牽引變電所中央信號(hào)盤大修更新問題分析與對(duì)策

■ 張炳倫

1 問題的提出

中央信號(hào)盤（簡(jiǎn)稱中信盤）是電氣化鐵路牽引變電所正常運(yùn)行的保證系統(tǒng)，主要承擔(dān)下列任務(wù)：

（1）所內(nèi)各級(jí)斷路器事故跳閘時(shí)，能及時(shí)發(fā)出事故音響信號(hào)（電笛響，較為刺耳，提醒警示作用強(qiáng)），并使相應(yīng)的斷路器位置指示燈閃光，稱為事故信號(hào)。

（2）運(yùn)行設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，能及時(shí)發(fā)出區(qū)別于事故音響信號(hào)的另一種音響信號(hào)（電鈴響，不是很刺耳，起提醒作用），并有相應(yīng)的光字牌顯示故障性質(zhì)，稱為預(yù)告信號(hào)。

（3）電笛、電鈴、位置信號(hào)燈、故障光字牌在未有事故或故障的情況下，能進(jìn)行手動(dòng)試驗(yàn)以確認(rèn)其是否狀態(tài)良好，以免因裝置狀態(tài)不良而不能及時(shí)在事故或故障發(fā)生時(shí)給出相應(yīng)的聲光信號(hào)。

（4）當(dāng)事故或故障音響信號(hào)發(fā)出后，能手動(dòng)或自動(dòng)復(fù)歸。而閃光的位置信號(hào)燈或亮起的光字牌能實(shí)現(xiàn)自保持直至手動(dòng)復(fù)歸，以免因其自動(dòng)復(fù)歸后影響變電所值班員確認(rèn)事故或故障性質(zhì)。

（5）牽引變電所27.5 kV高壓室內(nèi)A、B相母線上分別裝有5、7和6、8電壓互感器，其中5、6為一組，7、8為一組，兩組互為備用，其二次電壓（交流100 V）引入中信盤后的投入和撤出轉(zhuǎn)換由盤上的轉(zhuǎn)換開關(guān)完成，進(jìn)而二次電壓引入后盤上電壓表、盤頂小母線、遠(yuǎn)動(dòng)盤。

（6）牽引變電所兩路110 kV進(jìn)線電壓互感器二次電壓（交流100 V）要引入中信盤，并提供給電壓表進(jìn)行進(jìn)線電壓測(cè)量，還要引出中信盤進(jìn)入遠(yuǎn)動(dòng)盤。

（7）通過(guò)1、2、3刀開關(guān)實(shí)現(xiàn)直流盤KM（直流控制總電源）、XM（直流信號(hào)總電源）向盤頂小母線引接和KM、XM互相代替運(yùn)行。

從中信盤的任務(wù)及常規(guī)性能可以看出，當(dāng)需要大修更新時(shí)，使其停運(yùn)是不可能的，將會(huì)影響整個(gè)變電所設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視、故障情況了解和開關(guān)動(dòng)作情況反映。因此，必須有中信盤過(guò)渡工程。過(guò)渡工程是整個(gè)工程的一個(gè)輔助環(huán)節(jié)，當(dāng)中信盤設(shè)備全部安裝完成后，過(guò)渡工程所用設(shè)備不再使用，所以應(yīng)力求過(guò)渡工程在保證實(shí)現(xiàn)其基本功用的前提下，盡量簡(jiǎn)化，節(jié)約設(shè)備費(fèi)用，節(jié)省過(guò)渡工程施工的工時(shí)消耗，同時(shí)還要注意施工中的安全。

2 中信盤過(guò)渡工程設(shè)備方案比選

一般過(guò)渡工程設(shè)備采取以下3種方案：

方案1：N個(gè)變電所中信盤大修更新時(shí)，購(gòu)買N+1套中信盤和1套相應(yīng)的過(guò)渡電纜，用第N+1套中信盤去過(guò)渡N個(gè)所的舊中信盤。

方案2：N個(gè)變電所中信盤大修更新時(shí)購(gòu)買N套中信盤和1套相應(yīng)的過(guò)渡電纜，用第N套中信盤過(guò)渡第1個(gè)所的舊中信盤，第1個(gè)所的舊中信盤拆下來(lái)后再去過(guò)渡第2—第N個(gè)所的舊中信盤。

方案3：N個(gè)變電所中信盤大修更新時(shí)，利用少量的繼電器和電笛、信號(hào)燈等設(shè)備做一面簡(jiǎn)易過(guò)渡盤，過(guò)渡N個(gè)所的舊中信盤。

顯然，方案1要多購(gòu)買1套新盤，不符合過(guò)渡工程的原則，不可?。环桨?雖然不多購(gòu)置新盤，但有以下缺點(diǎn)：

（1）過(guò)渡工程的過(guò)渡電纜使用較多，造成浪費(fèi)。

（2）過(guò)渡工程端子牌接線拆線多，傳動(dòng)項(xiàng)目多，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且易出錯(cuò)。

（3）新舊過(guò)渡盤體積都較大，在各所間運(yùn)輸不方便，盤上設(shè)備大多需要防振防碰。所以方案2一般也不采用。

方案3利用較少的設(shè)備做一面簡(jiǎn)易過(guò)渡盤，首先是節(jié)約大筆費(fèi)用，且能克服方案2的缺點(diǎn)。存在的問題就是不能百分之百地完成中央信號(hào)的任務(wù)，但只要簡(jiǎn)易過(guò)渡盤能給出變電所內(nèi)易發(fā)生的重要信號(hào)，并通過(guò)值班員在大修期間加強(qiáng)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視、巡視，該缺點(diǎn)就可以克服，因此方案3應(yīng)作為過(guò)渡工程方案首選。

3 簡(jiǎn)易過(guò)渡盤的可行性與實(shí)現(xiàn)

3.1 可行性分析

3.1.1 對(duì)110 kV進(jìn)線電壓不進(jìn)行監(jiān)視測(cè)量

中信盤上有6塊電壓表，分別對(duì)變電所的兩回110 kV進(jìn)線電壓進(jìn)行監(jiān)視，在中信盤大修更新時(shí)可采取簡(jiǎn)易過(guò)渡盤不監(jiān)視的措施?？尚行苑治鋈缦拢?/p>

（1）如果110 kV壓互二次有2個(gè)及以上的線圈時(shí)，各二次線圈的二次電壓分別利用不同的電纜引向自投盤、計(jì)量盤和中信盤，中信盤大修更新時(shí)拆掉110 kV壓互二次引向中信盤的電纜不影響其他設(shè)備運(yùn)行。

（2）如果110 kV壓互二次只有1個(gè)線圈，此線圈通過(guò)1根電纜引向計(jì)量盤或自投盤后再通過(guò)盤間電纜引向中信盤，則中信盤拆舊或裝新時(shí)，拆掉盤間電纜不影響其他設(shè)備正常運(yùn)行。

（3）如果110 kV壓互二次只有1個(gè)線圈，此線圈二次電壓通過(guò)1根電纜先引向中信盤再通過(guò)盤間電纜引向自投盤或計(jì)量盤，則可在中信盤大修更新前，用過(guò)渡電纜從110 kV壓互端子箱處將二次電壓直接引向自投盤和計(jì)量盤，之后舊中信盤停運(yùn)時(shí)也可保證其他設(shè)備正常運(yùn)行。中信盤大修更新完成后，先恢復(fù)正式電纜，最后拆除過(guò)渡電纜。

（4）如果中信盤所在變電所不設(shè)110 kV進(jìn)線自投，則在110 kV壓互失壓后，可通過(guò)A、B相27.5 kV電容跳閘的信號(hào)和計(jì)量盤上的信號(hào)進(jìn)行110 kV失壓判斷，進(jìn)而投入備用的另一回110 kV進(jìn)線。

通過(guò)以上分析可看出，采取一定措施后，簡(jiǎn)易過(guò)渡盤可以不對(duì)110 kV進(jìn)線電壓進(jìn)行監(jiān)視測(cè)量。

3.1.2 不設(shè)1、2、3刀開關(guān)

直流盤的KM、XM總電源通過(guò)中信盤的1、2刀開關(guān)引向盤頂，當(dāng)直流盤的KM、XM總電源其中一個(gè)輸出故障時(shí)，可通過(guò)合上3刀開關(guān)進(jìn)行KM、XM的互相代替運(yùn)行。簡(jiǎn)易過(guò)渡中信盤可不設(shè)1、2、3刀開關(guān)，采取直流盤KM、XM總電源利用過(guò)渡電纜直接引到盤頂小母線的方法?？尚行苑治鋈缦拢?/p>

（1）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，變電所運(yùn)行中使用3刀開關(guān)的幾率很小。

（2）引接KM、XM總電源的過(guò)渡電纜就在過(guò)渡期內(nèi)使用2～3 d，出現(xiàn)故障的幾率極小，一般不會(huì)用到3刀開關(guān)。

（3）各斷路器和隔離開關(guān)單元內(nèi)設(shè)有各自的KM、XM保險(xiǎn)或空氣開關(guān)，一旦有故障，各斷路器和隔離開關(guān)的保險(xiǎn)或空氣開關(guān)熔斷或跳閘，影響不到總KM、XM電源，所以一般也不會(huì)使用3刀開關(guān)。

（4）萬(wàn)一出現(xiàn)直流盤總KM、XM電源保險(xiǎn)熔斷或空氣開關(guān)跳閘，可立即更換保險(xiǎn)或合上空氣開關(guān)，保險(xiǎn)連續(xù)熔斷或空氣開關(guān)一合就跳，可迅速進(jìn)行保險(xiǎn)兩端或空氣開關(guān)兩端的接線端子短接供電。

通過(guò)以上分析可看出，簡(jiǎn)易過(guò)渡中信盤可以不設(shè)1、2、3刀開關(guān)。

3.2 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.2.1 簡(jiǎn)易過(guò)渡工程原理

在上述分析的基礎(chǔ)上，對(duì)變電所運(yùn)行實(shí)際狀況，以及可能發(fā)生的對(duì)變電所運(yùn)行有較大影響的不正?，F(xiàn)象進(jìn)行綜合考慮，制定了中信盤大修更新時(shí)的簡(jiǎn)易過(guò)渡工程方案，其原理見圖1。

圖1中的設(shè)備情況如下：

（1）+XM、-XM為信號(hào)小母線。

（2）1SYM為事故音響小母線。

（3）SSA為事故音響試驗(yàn)按鈕。

（4）1YBM、2YBM為預(yù)告信號(hào)小母線。

（5）SM為閃光信號(hào)小母線。

（6）KDM為控制回路斷線小母線。

（7）PM為掉牌未復(fù)歸小母線。

圖1 中信盤大修更新時(shí)簡(jiǎn)易過(guò)渡工程原理

（8）1SYJ為事故音響繼電器。

（9）SGJ為閃光繼電器。

（10）FMQ為事故電笛蜂鳴器。

（11）DL為預(yù)告音響電鈴。

（12）D1、D2、D3分別為閃光信號(hào)燈、控制回路斷線信號(hào)燈、掉牌未復(fù)歸信號(hào)燈。

（13）SJA為事故音響解除按鈕。

（14）SSA為事故音響試驗(yàn)按鈕。

（15）YSA為預(yù)告音響試驗(yàn)按鈕。

（16）HK為三刀雙擲開關(guān)。

（17）V1、V2為27.5 kV A、B相電壓表。

（18）YMa、YMb、YMc為電壓小母線。

（19）A613、C611為第一組27.5 kV電壓互感器A相二次電壓引入線，B613、框C611為第一組27.5 kV電壓互感器B相二次電壓引入線，A、B相二次電壓引入線分別用一根兩芯過(guò)渡電纜引致HK，并將C611、框C611在HK的5接線柱處短接。A623、C621、B623、框C621為第二組27.5 kV電壓互感器A、B相二次電壓引入線，接線原理與第一組相同。

簡(jiǎn)易過(guò)渡中信盤的各小母線利用過(guò)渡電纜與其他運(yùn)行的配電盤盤頂小母線并接在一起，同時(shí)還利用過(guò)渡電纜將過(guò)渡中信盤的正負(fù)XM分別與直流盤和交流盤的701、702號(hào)線并接在一起，利用過(guò)渡電纜將過(guò)渡中信盤的1YBM、2YBM分別與直流盤和交流盤的1YBM、2YBM并接在一起。

3.2.2 設(shè)備動(dòng)作情況

（1）當(dāng)斷路器事故跳閘時(shí)，保護(hù)裝置出口繼電器使1SYM帶負(fù)電，啟動(dòng)1SYJ，1SYJ的8、10接點(diǎn)與SJA配合，實(shí)現(xiàn)自保持，3、5接點(diǎn)啟動(dòng)FMQ，發(fā)出事故音響。之后，按SJA將1SYJ的自保持解除，1SYJ返回后，事故音響消失。所內(nèi)沒有事故情況下，手動(dòng)按SSA可試驗(yàn)FMQ狀態(tài)是否良好。

（2）+XM通過(guò)SGJ使SM帶電，確保斷路器事故跳閘后其分閘位置綠信號(hào)燈閃光；平時(shí)可通過(guò)按SGA按鈕試驗(yàn)D1是否閃光，確認(rèn)SM正常與否。

（3）當(dāng)斷路器跳閘后，其信繼接點(diǎn)將PM與+XM接通，D3亮，給出掉牌未復(fù)歸信號(hào)，提醒值班員恢復(fù)動(dòng)作了的XJ。如果保護(hù)裝置是成套保護(hù)或微機(jī)保護(hù)而非單體繼電器保護(hù)，有自身的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)燈，則PM和D3等也可省略。

以上3種動(dòng)作情況可完成變電所斷路器事故跳閘后中信系統(tǒng)應(yīng)給出的3種基本信號(hào)。

（4）當(dāng)直流系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障時(shí)，從+XM、701號(hào)線、絕緣監(jiān)察繼電器接點(diǎn)、直流接地光字牌、1YBM、2YBM、CJJ的啟動(dòng)線圈、702號(hào)線直至－XM形成回路，使直流盤“直流接地光字牌”亮的同時(shí)，啟動(dòng)CJJ，進(jìn)而CJJ的6、14接點(diǎn)啟動(dòng)1SJ線圈，1SJ動(dòng)作后，其3、5接點(diǎn)延時(shí)后閉和，啟動(dòng)DL，之后，按YJA手動(dòng)解除電鈴聲，但光字牌不消失，直至故障消除。當(dāng)所內(nèi)沒有故障發(fā)生時(shí)，可手動(dòng)按YSA試驗(yàn)DL狀態(tài)是否良好。

以上動(dòng)作情況可反映直流系統(tǒng)常見且對(duì)運(yùn)行產(chǎn)生較大不良影響的直流接地故障。交流失壓信號(hào)啟動(dòng)與上述相似。

（5）當(dāng)斷路器控制回路有斷線時(shí)，斷路器的HWJ、FWJ同時(shí)失電后，HWJ、FWJ串聯(lián)的常閉接點(diǎn)將KDM與FM接通，KDM帶負(fù)電后，D2亮，給出控制回路短線信號(hào)。

（6）當(dāng)運(yùn)行的某組壓互故障時(shí)，簡(jiǎn)易過(guò)渡中信盤上雖然未設(shè)“27.5 kV壓互斷線”光字牌，但是可通過(guò)電容跳閘和簡(jiǎn)易過(guò)渡中信盤上的電壓表迅速判斷故障性質(zhì)，然后迅速倒換HK可將未故障壓互投入運(yùn)行，供給電壓小母線作為各種保護(hù)裝置的電壓源。利用三刀雙擲閘刀既可以實(shí)現(xiàn)兩組壓互的轉(zhuǎn)換，接線直觀簡(jiǎn)單，且閘刀價(jià)格便宜、安裝簡(jiǎn)便。

總之，簡(jiǎn)易過(guò)渡中信盤能給出牽引變電所易發(fā)生的重要故障和事故信號(hào)，能完成主投與備用設(shè)備的倒換，但它所用的過(guò)渡設(shè)備與正式中信盤相比大為減少，符合過(guò)渡工程作為輔助環(huán)節(jié)應(yīng)力求省料、省工的要求。

4 大修更新工程安全運(yùn)行注意事項(xiàng)

（1）值班員必須加強(qiáng)變電所內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，并及時(shí)向電力調(diào)度員匯報(bào)各種運(yùn)行情況。由于中信盤大修更新時(shí)，一般采取將引向遠(yuǎn)動(dòng)盤的電纜直接甩開的運(yùn)行方式，致使遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)度端電力調(diào)度員監(jiān)控不到各種事故或故障信號(hào)，如：控制回路斷線是所里較易發(fā)生的故障，且影響斷路器動(dòng)作，值班員監(jiān)視到D2燈亮?xí)r（過(guò)渡工程設(shè)計(jì)的D2亮?xí)r不給電鈴），就應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并匯報(bào)處理。再如：一旦牽引變電所110 kV進(jìn)線失壓，備自投裝置動(dòng)作后，所內(nèi)110 kV一次高壓回路運(yùn)行狀況會(huì)發(fā)生很大改變，但電力調(diào)度員不能及時(shí)掌握，備自投過(guò)程中27.5 kV補(bǔ)償電容A、B斷路器會(huì)跳閘且不能自動(dòng)重合，在備自投完成后電容重新送電是需要電力調(diào)度員下命令的。因此，值班員必須加強(qiáng)監(jiān)控和匯報(bào)，才能在萬(wàn)一發(fā)生事故或故障時(shí)進(jìn)行正確及時(shí)的處理。

（2）過(guò)渡工程中倒換HK前，可以將電容失壓跳閘保護(hù)出口連片撤除，因?yàn)榇藭r(shí)的倒換HK不能準(zhǔn)確迅速完成所造成電容失壓是假失壓，不需要電容跳閘。倒換HK時(shí)，動(dòng)作要快，并要選擇各饋線電流表指示很小時(shí)進(jìn)行，以免因HK倒換的不準(zhǔn)確迅速引起與27.5 kV電壓互感器二次電壓關(guān)聯(lián)的保護(hù)裝置誤動(dòng)。

（3）過(guò)渡工程中信盤在代替舊中信盤投入運(yùn)行前需進(jìn)行傳動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)前必須將舊中信盤的各小母線端子全部撤除，否則，過(guò)渡中信盤小母線與舊中信盤小母線還連在一起，傳動(dòng)過(guò)渡中信盤時(shí)，舊中信盤上的有些繼電器及聲光設(shè)備會(huì)和過(guò)渡中信盤的設(shè)備一起動(dòng)作或造成2個(gè)盤上的設(shè)備都不動(dòng)作，使傳動(dòng)工作不能正常進(jìn)行。