既有鐵路牽引變電所還建方案淺析

李 猛

0 引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步,既有電氣化鐵路已無法滿足現(xiàn)有運(yùn)輸?shù)囊螅非蟾咚佟⒅剌d已成為鐵路部門改革的重要趨向，它包括新建線路、增設(shè)復(fù)線、既有線提速、變電所改造等。電氣化鐵路牽引變電所是電氣化鐵路的心臟，它的成功改造直接關(guān)系鐵路運(yùn)輸?shù)恼＿\(yùn)轉(zhuǎn)，掌握牽引變電所既有設(shè)備的運(yùn)行方式、設(shè)備配置、接線原理等因素，制定相應(yīng)的施工過渡方案是保障施工順利進(jìn)行的基石。

1 工程簡介

新建盤營客運(yùn)專線從溝海線既有友誼牽引變電所的主變壓器和高壓室之間穿過，須將友誼所遷移還建，與新建客運(yùn)專線友誼所合建。由于工期和室外220 kV電源要求，該階段只能進(jìn)行27.5 kV設(shè)備還建。既有所主控室綜合自動化、交直流、監(jiān)控保護(hù)柜全部更新，高壓室27.5 kV設(shè)備利舊，既有所室外高壓側(cè)設(shè)備暫不移動到新所，主變壓器饋出27.5 kV電源用27.5 kV電纜從變壓器低壓側(cè)引至新所高壓室進(jìn)線穿墻套管外側(cè)，拆除友誼所主控室、高壓室全部設(shè)備及室外電容間隔，新所接地網(wǎng)要與舊所接地網(wǎng)可靠相連，集中接地箱及相應(yīng)回流線改移至新所的集中接地箱。

既有友誼牽引變電所移設(shè)工程分為以下幾個步驟：

（1）既有所27.5 kV部分設(shè)備移設(shè)到新所，拆除既有所相關(guān)二次線，接新所二次線。1#主變壓器（下文簡稱主變）運(yùn)行，沒有備用，饋線211、213投入使用，饋線212拆除，如主變有故障情況進(jìn)行越區(qū)供電。

（2）新建友誼牽引變電所設(shè)備安裝（包括213回路倒接）與調(diào)試、保護(hù)柜二次接線與校對、遠(yuǎn)動調(diào)試與實(shí)驗(yàn)，檢查完畢后將2#主變投入運(yùn)行，饋線212、213投入使用，1#主變及饋線211作為備用。

（3）2#主變試運(yùn)行24 h，拆除舊所剩余設(shè)備，移設(shè)到新所，此時2#主變及饋線211、213投入使用，沒有備用。

（4）新所設(shè)備安裝與調(diào)試、保護(hù)柜二次接線與校對、遠(yuǎn)動調(diào)試與實(shí)驗(yàn)，檢查完畢后將1#主變投入使用，作為備用變壓器，饋線211作為備用饋出。

（5）主母線連接，恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)，將原友誼牽引變電所拆除，27.5 kV設(shè)備還建工程竣工。

2 施工方案

下文主要介紹第一步施工方案及注意項(xiàng)點(diǎn)，其他步驟不再贅述。

2.1 27.5 kV側(cè)設(shè)備拆除方案

27.5 kV側(cè)設(shè)備拆除方案步驟如下（圖1、2）。

（1）撤除電動隔離開關(guān)2001、2002及相連銅母排，撤除電動隔離開關(guān)2003，2004及相連銅母排，撤除 J2-J3，J1-J2，J7-J11間隔，柜頂母線橋及銅排，撤除J1間隔頂部銅排，并將J2間隔中電動隔離開關(guān)2131與J8間隔中電動隔離開關(guān)2111上部用銅排（新加母排）相連。

（2）撤除J4間隔穿墻套管及連接銅排，同時撤除J9間隔墻上穿墻導(dǎo)管。

（3）撤除2#主變27.5 kV側(cè)至穿墻導(dǎo)管的連線及J7間隔穿墻套管，在主變至回流箱兩端同時撤除回流線。撤除并聯(lián)補(bǔ)償裝置及J5間隔穿墻套管，所用變壓器在集中接地箱的回流電纜。

（4）撤除故判裝置所有的電連接部分及室外電容間隔。

圖1 既有友誼牽引變電所供電原理圖

圖2 高壓間隔示意圖

2.2 27.5 kV側(cè)設(shè)備拆除注意項(xiàng)點(diǎn)

（1）2.1節(jié)中第1步為該項(xiàng)作業(yè)的關(guān)鍵點(diǎn)，由于天窗時間有限，作業(yè)應(yīng)抓緊時間完成，保證有足夠時間完成檢查以及缺陷處理。

（2）保證可靠送電及以后撤除搬遷工作的施工安全。

（3）避免在撤除電動隔離開關(guān)及斷路器時造成二次短路影響送電運(yùn)行。

（4）二次接線的撤除與檢查。

（5）該項(xiàng)作業(yè)的好壞是保證 1#主變及饋線211、213能否順利啟動送電的關(guān)鍵。要有足夠的時間對開關(guān)101、211，213進(jìn)行空載傳動實(shí)驗(yàn)。

2.3 主控室保護(hù)柜拆除方案

主控室保護(hù)柜拆除方案步驟如下：

（1）2#主變測控回路：a.斷開2#主變測控盤上1DK、2DK、3DK、4DK、5DK、6DK裝置電源和操作電源開關(guān)。斷開7DK（1021操作電源）、8DK（2021操作電源）、9DK（1021D操作電源）、10DK（2002操作電源）、11DK（2004操作電源）；b.在1#主保屏端子排1D單元上將45#、48#端子短接（去101DL的閉鎖結(jié)點(diǎn)），同時撤除芯線107，109；c.在2#主變測控盤3D端子排上分別撤除芯線39、40、41、42（202DL、2021GK、2002GK、2004GK信號量采集），撤除芯線 81—90（和 2#主變測控盤聯(lián)系的信號）；d.拆除2#主變及27.5 kV所變壓器，電容203、204回流電纜。

（2）饋線212測控回路：在饋線測控盤上斷開5DK、6DK，212裝置電源和操作電源開關(guān)。斷開 7DK（2121GK操作電源)、8DK（2FH操作電源）15DK（2123GK操作電源）、17DK（2531操作電源），斷開18DK（5FH操作電源）。

（3）電容補(bǔ)償回路：在電容測控盤上斷開1DK、2DK、4DK、5DK（203，204裝置電源和操作電源），同時還要斷開3DK（2031操作電源）、6DK（2041操作電源）、7DK（4FH操作電源）、2ZK（W212GK操作電源）。

2.4 主控室保護(hù)柜拆除注意項(xiàng)點(diǎn)

（1）撤除電動隔離開關(guān)電動機(jī)構(gòu)及與刀閘一體的輔助開關(guān)時，應(yīng)用萬用表測量接線端子是否帶電，確認(rèn)無電時才能撤除。

（2）室內(nèi)機(jī)構(gòu)加熱回路交流電源在交流盤上斷開，機(jī)構(gòu)HM由于是環(huán)形供電方式只能在機(jī)構(gòu)接線端子處撤除并作絕緣處理。

（3）所有撤除的二次接線電纜芯線端子頭必須保留在線頭上，以便還建安裝時校對線號。

（4）以上工作應(yīng)提前進(jìn)所在控制盤，端子箱上依照二次圖進(jìn)行校對并確認(rèn)。

2.5 第一步施工完畢送電方案

確認(rèn)J2間隔中電動隔離開關(guān)2131與J8間隔中電動隔離開關(guān)2111上部用銅排（新加母排）連接良好，并確認(rèn)保護(hù)裝置接線良好，1#主變投入運(yùn)行，恢復(fù)饋線211、213投入使用。

3 施工特點(diǎn)

從上述施工方案可以看出，牽引變電所還建施工的特點(diǎn)是：

（1）充分利用牽引變電所的“天窗”時間，解決了因施工占用封鎖時間，緩解了施工與運(yùn)輸?shù)臎_突。

（2）既有所高壓間27.5 kV設(shè)備已進(jìn)入疲勞期，在拆除及安裝過程中易發(fā)生突發(fā)事件，且沒有備品備件，只有檢修處理。

（3）高壓間設(shè)備繁多，空間狹小，附近帶電設(shè)備較多，極易發(fā)生人身和設(shè)備事故。

（4）天窗時間較短，必須保證接線及設(shè)備安裝后萬無一失，并留出時間給遠(yuǎn)動調(diào)試，且有幾天時間只有1臺主變單獨(dú)運(yùn)行，如主變發(fā)生故障，只有進(jìn)行越區(qū)供電。

（5）利用停電計(jì)劃避免了租用移動高壓設(shè)備，降低了工程造價。

據(jù)此，筆者建議：

（1）施工過程中應(yīng)增加1臺10 kV或27.5 kV所用變壓器，在拆除既有所設(shè)備時作為交直流屏的備用電源，以提高既有所過渡期間的可靠性。

（2）由于新建友誼所高壓室濕度較高，建議安裝除濕機(jī)，避免電氣拉弧造成設(shè)備故障。

（3）既有所移設(shè)過程中，施工部門要多與運(yùn)營單位聯(lián)系，避免以后在設(shè)備維護(hù)與運(yùn)營方面的不利影響。

（4）施工中每一步完成后都要進(jìn)行細(xì)致檢查，以保障整個溝海線的行車安全。

（5）要做好施工預(yù)想會及施工例會工作，并做好應(yīng)急搶修預(yù)案。

4 結(jié)束語

在既有牽引變電所改造施工中，要有可行性的施工方案，要加強(qiáng)施工單位與運(yùn)營單位的協(xié)調(diào)合作，實(shí)行作業(yè)簡潔化、標(biāo)準(zhǔn)化，保證運(yùn)行安全。并利用天窗進(jìn)行接線和設(shè)備利舊，這些都需要很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)人員和現(xiàn)場施工人員。同時，牽引變電所設(shè)備移設(shè)工程，需要在短時間內(nèi)完成大量的設(shè)備拆除與安裝，完成變電所遠(yuǎn)動調(diào)試，可以培養(yǎng)高素質(zhì)的工程技術(shù)人員和熟練的技術(shù)工人，為以后既有牽引變電所帶電改造過渡施工打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]張秀峰，連級三.利用電力電子技術(shù)構(gòu)建的新型牽引供電系統(tǒng)[J].交流技術(shù)與電力牽引，2007(3)：49-54.