汉孝一所方案说明219处审后.docx
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汉孝一所方案说明219处审后
一、研究依据
《湖北城际铁路公司关于优化汉孝城际铁路供电方案的委托设计函》（鄂城铁工程函[2014]36号）
二、供电计算基础资料
（一）线路主要技术标准
铁路等级：
客运专线。
正线数目：
双线。
设计速度：
200公里/小时。
最小曲线半径：
汉口～天河街站2000m、天河街站～孝感东站区间正线4000m。
最大坡度：
20‰。
牵引种类：
电力。
机车类型：
动车组。
列车运行方式：
自动控制。
行车指挥方式：
调度集中。
（二）客车对数
全日行车计划
近期（2020年）
远期（2030年）
时段
汉口－机场
武昌－孝感东
合计
汉口－机场
武昌－孝感东
合计
站站停
大站快车
站站停
小计
站站停
大站快车
站站停
小计
06:
00-07:
00
1
2
1
3
4
3
6
2
8
11
07:
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2
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9
2
11
15
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00
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10
14
09:
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7
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00-13:
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2
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2
4
4
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00-16:
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3
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7
17:
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9
12
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4
6
4
9
2
11
15
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4
5
3
7
2
9
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20:
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1
3
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2
4
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6
8
21:
00-22:
00
1
1
2
2
3
2
5
5
22:
00-23:
00
1
1
2
2
2
2
4
4
23:
00-24:
00
1
1
1
1
1
2
2
合计
15
30
18
48
63
30
84
35
119
149
（三）列车编组
大站快车和站站停列车均为8辆编组。
（四）追踪间隔
近远期列车追踪间隔为3分钟。
（五）天窗时间
采用矩型天窗方式，天窗时间为240分钟/天。
三、汉孝城际初步设计牵引供电方案介绍及相关批复
（一）汉孝城际初步设计牵引供电方案
汉孝城际全线采用TRNF供电方式，新建天河（DK25+440）、孝感东（DK62+250）两座直供牵引变电所，其中：
天河牵引变电所采用110/27.5kV三相V/V变压器，变压器安装容量为2×（20+12.5）MVA；孝感东牵引变电所采用110/27.5kV单相变压器，预留三相V/V接线条件，变压器安装容量为2×20MVA。
天河牵引变电所馈线6回，其中汉孝城际汉口、孝感方向各2回，预留远期至黄陂城际线2回。
孝感东牵引变电所馈线8回，其中汉孝城际汉口方向2回，预留远期至云梦、汉川、孝昌城际线6回。
相关城际铁路规划见《武汉城市圈城际轨道交通线网规划示意图》。
（二）初步设计批复意见
铁鉴函[2009]471号《关于新建武汉至孝感城际铁路初步设计的批复》中与牵引供电专业相关内容如下：
“十六、电气化
（一）牵引供电系统采用带回流线的直接供电方式。
（二）新建新天河、孝感东2座直供牵引变电所，新建后湖、闵集2座分区所。
（三）新建牵引变电所暂按接引2路110kV电源供电设计，根据电力系统状况，在外部电源薄弱时可加大外部电源电压等级。
天河牵引变电所牵引变压器暂按采用Vv接线；孝感东牵引变电所暂按单相变压器设计，预留Vv接线条件。
结合外部电源情况进一步研究优化牵引变压器接线方案。
建设单位和设计院抓紧与电力部门协商落实外部电源方案。
（四）牵引变电所牵引变压器安装容量暂核定为：
天河2×（20+12.5）MVA、孝感东2×20MVA。
在天河牵引变电所设2台容量为4000kVA的110/10kV动力变给与其合建的10kV配电所供电。
……”
四、外部电源对汉孝城际牵引变电所的供电方案
在汉孝城际外部电源接入系统方案设计过程中，根据武汉供电设计院有限公司《关于建议调整汉孝城际铁路110kV天河牵引站站址的函》（汉电司设[2010]27号），由于天河牵引站站址距机场近围墙直线距离仅1.07km，按照《民用机场总体规划规范》20.3条中“通过机场附近或进入机场的110kV及以上的高压架空输电线距跑道端或跑道中心线的距离不得小于4km，同时高压架空输电线距飞机下滑航道的距离不得小于300m”的要求，外部电源进线必须采用110kV电缆供电，供电距离长，实施难度大，工程投资高，运营维护困难，建议将天河牵引站站址向孝感方向调整，以利于供电线路建设，缩短电缆长度，减少对机场干扰。
2011年4月，湖北城际公司组织我院及湖北省电力公司、省电力勘测设计院、武汉供电公司相关人员现场踏勘、协商沟通后，以鄂城铁工程函[2011]173号文函复湖北省电力公司，同意将天河牵引站站址往孝感方向改移约3km。
2011年8月，湖北省电力公司以鄂电司发展[2011]257号文对天河牵引站接入系统方案批复如下：
天河牵引站以两回110千伏线路接入110千伏杨家田变（不同母线段），线路长度2×12公里，导线采用LGJ-240。
根据湖北省电力公司鄂电司发展[2010]242号文批复，孝感东牵引变电所以两回110kV接入系统，一回至拟建的220千伏新铺变，线路长度为7公里；另一回T接至110千伏熊严线，线路长度为1公里。
导线型号均采用LGJ-240。
五、汉孝城际施工图阶段选址情况
本工程各所址位置已多次与当地规划部门沟通，所址位置已初步稳定。
所址里程如下表：
序号
名称
所址里程及相对铁路中心线的距离
1
天河牵引变电所
DK28+100，线路右侧，最近围墙距铁路20m
2
孝感东变电所
DK62+350，线路右侧，最近围墙距铁路20m
3
后湖分区所
DK3+850，线路正下方（桥下布置）
4
闵集分区所
DK40+490，线路右侧，最近围墙距铁路15m
六、牵引供电系统正常运行及故障状态下的供电能力
从全日行车计划看，汉孝城际开行的大站快车对数近期与站站停列车相当，远期略高于站站停列车。
通过仿真计算，站站停列车的牵引负荷需求高于大站快车，牵引供电系统能力采用站站停列车校核。
1、供电系统正常运行状态下的供电能力
汉孝城际牵引供电系统在正常运行状态下，能够满足全8辆编组站站停列车进行3min追踪的电压水平要求。
2、供电系统故障运行状态下的供电能力
天河牵引变电所故障，天河至后湖供电臂由京广线江岸西牵引变电所通过后湖分区所越区供电，可保证一对8辆编组大站快车或站站停列车运行；天河至闵集供电臂由孝感东牵引变电所通过闵集分区所越区供电，为了满足牵引网最低网压不低于19kV规范要求，对于大站快车追踪间隔要延长到5min，对于站站停列车追踪间隔要延长到6min。
孝感东牵引变电所故障，孝感东至闵集供电臂由天河牵引变电所通过闵集分区所越区供电。
为了满足牵引网最低网压不低于19kV规范要求，对于大站快车追踪间隔要延长到7min，对于站站停列车追踪间隔要延长到10min。
七、汉孝城际设一座牵引变电所方案研究
根据鄂城铁工程函[2014]36号文，湖北城际公司认为：
“汉孝城际全长仅62km，建一座牵引变电所应能满足牵引供电需要，设两座牵引变电所将增加汉孝城际铁路建成后的运营成本，要求我院根据汉孝城际铁路实际情况，充分考虑和分析建设投资、变电所选址条件、外电建设投资和接入条件，研究供电方案，进行优化设计。
”针对湖北城际公司要求，本次设计研究了汉孝城际全线仅设一座牵引变电所的方案。
方案一：
维持现有供电方案不变，缓建孝感东直供牵引变电所。
根据我院最新开展的武襄十城际预可研设计，武襄十城际初期（2020年）利用汉孝城际引入武汉枢纽，近期（2025年）新建孝感东至武汉西段。
根据武襄十城际线路技术标准（速度目标值250km/h）及线路走向，需在孝感东设220kVAT牵引变电所。
考虑到资源共享，可取消汉孝城际孝感东直供牵引变电所，由武襄十城际孝感东AT牵引变电所为汉孝城际提供直供馈线，同时为云梦、汉川、孝昌城际预留供电馈线。
武襄十城际建成前，汉孝城际天河牵引变电所至孝感东供电臂长约33.53km。
天河牵引变电所变压器安装容量不变，往孝感方向供电的变压器容量维持12.5MVA，能满足8辆编组大站快车7min追踪、站站停列车10min追踪；若将天河牵引变电所变压器安装容量改为2×（20+25）MVA，则可以满足8辆编组大站快车3min追踪、站站停列车4min追踪。
天河牵引变电所解列，由江岸西牵引变电所通过后湖分区所越区供电至孝感东。
考虑到江岸西牵引变电所为武汉枢纽内汉宜铁路、合武铁路、京广铁路、武襄铁路及汉口站供电，为了不影响其它线路的运营，建议汉孝城际全线仅保证一对8辆编组大站快车或站站停动车组运行。
武襄十城际建成后，全线供电格局与现设计一致。
根据武襄十城际设计资料，初期将在汉孝城际增加33对8辆编组动车和14对16辆编组动车。
因汉孝城际沿线车站不具备长编组动车停靠条件，16辆编组动车均按直达考虑，通检算，汉孝城际牵引供电系统可满足16辆编组250km/h动车限速200km/h运行，4min追踪；若开行16辆编组大功率CRH3或CRH380动车组，建议供电臂内仅保证上下行共一列运行。
该方案不需要改变沿线所址分布及接触网预留分相位置，对相关专业影响最小，无废弃工程。
但考虑到武襄十城际孝感东AT牵引变电所需兼顾汉孝城际的供电，建议汉孝城际项目分担部分投资及运营费用。
该方案存在问题为：
若天河牵引变电所变压器安装容量维持原设计，则武襄十城际建成前，汉孝城际牵引供电系统对行车限制较大；若增大天河牵引变电所变压器安装容量，则武襄十城际建成后，天河牵引变电所变压器容量富余较多。
武襄十城际处于预可研设计阶段，线路方案尚未稳定，牵引供电方案需可研报鉴定中心评审后才能确定；而汉孝城际即将开展站后施工图设计，计划于2015年10月开通，两个项目时间配合上存在问题。
方案二：
全线新建天河街（DK31）一座牵引变电所，后湖（DK3+850）、孝感东（DK61+500）两座分区所。
天河街牵引变电所变压器安装容量为2×（20+25）MVA。
该方案在牵引供电系统正常运行状态下，近期满足8辆编组站站停列车4min追踪；远期若要满足8辆编组站站停列车3min追踪，需在天河街牵引变电所至天河机场隧道出口及天河街牵引变电所至王母湖段设电流加强线。
天河街牵引变电所解列，由江岸西牵引变电所通过后湖分区所越区供电至孝感东。
考虑到江岸西牵引变电所为武汉枢纽内汉宜铁路、合武铁路、京广铁路、武襄铁路及汉口站供电，为了不影响其它线路的运营，建议汉孝城际全线仅保证一对8辆编组大站快车或站站停动车组运行。
武襄十城际建成后，汉孝城际牵引供电系统可满足16辆编组250km/h动车限速200km/h运行，4min追踪；若开行16辆编组大功率CRH3或CRH380动车组，建议供电臂内仅保证上下行共一列运行。
该方案不受武襄十城际供电方案的影响。
该方案存在问题为：
汉孝城际外部电源接入系统方案研究在2011年8月已经完成，湖北省电力公司已做出批复，若牵引变电所所址调整，业主需委托省电力设计院重新进行接入系统方案研究，看是否需要改变接入点。
牵引变电所所址调整，接触网引起的工程内容的变化如下：
、需预留加强线对向下锚的条件，考虑到桥梁上的接触网基础基本上均已经施工完成，需后置接触网拉线基础，约52个拉线基础。
2、原天河牵引变电所DK28+100处预留的分相需改移至DK31+560，改移后的分相在白水湖特大桥上，其中增加QJ-B型基础10处，增加拉线基础6处，增加上网柱基础4处，上网孔4处，锯齿孔4处。
白水湖特大桥接触网基础均已施工，需后置。
3、天河街站、闽集站站台雨棚范围内需预留加强线贯通站台的节点，目前无预留条件，约46处。
如果要预留加强线悬挂节点，对雨棚柱及雨棚构架需变更处理，截止目前，闽集站已施工完成，天河街站正在施工。
4、在车站两端及分相处需预留加强线分段开关和分相开关安装条件，在上网处需预留加强线上网条件。
需后置开关柱基础及上网柱基础，约14处。
5、支柱开孔需预留加强线安装条件，但考虑现场已立杆或已提料，需考虑后期现场打孔或孔外安装的方案。
约1000根支柱。
6、车站加强线由田野侧向线路侧转换过渡支柱高度不足，需更换支柱或增高肩架。
7、区间每10km处预留绝缘关节，增加开关柱基础2个，开关柱2根，开关4台、避雷器4台等。
预留加强线条件目前需增加的工程投资估算为469万元（仅估算定额直接费）。
见下表。
序号
工程内容
单位
数量
单价（万元）
投资估算（万元）
1
加强线对向下锚拉线基础
个
52
0.1
5.2
2
改移天河牵引变电所分相
增加QJ-B型基础
个
10
1
10
增加拉线基础
个
6
0.5
3
增加QJ-C上网柱基础
个
4
1
4
上网孔、锯齿孔等
处
4
0.02
0.08
3
天河街、闽集站雨棚加强线节点预留
处
46
0.5
23
4
分段、上网、分相预留加强线条件接触网支柱基础
个
14
1
14
5
加强线肩架安装支柱现场打孔
根
1000
0.05
50
6
更换支柱
根
20
1.2
24
7
区间10km设置绝缘关节
开关柱基础
个
2
1
2
开关柱
根
2
1.2
2.4
隔离开关
台
4
4.1
16.4
避雷器
台
4
0.63
16.4
8
开通后上加强线施工配合费
条公里
49.239
2
98.4774
9
施工防护费
万元
100
10
过渡费
万元
100
牵引变电所由天河（DK28+100）改移至天河街（DK31）后，由于附近无可靠的10kV电源，因此电力专业“天河街10kV配电所”仍与天河街牵引变电所合建，由配电所引至天河机场站的两条10kV电缆相应延长并加大截面以满足电压降要求，投资估算为899.96万元，见下表。
序号
名称
型号及规格
单位
数量
指标（元）
概算价值（元）
一
电力
8999583
（一）
高压电缆线路
km
6.48
1314750
8519583
1
高压电力电缆
WDNB－YJY22－8.7/103×240
km
28.48
771540.59
21973476
2
高压电力电缆
WDNB－YJY22－8.7/103×150
km
-22
611540.59
-13453893
（二）
低压电缆线路
km
4.0
120000
480000
1
低压电力电缆
VV22－0.6/12×35
km
4.0
120000
480000
汉孝城际减少一处牵引变电所，通信专业相应减少配套的传输、ONU、视频监控系统、电源及环境监控等系统，共减少投资约26万元。
八、经济技术比较
原方案
设一座牵引变电所方案
方案一
方案二
牵引供电系统正常情况下供电能力
满足8辆编组站站停动车组3min追踪
天河牵引变电所变压器容量不变：
满足8辆编组站站停动车组10min追踪；
天河牵引变电所变压器增容：
满足8辆编组站站停动车组4min追踪
满足8辆编组站站停动车组4min追踪
牵引供电系统故障情况下供电能力
天河牵引变电所故障，天河至后湖供电臂由京广线江岸西牵引变电所越区供电，可保证一对8辆编组大站快车或站站停列车运行；天河至闵集供电臂由孝感东牵引变电所越区供电，可满足8辆编组大站快车5min追踪，站站停列车6min追踪。
孝感东牵引变电所故障，孝感东至闵集供电臂由天河牵引变电所越区供电，可满足8辆编组大站快车7min追踪，站站停列车10min追踪。
天河牵引变电所故障，江岸西越区供电，全线保证一对8辆编组大站快车或站站停动车组运行
天河街牵引变电所故障，江岸西越区供电，全线保证一对8辆编组大站快车或站站停动车组运行
电气化本体投资（万元）
变电
4542.24
2669.39
2869.39
接触网
13588.124
13588.124
14057.124
外部电源投资（万元）
2622
1931
1651（假设外部电源接入点不变）
电力投资（万元）
13453.8447
13453.8447
14353.803
基本容量安装费（万元/年）
1058.4
天河牵引变电所变压器容量不变：
655.2；
天河牵引变电所变压器增容：
907.2
907.2
升级会员 