呼蘭路地鐵站新建牽引變電站受電啟用施工技術(shù)研究

摘 要：由于上海地鐵交通客流量日益增大，區(qū)間供電負(fù)荷日益提高，許多運(yùn)行多年的線路已無法滿足正常供電需求，因此，對既有設(shè)備進(jìn)行改造升級，或在既有線路上新增變電所，并接入既有運(yùn)行供電系統(tǒng)，就成為了解決問題的關(guān)鍵?，F(xiàn)以一號線呼蘭路站新建33 kV牽引變電站項(xiàng)目為研究背景，進(jìn)行了項(xiàng)目概況敘述后，對設(shè)備受電啟用全過程進(jìn)行了詳細(xì)的研討，目前實(shí)際運(yùn)行情況良好。希望所述受電啟用施工流程和施工方法能為今后類似的工程實(shí)施提供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵供電;牽引變電站;電纜駁接;受電啟用;閉鎖驗(yàn)證

0? ? 引言

上海地鐵一號線北延伸段已運(yùn)行超15年，原設(shè)計(jì)為呼蘭路站提供地鐵車輛牽引電力的是一座33 kV箱式變電站，設(shè)備老舊，存在無備件隱患;且箱式變電站由于場地局限性，無法提供設(shè)備更新改造所需的安裝空間。因此，為了提高供電穩(wěn)定性，增加供電容量，需在原有呼蘭路箱式變電站旁新建一座33 kV牽引變電站，代替原箱式變電站，將33 kV交流電降壓整流成為1 500 V直流電，并通過直流上網(wǎng)電纜對軌道區(qū)間接觸網(wǎng)進(jìn)行供電。

本文主要以該工程機(jī)電安裝工作全部完成后的受電啟用施工為研究背景，詳細(xì)闡述了在保證地鐵線路日常運(yùn)行的嚴(yán)格條件下，在有限的停電時間里，完成一系列纜線駁接、系統(tǒng)測試和受電啟用工作的全過程，并系統(tǒng)介紹了施工技術(shù)和方法，可為今后類似項(xiàng)目的施工提供參考依據(jù)。

1? ? 項(xiàng)目概況

呼蘭路地鐵站新建牽引變電站受電啟用項(xiàng)目施工內(nèi)容涉及呼蘭路原有箱式變電站和新建牽引變電站33 kV交流供電系統(tǒng)駁接、1 500 V直流供電系統(tǒng)駁接和駁接受電工作完成后對新供電系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證工作等。

1.1? ? 呼蘭路牽引變電站運(yùn)行狀態(tài)

1.1.1? ? 呼蘭路牽引變電站33 kV交流供電系統(tǒng)

正常運(yùn)行情況下，呼蘭路牽引變電站通過33 kV靈蘭牽電纜從110 kV靈石路主變電站受電，并通過33 kV蘭寶牽電纜與寶安公路牽引變電站互為備用，寶安公路側(cè)33 kV蘭寶牽開關(guān)為熱備用，當(dāng)33 kV靈蘭牽或33 kV靈寶牽供電線路發(fā)生故障跳閘時自切投入。

1.1.2? ? 呼蘭路牽引變電站1 500 V直流供電系統(tǒng)

呼蘭路牽引變電站直流系統(tǒng)通過兩路整流機(jī)組將33 kV交流電降壓整流為1 500 V直流電，NC21、NC23直流開關(guān)向觸網(wǎng)上行331、333上網(wǎng)閘刀供電，通過335聯(lián)絡(luò)閘刀進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，NC22、NC24直流開關(guān)向接觸網(wǎng)下行332、334上網(wǎng)閘刀供電，通過336聯(lián)絡(luò)閘刀進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

1.2? ? 呼蘭路新建牽引變電站工程涉及駁接工作

根據(jù)目前呼蘭路箱式變電站運(yùn)行狀態(tài)，本次呼蘭路新建牽引變電站工程涉及駁接工作的有：

（1）涉及33 kV電纜駁接的有：蘭寶牽33 kV電纜、靈蘭牽33 kV電纜。

（2）涉及差動光纜駁接調(diào)試的有：蘭寶牽差動光纜、靈蘭牽差動光纜。

（3）涉及差動裝置更換及調(diào)試的有：靈石路主變靈蘭牽、寶安公路蘭寶牽。

（4）涉及直流電纜駁接的有：上行上網(wǎng)電纜331、333，下行上網(wǎng)電纜332、334，上下行回流電纜。

（5）涉及駁接控制電纜的有：上行上網(wǎng)隔開控制電纜331、335、333，下行上網(wǎng)隔開控制電纜332、336、334（含上網(wǎng)隔開調(diào)試）。

（6）涉及割接控制電纜的有：呼寶-LT1，呼寶-LT2，共呼-LT1，共呼-LT2，呼寶-ZT（含聯(lián)跳功能調(diào)試）。

1.3? ? 受電啟用范圍

呼蘭路新建變電所：33 kV靈蘭牽、33 kV蘭寶牽、進(jìn)出線電纜及開關(guān)、33 kV母線。包括整流變開關(guān)、整流變壓器、整流器、正負(fù)極閘刀、直流開關(guān)及觸網(wǎng)隔離開關(guān)等設(shè)備。

2? ? 電源駁接技術(shù)方法

2.1? ? 施工總體流程

先將33 kV蘭寶牽電纜駁接至新建牽引變電所，再進(jìn)行33 kV交流母線和1 500 V直流系統(tǒng)受電，完成直流上網(wǎng)電纜駁接和本站、鄰站間閉鎖驗(yàn)證，最后完成33kV靈蘭牽電纜駁接，恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。

施工總體流程如圖2所示。

2.2? ? 蘭寶牽電纜駁接及受電流程

（1）在呼蘭路站下行站臺夾層從事先標(biāo)記的位置鋸斷既有33 kV蘭寶牽高壓電纜及差動光纜，然后把既有電纜撤除至呼蘭路新建所夾層內(nèi)，蘭寶牽電纜沿新建所電纜路徑經(jīng)橋墩爬架敷設(shè)至變電站夾層內(nèi)，敷設(shè)到位后做好預(yù)留，及時進(jìn)行電纜終端頭制作。

（2）電纜終端頭完成后進(jìn)行33 kV蘭寶牽電纜耐壓試驗(yàn)。首先檢查電纜線路兩端相位，然后測量電纜絕緣電阻，再進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。電纜試驗(yàn)合格后兩所及時進(jìn)行終端頭安裝。

（3）拆除寶安公路變電站33 kV靈蘭牽既有差動保護(hù)裝置并安裝新裝置，差動保護(hù)裝置安裝完成后，對測量、保護(hù)、控制、信號等回路接線正確性進(jìn)行檢查，裝置上電后及時對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行調(diào)試和整定，并對繼電器界面進(jìn)行測試。差動保護(hù)裝置調(diào)試合格并按設(shè)計(jì)提供的整定通知單整定完畢。

（4）呼蘭路新建所牽引所夾層進(jìn)行33 kV蘭寶牽差動保護(hù)光纜終端頭制作。接續(xù)人員應(yīng)嚴(yán)格按照光纖熔接工藝流程圖進(jìn)行接續(xù)。

（5）通信通道檢查：在兩端保護(hù)裝置通信正常，且兩端均為正常運(yùn)行模式的情況下，斷開任意端光纖發(fā)射端，兩側(cè)保護(hù)裝置均發(fā)“通信通道故障”信號;兩端的任意端整定為試驗(yàn)?zāi)Ｊ綍r，同時閉鎖兩端的差動保護(hù)出口，通信正常，邏輯正確。

（6）由寶安公路站牽引變電所向呼蘭變電站送電，呼蘭路站牽引變電所33 kV蘭寶牽電纜帶電，開關(guān)柜帶電顯示器和保護(hù)繼電器電壓顯示正確。

（7）按受電啟動步驟對呼蘭路設(shè)備進(jìn)行送電。

電纜駁接施工如圖3所示。

2.3? ? 新建牽引變電所直流系統(tǒng)駁接施工

（1）拆除上下行既有回流箱電纜，軌電位電纜不在拆除范圍。安裝新敷設(shè)回流電纜，完成后檢查電纜接線端子是否連接牢固，電纜彎曲半徑須符合施工規(guī)范的要求。

（2）拆除331、333、332、334既有上網(wǎng)隔開一次電纜，安裝新敷設(shè)上網(wǎng)隔開一次電纜頭，電纜彎曲半徑須符合施工規(guī)范的要求。

（3）拆除331、333、332、334、335、336既有上網(wǎng)隔開二次電纜，安裝新敷設(shè)上網(wǎng)隔開二次電纜，電纜芯線統(tǒng)一裝入線槽，按端子號就位，多預(yù)留100 mm裕度;接入接線端子的線頭長度要適當(dāng)，預(yù)留要整齊。

（4）從既有箱變隔開控制箱拆除共呼-LT1、共呼-LT2聯(lián)跳及閉鎖電纜，撤除至夾層與新敷設(shè)電纜進(jìn)行中間頭制作。連接前應(yīng)小心地剝除導(dǎo)線連接部位的絕緣層，注意不可損傷其芯線。先將兩導(dǎo)線的芯線線頭做X形交叉，再將它們相互纏繞2～3圈后扳直兩線頭，然后將每個線頭在另一芯線上緊貼密繞5～6圈后剪去多余線頭即可。對導(dǎo)線的絞合處進(jìn)行錫焊，并打磨清除焊錫殘?jiān)?/p>

（5）從寶安公路聯(lián)跳柜內(nèi)拆除既有呼寶-LT1、呼寶-LT2聯(lián)跳及閉鎖電纜，二次線拆線原則：一根一根拆除，拆一根，檢查線號與端子是否一致，線端頭回煨并用絕緣膠布包裹。將新呼寶-LT1、呼寶-LT2聯(lián)跳及閉鎖電纜敷設(shè)至聯(lián)跳柜控制倉，按線號對應(yīng)設(shè)備端子接線，接入接線端子的線頭長度要適當(dāng)，預(yù)留要整齊，接線要正確，連接要牢固可靠。

直流系統(tǒng)電纜駁接如圖4所示。

2.4? ? 靈蘭牽電纜駁接及受電流程

（1）在呼蘭路下行站臺夾層內(nèi)進(jìn)行33 kV靈蘭牽電纜中間頭制作，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，將兩個電纜端頭理直，擺放平整并便于操作，防止電纜端頭彎曲或變形。電纜中間頭制作時，應(yīng)嚴(yán)格遵守制作工藝流程。

（2）電纜中間頭完成后進(jìn)行33 kV靈蘭牽電纜耐壓試驗(yàn)。電纜試驗(yàn)合格后及時進(jìn)行終端頭安裝。

（3）拆除靈石主變33 kV靈蘭牽既有差動保護(hù)裝置并安裝新裝置，差動保護(hù)裝置安裝完成以后，對測量、保護(hù)、控制、信號等回路接線正確性進(jìn)行檢查，裝置上電后及時對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行調(diào)試和整定，并對繼電器界面進(jìn)行測試。差動保護(hù)裝置調(diào)試合格并按設(shè)計(jì)提供的整定通知單整定完畢。

（4）呼蘭路既有牽引所夾層進(jìn)行33 kV靈蘭牽差動保護(hù)光纜中間頭制作。接續(xù)人員應(yīng)嚴(yán)格按照光纖熔接工藝流程圖進(jìn)行接續(xù)。

（5）通信通道檢查：在兩端保護(hù)裝置通信正常，且兩端均為正常運(yùn)行模式的情況下，斷開任意端光纖發(fā)射端，兩側(cè)保護(hù)裝置均發(fā)“通信通道故障”信號;兩端的任意端整定為試驗(yàn)?zāi)Ｊ綍r，同時閉鎖兩端的差動保護(hù)出口，通信正常，邏輯正確。

（6）由靈石路主站變電所向呼蘭變電站送電，呼蘭路站牽引變電所33 kV靈蘭牽電纜帶電，開關(guān)柜帶電顯示器和保護(hù)繼電器電壓顯示正確。

（7）對兩路進(jìn)線核相，相位應(yīng)正確。

（8）對呼蘭路牽引變電站33 kV兩路開關(guān)與寶安公路新建牽引站33 kV兩路開關(guān)之間四投三功能進(jìn)行驗(yàn)證。

3? ? 直流系統(tǒng)閉鎖功能驗(yàn)證

3.1? ? 驗(yàn)證上網(wǎng)隔開331與NC21閉鎖

（1）閉合NC21開關(guān)、上網(wǎng)隔開331遠(yuǎn)方位、上網(wǎng)隔開331分位或合位、隔開控制屏就地位，在隔開控制屏合或分331，上網(wǎng)隔開331均不能正常動作：再把上網(wǎng)隔開331撥到就地位，就地合或分上網(wǎng)隔開331，上網(wǎng)隔開331均不能正常動作。

（2）分開NC21開關(guān)、上網(wǎng)隔開331遠(yuǎn)方位、上網(wǎng)隔開331分位或合位、隔開控制屏就地位，在隔開控制屏合或分331，上網(wǎng)隔開331均能正常動作：再把上網(wǎng)隔開331撥到就地位，就地合或分上網(wǎng)隔開331，上網(wǎng)隔開331均能正常動作。

（3）上網(wǎng)隔開331就地位、隔開控制屏就地位或遠(yuǎn)方位，在隔開控制屏合或分331，上網(wǎng)隔開331均不能正常動作。

（4）上網(wǎng)隔開333與NC23閉鎖、上網(wǎng)隔開332與NC22閉鎖、上網(wǎng)隔開334與NC24閉鎖邏輯均同上。

3.2? ? 驗(yàn)證越區(qū)隔開335與左右鄰站閉鎖

（1）335允許合閘條件：共康路NC23分閘、共康路325分閘、寶安公路NC21分閘、寶安公路路345分閘、呼蘭路NC21分閘、呼蘭路NC23分閘、呼蘭路335分閘。

（2）335允許分閘條件：共康路NC23分閘、共康路325分閘、寶安公路NC21分閘、寶安公路路345分閘、呼蘭路NC21分閘、呼蘭路NC23分閘、呼蘭路335合閘。

3.3? ? 驗(yàn)證越區(qū)隔開336與左右鄰站閉鎖

（1）336允許合閘條件：共康路NC24分閘、共康路326分閘、寶安公路NC22分閘、寶安公路346分閘、呼蘭路NC22分閘、呼蘭路NC24分閘、呼蘭路336分閘。

（2）336允許分閘條件：共康路NC24分閘、共康路326分閘、寶安公路NC22分閘、寶安公路346分閘、呼蘭路NC22分閘、呼蘭路NC24分閘、呼蘭路336合閘。

4? ? 結(jié)語

上海地鐵一號線呼蘭路新建牽引變電站受電啟用施工滿足了設(shè)計(jì)技術(shù)要求，在不影響地鐵正常運(yùn)行的情況下順利完成了全部施工任務(wù)，電源的駁接送電技術(shù)方法和直流系統(tǒng)閉鎖邏輯驗(yàn)證方法都已經(jīng)在上海地鐵其他線路車站得到了開展，本文的研究成果可以為相關(guān)的技術(shù)人員提供一定的參考。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 電氣裝置安裝工程 電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：GB 50150—2006[S].

[2] 地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范：GB 50299—1999[S].

[3] 城市軌道交通技術(shù)規(guī)范：GB 50490—2009[S].

[4] 電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范：GB 50168—2006[S].

[5] 鐵路電力牽引供電施工規(guī)范：TB 10208—1998[S].

收稿日期：2020-04-08

作者簡介：徐軼然（1987—），男，上海人，工程師，研究方向：機(jī)電安裝。