王进
西咸新区轨道交通投资建设有限公司 陕西西安 710000
摘要：以西安地铁5号线二期工程供电系统接入一期工程主变电所为实践案例，从施工组织、远期11号线接入条件、投资和对运营线路的影响等方面阐述三种改扩建方案的优缺点，最终本着建设服务运营和困难前置的原则确定实施方案，并对改扩建工程的施工组织做以简述。
关键词：轨道交通；主变电所；开关柜；改扩建方案;
1.工程概况
西安地铁5号线西起西咸新区创新港站，东至灞桥区西安东站，线路全长45.37公里，分两期建设，一期工程西安东站至阿房宫南（含）由西安市轨道集团公司投资建设，二期工程阿房宫南（不含）至创新港由西咸新区轨道交通投资建设有限公司独立投资建设，一、二期计划2020年底同步开通运营。二期工程供电系统采用 AC110kV/AC35kV 两级电压集中供电方式，分3个供电分区，设交大创新港（二期建设）和和平村主变（一期建设）2 座主变，9座牵混所、5座降压所和1座跟随所。
图1 5号线二期供电分区示意图
2.问题引出
2019年5月，一、二期建设、设计单位联合召开了地铁5号线一、二期设计接口界面专题会议，鉴于一、二期同步开通并贯通运营，本着各自建设，资源共享的原则，会议明确一期和平村主变电所向二期第三分区供电，在一期主变电所为二期预留两面35kV开关柜的安装条件，二期负责采购和安装。2020年4月，二期施工单位按计划进行安装前发现，一期04至17号35kV开关柜已安装实验完毕，04和17号柜侧未预留设备孔洞和基础（图2），不具备并柜安装条件。经双方对接，一期业主提出，根据规划，和平村主变电所还为11号线预留远期接入条件，直接并柜安装后，后续地铁11号线接入时将面临较大的改扩建任务，因届时5号线已处于运营期，改扩建实施难度很大，建议此次二期工程接入时一并考虑11号线接入条件。为此，制定并选择怎样的一个改扩建方案，既能满足二期工程按期“电通”开展后续调试任务的需要，又能为远期11号线接入创造良好条件的方案，是本文重点阐述的内容。
图2 一期和平村主变电所35kV开关柜室平面布置图（改造前）
3.方案比选
3.1方案一：母线桥方连接方案
为5号线一期供电的开关柜布置在（图2）上方04-17柜位处，为5号线二期和11号线供电的开关柜布置在下面一排柜位处，两排开关柜母线通过母线桥方式进行连接。
优点：1.方案简单易行，不需重新开孔制作设备基础，对变电所结构影响较小；2.不需增加联络柜，二期业主变更投资额较小；3.远期接入简单，11号线新增开关柜只需在5号线二期开关柜侧并柜安装。
缺点：1.加工改造周期长，经与设备厂家沟通，母线桥方案需对一期已安装两面开关柜和二期已到场两面出线柜进行改造，增加母线桥连接构件，并且母线桥属于定制产品，制造周期较长，这样不但会增加现场的改造工作量，而且会导致工期延长；2.母线桥需维护，增加运营负担，西安地铁已开通和其它在建线路均未采取过母线桥连接形式，运营单位不建议采用此方案。
3.2方案二：一、二期开关柜并柜方案
将为5号线二期供电的两面开关柜设置在5号线一期04和17号开关柜两侧，并柜安装，如下图所示。该方案需增加两面开关柜的开孔和基础，并柜后需重新做相关试验。待远期11号线实施时，再将该两面开关柜作为联络柜，与下面一排开关柜通过电缆将母线连接起来，再将5号线二期开关柜安装位置转移至下面一排，与11号线开关柜并柜安装。
图3 一、二期开关柜并柜方案平面布置图
优点：1.方案简单易行，工期短，当前即可施工，因主变电所尚未送电，不需办理停电手续，完全满足5号线二期当前工程进度要求；2.不需增加联络柜，不增加二期业主投资。
缺点：1.需重新开孔制作设备基础，对结构有一定影响；2.远期11号线接入时工程量大，且届时5号线已经正式运营，和平村主变电所供电范围需长时间单电源运行或者由相邻主变支援供电，具有一定风险；3.5号线二期开关柜位置变化后35kv馈线电缆需重新敷设并制作接头，原5号线二期馈线开关柜改做联络柜需进行一定的改造。
3.3方案三：增加联络柜方案
在5号线一期开关柜两侧增加两面联络柜，与上面一排开关柜并柜安装，在下面一排柜位处增加两面提升联络柜与上面一排开关柜通过电缆将母线连接起来，并在下面一排柜位处的2面联络柜旁分别增加1面开关柜为5号线二期供电。待远期11号线实施时，在下面一排预留柜位处布置开关柜，与为5号线二期供电的开关柜进行并柜安装。如图4所示：
图4 增加联络柜方案
优点：1.远期接入简单，11号线新增开关柜只需在5号线二期开关柜侧并柜安装；2.改造后事实上增加了Ⅱ级母线，后期并柜扩容对Ⅰ级母线基本无影响，Ⅰ级母线和主变不需停电，对运营线路影响范围较小。
缺点：1.需重新开孔制作设备基础，对结构有一定影响；2.新增4面联络柜，受疫情影响厂家订单积压，产能有限，供货能力不足，制造供货周期最短3个月；3.因需在3个月设备到货后实施，届时工程已进入试运行期间，需协调供电局停电并分段实施，施工困难且周期长；4.虽满足了11号线的远期需求，但增加了二期业主投资。
3.4确定方案
认真分析上述方案的优缺点，方案一母线桥连接西安地铁从未采用，运营缺乏维护经验反对此方案；方案二虽快速解决了目前5号线二期的供电需求，但是远期11号线接入时工程量较大，届时将对已运营5号线产生较大影响；只有方案三虽增加了5号线二期当前的施工组织难度和一期业主投资，但却是远期11号线接入便利性和安全性最高的方案；本着建设服务运营和困难前置的原则，选择方案三为最终实施方案。
4.施工组织
和平村主变电所改扩建前，二期工程第三供电分区文教园至王寺段由交大创新港主变支援供电，满足调试及试运行用电。新增设备基础开孔和制作由一期工程和平村主变电所施工单位负责，新增设备采购、安装和调试由二期供电单位负责实施。改扩建的设备安装分段实施，先进行Ⅱ段母线开关柜的安装调试，待Ⅱ段施工调试完成具备带电条件后，切换负荷，安装调试Ⅰ段设备。改扩建期间和平村主变电所单电源单母线运行，合正线出所后第一个变电所阿房宫南站牵混所35kV母联开关使正线35kV中压环网Ⅰ、Ⅱ段带电。
5.结语
西安地铁5号线一期和平村主变电所肩负向一、二期工程供电的同时，还要兼顾规划11号线的接入，二期工程接入和平村主变电所的方案不但要满足5号线一、二期送电调试和贯通运营的需求，更重要的是要确保后续线路接入的便捷性和安全性，大幅降低远期11号线在和平村主变电所接入时对运营造成的风险。所以经过充分的比选，最终确定了增加联络柜的方案三为本次改扩建最终方案。目前，方案已组织实施完毕，系统稳定，设备运行良好，5号线一、二期也将于年底同步开通并贯通运营。最后，希望本文能为同行在制定类似方案时提供些许借鉴。
参考文献
[1]《3～110kV高压配电装置设计规范》GB50060-2008.
[2]《35kV～110kV变电站设计规范》GB50059-2011.
[3] 曹海涛 郭藜蔓. 深圳市轨道交通二期工程主变电所资源共享研究[D].城市轨道交通研究,2011.