组织模式

根据S1线牵引供电运营现状，设备维修部门根据应急抢修要求，制定了接触网小单元供电应急组织方案。对全线8个正线供电分区，3个桐岭车辆段供电分区进行接触网牵引供电应急组织，利用环供优势，迅速恢复接触网设备供电。

将各个接触网小单元可能出现的故障位置进行细化分解，并制定小单元倒闸步骤及停电范围，标明故障标识里程范围和接触网支柱杆号，第一时间让运营控制中心（Operation Control Center，OCC）人员了解故障状况并作出处理，及时组织抢修。

在编制接触网平面布置图时，应在图上标明故障里程和接触网隔离开关编号等，辅助供电人员进行应急指挥，如图2所示。

图2 S1线1A3、1B3供电分区(灵昆站主变电所至瑶溪分区所)Fig.2 Power Supply Divisions 1A3 and 1B3 of Line S1 (from main substation of Lingkun Station to Yaoxi Sectioning Post)

对整个S1线牵引供电系统进行分解与划分，保障各个供电分区、所能够积极联络，保障供电安全。S1线1A3供电分区接触网小单元供电模型，如表2所示。

表2 S1线1A3供电分区接触网小单元供电模型Tab.2 Model of Power Supply from the Small Units of Catenaries of Power Supply Division 1A3 of Line S1

3 市域铁路利用接触网小单元供电优势及意义

确保在某一供电分区内的某区段发生接触网设备故障时，根据故障标识位置显示，迅速利用接触网隔离开关切除故障区段，缩短故障时长，减小故障影响，并保障牵引供电稳定。

当接触网设备发生故障时，一时无法准确判断故障位置，可以利用小单元供电分段供电的模式，由OCC组织对该供电分区进行分段送电来查找故障位置。

当牵引变电所(含主变电所主变压器、同相供电装置、馈线电缆等）故障时，可以利用电分相里的接触网隔离开关或者分区所进行越区供电，极大地保障接触网供电安全。(温州市域铁路灵昆站主变电所的电源是由地方电网T接供电，并非国铁的专供线路，而且灵昆站主变电所位于灵昆岛上，灵昆岛易受雷雨天气影响，导致雷击跳闸；故当地方电网发生故障时，主变电所将会停电，增加了牵引变电所故障的可能性)

根据《城市轨道交通行车组织管理办法》(交运规[2019]14号)第32条规定：“当风力达9级以上时，城市轨道交通地面及高架线路应停运”。目前整个S1线75.67%为高架线路,且含有23.3%的高架线路在入海口和灵昆岛上，这里常年饱受强烈季风侵扰，在每年的7～10月间又要遭受台风的侵袭，给牵引供电安全带来巨大压力；此时，利用接触网小单元供电将减小S1线运营损失，并为温州市的城市交通带来极大便利，有效缓解主城区与周边区县的交通压力，方便了市民在恶劣天气下的交通出行选择。

将每个供电分区细化分解，指导故障处理的同时，规范了应急送电流程，确保各级人员在紧急状态下能够进行正确的判断并操作，确保人员和设备安全。

当温州市域铁路未来建成S2线、S3线组成大型市域铁路交通网时，利用接触网小单元供电的优势，将会极大地缓解城市轨道交通高压牵引供电系统的供电安全压力，并为市域铁路的安全运营提供坚实的保障。

4 结束语

在城市轨道交通利用高压(27.5 kV交流制式)牵引供电模式时，在线路试运营前，应组织人员编制接触网小单元供电应急方案并进行试验。一是为后期的运营、抢修、维保提供有力的支持依据；二是在设计建设阶段应同时考虑市域铁路不同线路的接轨入网，保障各个供电分区有多个供电来源，减小停电风险；三是组织整个供电系统人员进行学习悬挂，掌握接触网小单元供电原理，熟练使用接触网小单元应急方案。

接触网小单元供电应急方案为市域铁路的牵引供电安全提供了有力保障，并且成为供电维保人员应急抢险的指导依据。