朔黃鐵路神池南牽引變電所二次設(shè)備改造技術(shù)

魏儔元

（朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司，山西 原平 034101）

隨著鐵路技術(shù)裝備的不斷發(fā)展，既有牽引變電所的控制保護(hù)方式也進(jìn)入了綜合自動(dòng)化時(shí)代。對(duì)既有牽引變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)改造施工，不是簡單的設(shè)備更換，而是工作復(fù)雜，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求極高的換腦手術(shù)，在確保正常的鐵路運(yùn)輸秩序，不間斷供電、人身設(shè)備安全等前提下，完成這項(xiàng)工作必須有一套完善、可行、周密的施工方案和安全措施。因此，總結(jié)牽引變電所綜合自動(dòng)化改造技術(shù)方案，對(duì)于當(dāng)前及至以后安全、優(yōu)質(zhì)、高效、快速完成牽引變電所設(shè)備改造都具有現(xiàn)實(shí)意義。

朔黃鐵路神池南牽引變電所建成于2000年，AT供電方式，擔(dān)負(fù)著向朔黃、神朔鐵路供電的任務(wù)，既有二次設(shè)備嚴(yán)重老化，供電可靠性差，經(jīng)常出現(xiàn)誤報(bào)及誤跳。改造工程更換所有二次設(shè)備并升級(jí)為綜合自動(dòng)化設(shè)備。要求牽引變電所帶電改造施工時(shí)，不能間斷接觸網(wǎng)電源，影響行車安全。需要停電作業(yè)的工序只能在天窗作業(yè)點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行，牽引變電所原有的備用主變壓器、斷路器等重要設(shè)備不能長時(shí)間退出備用。

1 二次設(shè)備改造內(nèi)容

神池南牽引變電所主接線圖如圖1所示。

圖1 神池南牽引變電所主接線圖

二次設(shè)備改造包括：既有控制室控制、保護(hù)盤柜、遠(yuǎn)動(dòng)盤柜、交直流盤柜設(shè)備全部拆除，新的綜合自動(dòng)化裝置、交直流系統(tǒng)設(shè)備，安裝于新建控制室內(nèi)，二次電纜更新。

2 改造流程

1）對(duì)既有一次設(shè)備的接線圖、原理圖收集、整理，核查與設(shè)計(jì)原理、接線是否相符，現(xiàn)場對(duì)既有設(shè)備的接線對(duì)照復(fù)查。

2）在新控制室內(nèi)綜自系統(tǒng)屏柜、交直流電源系統(tǒng)盤柜安裝完畢，新端子箱臨時(shí)在既有端子箱旁安裝完畢。

3）電纜敷設(shè)、二次接線：電纜敷設(shè)完畢，二次接線完畢，交直流電源系統(tǒng)帶電調(diào)試完畢。

4）交直流電源系統(tǒng)：在新控制室內(nèi)交直流系統(tǒng)設(shè)備安裝調(diào)試完畢后投入使用，新綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用新交直流電源進(jìn)行調(diào)試和倒接運(yùn)行。

5）綜合自動(dòng)化系統(tǒng)：二次配線完畢后，對(duì)綜自動(dòng)化系統(tǒng)裝置通電進(jìn)行裝置試驗(yàn)、錄入設(shè)計(jì)提供的新設(shè)備投運(yùn)定值，對(duì)每個(gè)回路測量、控制、信號(hào)、保護(hù)在設(shè)備端模擬聯(lián)動(dòng)調(diào)試完畢。

6）遠(yuǎn)動(dòng)通信系統(tǒng)：遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)通道利用變電所新增光纖通道，音頻通道作為備用通道，進(jìn)行新系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)通信系統(tǒng)接入、調(diào)試投入運(yùn)行。

7）更新設(shè)備：本次改造涉及部分更新的新設(shè)備與系統(tǒng)倒接同時(shí)更換，必須在高壓試驗(yàn)完畢合格后才進(jìn)行更換倒接。

8）倒接時(shí)間、人員組織：為了保證運(yùn)行，利用天窗停電點(diǎn)的時(shí)間原則上進(jìn)行一個(gè)盤柜的倒接，天窗點(diǎn)以前對(duì)該盤柜倒接的回路相關(guān)的所有二次接線的設(shè)備安排接線人員，確保在兩個(gè)小時(shí)以內(nèi)接線能完成，預(yù)留一個(gè)小時(shí)的時(shí)間進(jìn)行接線檢查及傳動(dòng)試驗(yàn)。

3 倒接施工方案

根據(jù)本次倒接情況，選擇代表性強(qiáng)的110kV系統(tǒng)倒接施工方案分析如下：

1）為了保證運(yùn)行，利用天窗停電點(diǎn)解除2#110kV進(jìn)線、2#主變系統(tǒng)與1#110kV進(jìn)線、1#主變系統(tǒng)之間的閉鎖關(guān)系，備自投裝置退出運(yùn)行，1#110kV進(jìn)線、1#主變系統(tǒng)正常運(yùn)行。2#110kV進(jìn)線、2#主變系統(tǒng)退出運(yùn)行后，在非天窗進(jìn)行系統(tǒng)綜自倒接、計(jì)量回路倒接和系統(tǒng)調(diào)試工作，全部設(shè)備倒接完成，所有試驗(yàn)完成，再利用下個(gè)天窗點(diǎn)進(jìn)行2#主變的送電試運(yùn)行及投入運(yùn)行。

2）2#110kV進(jìn)線、2#主變系統(tǒng)倒接完成投入運(yùn)行后，1#110kV進(jìn)線、1#主變系統(tǒng)退出運(yùn)行。1#110kV進(jìn)線、1#主變系統(tǒng)退出運(yùn)行，在非天窗進(jìn)行系統(tǒng)綜自倒接、計(jì)量回路倒接和系統(tǒng)調(diào)試工作，全部設(shè)備倒接完成。所有試驗(yàn)完成，以后利用下一個(gè)天窗點(diǎn)進(jìn)行1#主變的送電及投入運(yùn)行。

4 倒接施工步驟

4.1 試驗(yàn)

試驗(yàn)組和廠家在倒接前錄入設(shè)計(jì)定值，錄入定值核對(duì)無誤并打印簽認(rèn)。

倒接前根據(jù)錄入定值進(jìn)行各項(xiàng)規(guī)定試驗(yàn)，試驗(yàn)完成合格后出正式試驗(yàn)報(bào)告。

綜自廠家人員提前對(duì)裝置和后臺(tái)進(jìn)行調(diào)試完畢，裝置和后臺(tái)對(duì)應(yīng)無誤，后臺(tái)監(jiān)測、控制準(zhǔn)確合格具備倒接后投入運(yùn)行。

倒接時(shí)，試驗(yàn)組根據(jù)倒接二次接線進(jìn)度，接線完畢一個(gè)設(shè)備立即對(duì)其進(jìn)行傳動(dòng)試驗(yàn)、流互極性校驗(yàn)、保護(hù)試驗(yàn)。

4.2 利用天窗停電點(diǎn)全所停電

在110kV繼電器盤上退出自投裝置，關(guān)閉自投裝置電源。解除1#、2#110kV進(jìn)線，1#、2#主變系統(tǒng)回路閉鎖關(guān)系。

4.3 動(dòng)力變系統(tǒng)倒閘至2#110kV進(jìn)線系統(tǒng)

因動(dòng)力變系統(tǒng)接在1#110kV進(jìn)線系統(tǒng)母線上，進(jìn)行倒接 1#110kV進(jìn)線、1#主變系統(tǒng)時(shí)，1#110kV進(jìn)線系統(tǒng)停電退出運(yùn)行，為了保證動(dòng)力變系統(tǒng)正常運(yùn)行，利用天窗停電點(diǎn)，2#110kV進(jìn)線投運(yùn)后將1512、1522橋隔離開關(guān)合閘，2#110kV電源倒入1#進(jìn)線隔離開關(guān)1511GK與1022GK之間母線上供動(dòng)力變運(yùn)行。

4.4 既有二次接線撤除

斷路器二次接線撤除：先在既有斷路器端子箱內(nèi)進(jìn)行撤除引致斷路器機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的二次接線，該線撤除后，對(duì)該斷路器機(jī)構(gòu)箱用萬用表逐根線進(jìn)行測量，無電后進(jìn)行機(jī)構(gòu)箱內(nèi)既有二次線撤除。機(jī)構(gòu)箱內(nèi)既有二次線撤除后將既有電纜從電纜保護(hù)管內(nèi)抽出便于穿新電纜。

電動(dòng)隔離開關(guān)二次接線撤除：電動(dòng)隔離開關(guān)的直流合閘電源和交流加熱電源是在機(jī)構(gòu)箱內(nèi)端子上并接環(huán)網(wǎng)，機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的直流合閘電源和交流加熱電源是在端子上T接，撤除電動(dòng)隔離開關(guān)直流合閘電源和交流加熱電源后，必須立即對(duì)+HM 與+HM、-HM 與-HM 可靠短接做好絕緣處理，保證既有環(huán)網(wǎng)直流合閘電源和交流加熱電源正常運(yùn)行，在撤除時(shí)必須注意。直流合閘電源和交流加熱電源有電，在撤除時(shí)嚴(yán)禁短路、觸碰和接觸機(jī)構(gòu)箱外殼，以免造成直流接地和短路影響既有設(shè)備正常運(yùn)行。

電動(dòng)隔離開關(guān)既有二次線撤除后，芯線絕緣處理完畢，暫時(shí)預(yù)留在機(jī)構(gòu)箱內(nèi)（因合閘電源環(huán)網(wǎng)線、正負(fù)控制、信號(hào)線帶電），全部改造完畢一并撤除。

互感器的二次接線撤除：首先確認(rèn)和檢查需要撤除的電流、電壓互感器前端隔離開關(guān)處于分閘位置、隔離開關(guān)觸頭在斷開位、隔離開關(guān)受電側(cè)掛有接地封線并可靠接地，確認(rèn)無誤后準(zhǔn)許進(jìn)行撤除互感器既有二次接線。

在撤除電壓、電流互感器既有二次接線時(shí)，如果計(jì)量回路同步倒接時(shí)，既有計(jì)量回路一并撤出。

變壓器的二次接線撤除：先在既有變壓器端子箱內(nèi)進(jìn)行撤除引致變壓器本體箱內(nèi)的二次接線，既有變壓器端子箱引致本體箱內(nèi)的二次接線撤除后，對(duì)該變壓器本體箱用萬用表逐根線進(jìn)行測量，無電后進(jìn)行本體箱內(nèi)既有二次線撤除。

4.5 新二次線接入

先關(guān)閉新測控盤柜上的該倒接回路的控制、信號(hào)回路電源。

斷路器接入模擬調(diào)試完畢的新二次線。

電動(dòng)隔離開關(guān)接入模擬調(diào)試完畢的新二次線。

互感器接入模擬調(diào)試完畢的新二次線。

變壓器接入模擬調(diào)試完畢的新二次線。

4.6 新系統(tǒng)帶設(shè)備傳動(dòng)試驗(yàn)、整體試驗(yàn)

試驗(yàn)組根據(jù)倒接二次接線進(jìn)度，接線完畢一個(gè)設(shè)備立即對(duì)該設(shè)備進(jìn)行傳動(dòng)試驗(yàn)和流互極性校驗(yàn)。

流互的極性試驗(yàn)必須在流互一次側(cè)進(jìn)行極性校驗(yàn)。

壓互的加壓試驗(yàn)必須在壓互二次側(cè)二次接線端子處加壓，對(duì)壓互二次接線整個(gè)回路進(jìn)行校驗(yàn)。

變壓器本體保護(hù)試驗(yàn)如；壓力釋放、重瓦斯、溫度Ⅱ段跳閘保護(hù)試驗(yàn)必須在變壓器本體裝置上傳動(dòng)試驗(yàn)。

2#110kV進(jìn)線、2#主變系統(tǒng)倒接調(diào)試是退出運(yùn)行在非天窗停電點(diǎn)外進(jìn)行倒接，2#110kV進(jìn)線、1521、1520D、1529隔離開關(guān)進(jìn)線端帶電側(cè)有電，1512橋隔離開關(guān)靠1#系統(tǒng)側(cè)有電，2021T、2021M隔離開關(guān)出線端受電側(cè)有電。所以在進(jìn)行 1521、1520D、1529、1512、2021T、2021M隔離開關(guān)傳動(dòng)試驗(yàn)電動(dòng)隔離開關(guān)時(shí)，必須拆出電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)與隔離開關(guān)之間連接的主傳動(dòng)連桿，傳動(dòng)試驗(yàn)時(shí)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作隔離開關(guān)不動(dòng)作。

1#110kV進(jìn)線、1#主變系統(tǒng)倒接調(diào)試是退出運(yùn)行在非天窗停電點(diǎn)外進(jìn)行倒接，為了保證動(dòng)力變系統(tǒng)正常運(yùn)行，動(dòng)力變系統(tǒng)110kV電源通過2#110kV進(jìn)線經(jīng)過 1512、1522橋隔離開關(guān)合閘倒入 1#進(jìn)線1511、1012隔離開關(guān)之間母線供電，1512、1522、1511隔離開關(guān)帶電，1#110kV進(jìn)線1511、1510D、1519、1012隔離開關(guān)進(jìn)線端帶電側(cè)有電，2011T、2011M 隔離開關(guān)出線端受電側(cè)有電，所以在進(jìn)行1511、1510D、1519、2011T、2011M隔離開關(guān)傳動(dòng)試驗(yàn)電動(dòng)隔離開關(guān)時(shí)，必須拆出電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)與隔離開關(guān)之間連接的主傳動(dòng)連桿，傳動(dòng)試驗(yàn)時(shí)確保電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作隔離開關(guān)不動(dòng)作。電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)與隔離開關(guān)連桿的連接在1#、2#進(jìn)線系統(tǒng)全所聯(lián)調(diào)完成后自投、閉鎖接入調(diào)試合格后隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)與隔離開關(guān)主傳動(dòng)連桿再連接。

4.7 利用天窗停電點(diǎn)全所停電

在主變測控盤上自投裝置投入。接入 1#、2#110kV進(jìn)線、1#、2#主變系統(tǒng)回路閉鎖關(guān)系。

4.8 新系統(tǒng)帶電投入運(yùn)行

新系統(tǒng)倒接結(jié)束，各項(xiàng)傳動(dòng)試驗(yàn)、整體試驗(yàn)完成合格后必須對(duì)所有二次接線、短接連片進(jìn)行檢查緊錮。新系統(tǒng)投運(yùn)后，在保護(hù)裝置和后臺(tái)上復(fù)核運(yùn)行各項(xiàng)參數(shù)和顯示數(shù)據(jù)是否正確。

5 施工特點(diǎn)

1）施工難度大

既有牽引變電所已進(jìn)行多次改造，變動(dòng)較大，設(shè)計(jì)圖和既有圖紙與設(shè)備實(shí)際有很大出入，既有設(shè)備無原理圖、接線圖，設(shè)備型號(hào)雜亂，更新設(shè)備與既有設(shè)備規(guī)格型號(hào)尺寸不符，全所二次設(shè)備都要進(jìn)行改造，每次設(shè)備改造時(shí)都要進(jìn)行施工過渡，保證設(shè)備運(yùn)行，這都大大加大了施工難度。

2）施工周期短

二次設(shè)備倒接要求控制在 4～6個(gè)天窗點(diǎn)內(nèi)完成，部分不影響正常供電運(yùn)行的回路只有充分利用非天窗點(diǎn)進(jìn)行倒接更換。

3）施工干擾大

既有牽引變電所是帶電改造，各項(xiàng)施工都在高壓帶電區(qū)域施工和操作，每項(xiàng)工序都必須有安全措施和防護(hù)監(jiān)控人員不脫崗隨時(shí)監(jiān)護(hù)。施工中長大物件搬運(yùn)、設(shè)備更換、電纜敷設(shè)等各項(xiàng)施工和人身安全受到很大的制約。對(duì)既有設(shè)備的性能、原理、接線了解都必須小心謹(jǐn)慎，一不小心就會(huì)造成既有設(shè)備跳閘影響正常供電運(yùn)行。

4）技術(shù)力量要求高

首先技術(shù)人員對(duì)既有設(shè)備的性能、原理、接線必須清楚，控制、保護(hù)、信號(hào)回路、接線方式、每一根二次接線的用途都必須熟練掌握，新裝置、新控制、保護(hù)、信號(hào)回路、二次接線與既有設(shè)備的接線和原理必須做到準(zhǔn)確無誤。其次在新舊回路綜自倒接時(shí)，短暫的2～3h內(nèi)將要完成既有控制、保護(hù)、信號(hào)回路二次撤除和新二次接線接入，倒至新綜自系統(tǒng)測控、保護(hù)投入正常運(yùn)行，需要很強(qiáng)的技術(shù)、施工、操作人員才能做到。

6 結(jié)論

在牽引變電所帶電改造施工中，要保證不間斷運(yùn)行，進(jìn)行新建以及拆舊換新，并且二次部分帶電操作，這些都需要很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)和熟練的現(xiàn)場施工人員。在施工中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）在牽引變電所帶電改造中，要有可行性施工方案，以及處理運(yùn)行和施工中的各種事故的能力。

2）在施工過程中注意保持既有保護(hù)的完整性，如在倒接過程中拆除的±HM、加熱電源、各類閉鎖節(jié)點(diǎn)等都必須可靠短接。

3）倒接前的各類調(diào)試及試驗(yàn)必須反復(fù)確認(rèn)無誤后，方可進(jìn)行倒接。

4）認(rèn)真開好工前預(yù)想會(huì)與工后總結(jié)會(huì)，把各種可能發(fā)生的情況都想到，并做好應(yīng)急方案，不斷優(yōu)化施工方案，確保施工的順利進(jìn)行。

5）要注意施工節(jié)奏，不能與整個(gè)施工部署脫節(jié)。例如進(jìn)行主變系統(tǒng)改造時(shí)，要將兩個(gè)主變系統(tǒng)區(qū)分開，然后依次改造。

6）倒接過程中要注意新舊保護(hù)的銜接，適度調(diào)整相關(guān)參數(shù)。如保護(hù)定值的整定。

[1] 王國英,彭為民.牽引變電所二次改造過渡不停電配電盤整體遷移技術(shù)方案[J].太原鐵道科技, 2006(4).

[2] 鐵道部.牽引變電所運(yùn)行檢修規(guī)程[M].北京:中國鐵道出版社, 1999.