摘要：以上海市轨道交通机场联络线为例，分析负荷特点及外部电源情况，对电力供电方案进行技术、经济分析，推荐上海市轨道交通机场联络线采用集中供电、35kV双环网方案，并优先考虑与牵引变电所共用外部110（220）kV电源。该方案最大程度资源共享，便于统一调度管理，电源可靠性高，能够满足机场联络线的用电负荷要求，且经济合理，可以推广在上海市域铁路中应用。
关键字：上海市域铁路；电力供电方案；集中供电；35kV双环网
1、概况
根据《上海市城市总体规划（2017-2035年）》，上海将形成城际线、市区线、局域线“三个1000公里”的轨道交通网络，全市公共交通占全方式出行的比重达到40%，力争实现中心城平均通勤时间不超过40分钟，基本实现10万人以上新市镇轨道交通站点全覆盖。
上海市域线网络规划形成“九射、十三联”共22条线的网络形态，总规模约1157公里。
市域铁路的特点，与城际铁路、地铁的区别详见表1。
表1 市域铁路、城际铁路与地铁规范对比
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由表1可知，市域铁路就是站间距、速度目标等介于国家铁路和城市轨道交通两者之间的一种交通制式。与地铁相比还能实现与国家铁路干线的互联互通，增强城市对外辐射能力。适合于城市发展，解决主城区与新城之间快速交通的问题。
2、市域铁路电力负荷特点
市域铁路电力负荷主要分布在车站、区间、动车段（所）、控制中心。例如上海轨道交通机场联络线（下文简称为“机场联络线”），全长68.6公里，设车站9座（地下6座、地面2座、高架1座）、动车所1处、存车场1处，最大站间距15.1公里，最小站间距3.6公里，平均站间距8.6公里。
市域铁路电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电所造成损失或影响的程度分为一、二、三级：
一级负荷应包括：与行车相关的通信、信号、信息、灾害监测、站台门、防淹门；动车段（所）运用设备；电力及电力牵引供电各所操作电源；大型站及地下站公共区照明、应急照明及隧道应急照明；大型站及地下站建筑消防用电设备；隧道防灾救援设备；火灾自动报警系统、机电设备监控系统等。
二级负荷应包括：为通信、信号、信息主要设备配置的专用空调；接触网远动开关操作电源；隧道运营通风；动车组检修设备；综合检测、工务机械、综合维修、给排水设施等设备；中小站公共区照明；区间视频监控设备；道岔融雪设备；普通风机及相关阀门、污水泵、电梯、非消防疏散用自动扶梯；
三级负荷应包括：区间检修设备、附属房间电源插座、车站空调制冷及水系统设备、广告照明、清洁设备、电热设备、培训及模拟系统设备等。
市域铁路负荷有以下特点：
（1）电力负荷种类繁多。市区段采用地下线路，电力负荷类型接近于地铁，市郊高架线路或地面线路电力负荷接近于城际铁路。
（2）电力负荷分布不均匀，分布在市域铁路沿线，较大负荷主要集中在车站和区间风井等地方。车站负荷主要有通信、信号、信息、空调通风、照明和商业广告。车站的总负荷取决于站房面积及其商业开发规模，机场联络线车站面积1.5万至13.5万平方米不等，车站装机容量约2000~10000kVA。由于车站平均间距较小，且以隧道为主，与国铁相比，区间无通信、信号负荷，区间负荷主要有隧道照明、隧道防灾救援设施、隧道运营通风和区间水泵。
3、上海市外部电源情况
上海市供电网络主要有220kV、110kV、35kV、10kV。根据国网上海市电力公司高压新装用电项目的政策，变压器容量在250~8000kVA采用10kV供电，在8000~40000kVA采用35kV供电，大于40000kVA采用110kV及以上电压供电。根据沪发改价管[2016]3号规定：35千伏电压等级的业扩工程定额收费标准调整为每千伏安850元；10千伏电压等级的业扩工程定额收费标准调整为每千伏安1006元。
4、电力供电方案的选择
电力供电方案有分散供电、集中供电和混合供电三种。
（1）城际铁路一般采用分散供电。每隔40公里左右设置一座10kV配电所（35/10kV变配电所），沿线设置双回10kV电力负荷贯通线，各车站分别设置一座综合负荷变电所和通信信号变电所，区间GSM-R基站和中继站设通信信号箱变，车站、区间通信信号变电源从两条10kV电力负荷贯通线引接，站房综合变和其他综合变从配电所引接，无配电所的车站需从地方电网另外接引两路10kV电源。贯通线路经有载调压变压器后馈出供电，电力电缆截面较小，一般在70~95mm²。
（2）地铁一般采用集中供电。一般一条地铁线路设两座110/35kV主变电所，沿线设置双回35kV环网电缆，向各车站内牵引变电所和降压变电所供电。
（3）对机场联络线电力供电方案进行分析，选择适合上海地区市域铁路特点的供电方案。
机场联络线各车站、区间装机容量见表2。
表2 车站、区间装机容量表
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结合机场联络线牵引变电所设置方案，电力供电采用三种方案。方案一：集中供电，采用35kV环网，与牵引所共用外部电源，拟在三林南、上海东站设110（220）/35kV变电所；方案二：集中供电，采用35kV环网，拟在三林南、上海东站设35kV配电所；方案三：分散供电，采用10kV环网，拟在七宝、华泾、三林南、张江、度假区、规划航站楼、上海东站设10kV配电所。根据《铁路电力设计规范》第4.4.1条规定：35kV及以上供电线路允许电压偏差为±10%；10kV供配电线路允许电压偏差为±7%（正常），±10%（非正常）。压降损失见表3，满足规范要求。
表3 压降损失
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过表4的经济比选，方案一，110（220）/35kV变电所的外电源由牵引变电所统筹考虑，较其他两种方案投资最低。方案二和三，35kV和10kV外电源根据上海市的政策按容量收费，所以两者投资相差不大，但10kV供电方案因大量引接外部城市电源，工程不可控因素多。所以，方案一是最经济合理，适用于上海市域铁路电力供电系统。技术、经济比选表详见表5。
表5 电力供电方案技术、经济比选表
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6、结论
通过对机场联络线电力供电方案的分析，得出适用于上海市域铁路电力供电系统的结论：
（1）推荐采用集中供电方案，中压环网采用35kV电压等级。
（2）推荐电力变电所与牵引电气化供电系统共用外部电源，最大程度资源共享，便于统一调度管理，电源可靠性高。当与牵引电气化供电系统无法共用外部电源时，推荐采用设35kV配电所方案。
（3）电力变电所设置时，充分考虑其他市域铁路电力设施接入条件。与城际铁路或者地铁共用电力设施时，在确保供电可靠的前提下，要考虑运营维护上产权分开。
参考文献
[1]TB10008-2015.铁路电力设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2016
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[3]T/CRS C0101-2017.市域铁路设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2017
[4]T/CCES 2-2017.市域快速轨道交通[S].北京：中国建筑工业出版社，2017
[5]GB50157-2013.地铁设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2013
论文作者:张圆
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/17
标签：电力论文; 铁路论文; 负荷论文; 方案论文; 变电所论文; 上海市论文; 车站论文; 《基层建设》2018年第29期论文;