陳華杰
(鄭州中原鐵道工程有限責任公司電務分公司,河南 鄭州 450001)
在既有鐵路10 kV 配電所全所改造施工過程中,必須保證供電不中斷,供電與施工同時進行;既有設備拆裝難度較大,停電時間有限,施工調(diào)試過程復雜,受鐵路行車及天氣等因素的干擾和影響較大。由于既有鐵路10 kV配電所全所改造施工周期較長,施工效率較低,各項施工成本顯著增大。為了克服上述問題,我們選用移動式配電所進行分段過渡施工,將既有鐵路10 kV 配電所進線電源及各饋出負荷過渡至移動式配電所,由移動式配電所進行過渡供電。通過使用移動式配電所進行過渡供電施工,成功解決了上述問題,并在新鄉(xiāng)10 kV 配電所及淇縣10 kV 配電所全所改造施工中進行試驗驗證,均取得了預期效果。對類似既有鐵路10 kV 配電所的改造施工具有積極的借鑒和指導作用。
京廣鐵路北接首都北京,南北縱貫河北、河南、湖北、湖南和廣東等省,是我國中部南北運輸大通道。此次全所改造施工的既有鐵路新鄉(xiāng)10 kV 配電所位于新鄉(xiāng)站東南側,為新鄉(xiāng)火車站樞紐、新鄉(xiāng)至淇縣及新鄉(xiāng)至鄭州區(qū)間的通信、信號、消防、信息防災、動力照明等系統(tǒng)供電。該次全所改造施工的內(nèi)容主要有:更換既有交流屏、直流屏、電池屏、綜合自動化系統(tǒng)保護屏、30 面高壓開關柜[2]、貫通及自閉干式有載調(diào)壓器、高低壓電纜和控制電纜,增設安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)及氣體滅火系統(tǒng)等。
認真核對已批準的設計文件和施工圖紙,包括配電所一次施工圖、二次接線圖、配電裝置安裝圖、設備基制作礎圖以及設計說明文本等。依據(jù)施工圖紙對現(xiàn)場施工條件、既有10 kV配電所主接線方式、既有設備運行情況、既有負荷大小、負荷等級、影響范圍、施工環(huán)境等狀況進行詳細調(diào)查。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況編制營業(yè)線施工專項方案,提報物資需求計劃及工機具需求計劃。開工前要對施工人員進行營業(yè)線施工安全培訓和技術培訓,特殊工種作業(yè)人員應按相關規(guī)定持證上崗;進行各施工工序的技術交底。
根據(jù)現(xiàn)場實際情況,安裝移動式配電所1 座、組立過渡電源聯(lián)絡隔離開關桿1 基。在既有新鄉(xiāng)10 kV 配電所主控室合適的位置組立新交流屏和新直流屏,并敷設過渡用交、直流電源電纜至移動式配電所電源控制箱,為移動式配電所提供控制電源及保護電源。敷設移動式配電所進線柜至戶外過渡電源聯(lián)絡隔離開關桿(高鐵電源側)高壓電力電纜,敷設移動式配電所各饋出柜至各饋出回路戶外隔離開關桿過渡高壓電力電纜,上述移動式配電所側高壓電力戶內(nèi)式電纜終端頭應安裝完畢;過渡用高壓電力電纜長度應滿足新安裝的高壓開關柜至各饋出回路戶外隔離開關桿的電纜長度,此時的過渡電纜即是改造后配電所各饋出回路的正式饋出電纜。
施工人員應詳細記錄既有新鄉(xiāng)10 kV 配電所高壓開關柜各保護裝置的保護定值,并實地測量進線電源及各饋出回路的相序及相位,并做好記錄。
過渡用交流電源及直流電源引入移動式配電所后,需要對移動式配電所電源柜、母互柜、饋出柜、貫通柜、自閉柜各保護裝置及開關進行“遙控、遙測、遙信”等調(diào)試和完成相關電氣試驗。移動式配電所的綜合自動化系統(tǒng)控制主站應設置在既有新鄉(xiāng)10 kV 配電所主控室內(nèi),便于值班人員監(jiān)控移動式配電所的實時數(shù)據(jù)和開關狀態(tài),移動式配電所或線路故障報警時,便于值班人員及時發(fā)現(xiàn)、及時處理。
3.2.1 利用停電計劃將高鐵電源貫通母線段各回路轉接到移動式配電所
新鄉(xiāng)10 kV 配電所值班員負責把南貫通、北貫通、貫通調(diào)壓器、貨場、水電、電容二、高鐵電源斷路器斷開,并確認斷路器在分位;把南貫通、北貫通、貫通調(diào)壓器、貨場、水電、母聯(lián)、母隔、電容二、高鐵電源上下隔離開關斷開,并確認隔離開關在分位,確認后加鎖,掛“禁止合閘、有人工作”警示牌;把高鐵電源、南貫通、北貫通、貨場、水電等回路戶外隔離開關分開,并確認隔離開關在分位,確認后加鎖,掛“禁止合閘、有人工作”警示牌;在既有帶電設備處校驗驗電器(在有效期內(nèi))是否正常,確認正常后,在既有電纜頭處進行驗電,確認無電之后,在新鄉(xiāng)10 kV 配電所出線側裸露架空導線上懸掛接地封線。
拆除高鐵電源、南貫通、北貫通、貨場、水電、貫通調(diào)壓器、貫母互、母隔各回路出口既有高壓電力電纜,同時安排施工作業(yè)人員拆除高鐵電源、南貫通、北貫通、貨場饋出、水電饋出戶外隔離開關桿上既有高壓電力電纜,并把預先敷設完成的過渡電纜高鐵電源、南貫通、北貫通、貨場、水電回路高壓電力電纜接至戶外隔離開關桿上(既有電纜原安裝位置,相序及相色與既有電纜頭保持一致)。
隔離開關桿上新敷設的高鐵電源、南貫通、北貫通、貨場、水電各回路過渡電纜安裝完成后,作業(yè)人員撤離施工作業(yè)區(qū)域,拆除接地封線等安全保護措施。移動式配電所送電投入運行,由移動式配電所為高鐵電源、貨場、水電、南貫通、北貫通各饋出供電;至此高鐵電源、貨場、水電、南貫通、北貫通恢復正常運行方式,高鐵電源貫通側既有高壓開關柜全部退出運行,各饋出回路均過渡至移動式配電所,施工期間各饋出回路均由移動式配電所供電。
3.2.2 拆除高鐵電源側既有設備及電纜,重新修整設備基礎
施工人員拆除貫通側既有南貫通柜、北貫通柜、貫通母互柜、貫通調(diào)壓器柜、貨場柜、水電柜、母隔柜、備用柜、電容二柜、母互二柜、所用變二柜、電源二柜以及計量二柜等高鐵電源貫通側母線段既有高壓開關柜,同時拆除既有高低壓電力電纜及控制電纜。
根據(jù)施工圖紙重新修整高壓開關柜基礎、電纜溝,并重新敷設基礎槽鋼;在基礎養(yǎng)護期內(nèi),完成接地網(wǎng)的敷設等施工?;A改造并養(yǎng)護完成后,安裝高鐵電源貫通側母線段新高壓開關柜、母線排、柜頂小母線。高壓開關柜安裝完成后,敷設各回路控制電纜,安裝新綜合自動化保護屏(綜合屏)、安裝新貫通干式有載調(diào)壓器,安裝安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)盤及配套攝像頭球機和探測器,安裝氣體滅火系統(tǒng)及配套七氟丙烷鋼瓶和探測器等設備,并完成相關接線;新安裝高壓開關柜的交流電源和直流電源均取自新組立新的交、直流屏。
高鐵電源貫通母線段新設備安裝完成及電纜接線完成后,進行電氣試驗、本地調(diào)試及遠動調(diào)試,重點測試各回路保護單元的保護功能和遠方控制時開關動作的準確性。
3.2.3 退出移動式配電所,高鐵電源貫通母線段新安裝設備投運
利用停電計劃,移動式配電所退出運行,斷開移動式配電所內(nèi)高鐵電源、南貫通、北貫通、貨場、水電饋出回路斷路器,并把斷路器小車搖至檢修位;把高鐵電源、南貫通、北貫通、貨場、水電回路戶外隔離開關分開,并確認隔離開關在分位,確認后加鎖,掛“禁止合閘、有人工作”警示牌;在過渡電纜頭處進行驗電,確認無電之后,在新鄉(xiāng)配電所上述回路出線側裸露導線處掛接地封線。
拆下移動式配電所內(nèi)高鐵電源、南貫通、北貫通、貨場、水電回路過渡高壓電力電纜,將高鐵電源、南貫通、北貫通、貨場、水電饋出正式電纜接入相應新高壓開關柜。作業(yè)完成后,施工人員撤出作業(yè)區(qū)域,拆除安全措施,新設高壓開關柜送電投運;施工負責人再次核對各回路電壓、電流、相位、相序是否正常。
高鐵電源貫通母線段新高壓開關柜全部投入運行,各饋出回路恢復正常運行方式,備用回路柜、母隔柜保持退出運行,斷路器小車搖至檢修位,母隔隔離小車保持在檢修位,并懸掛“禁止合閘、有人工作”警示牌。
3.2.4 將王鐵電源側各回路轉接到移動式配電所,拆老設備、安新設備
采用同樣的方法,利用停電計劃將王鐵電源自閉母線段各回路過渡到移動式配電所,施工期間由移動式配電所為各饋出回路負荷供電。
需要注意的是,拆除王鐵電源自閉母線段既有高壓開關柜、調(diào)壓器、電纜及基礎整修的同時,可安排一組施工人員,拆除主控室既有綜合自動化系統(tǒng)保護屏、電池屏、計量屏、直流屏以及交流屏。把既有直流屏、交流屏移至主控室合適位置,將新直流屏、交流屏供電的回路轉接至既有直流屏、交流屏內(nèi),由既有直流屏、交流屏為新投運設備供電。安裝王鐵電源自閉母線段新高壓開關柜、交流屏、直流屏、安裝新自閉干式有載調(diào)壓器、安全視頻監(jiān)控屏及相關設備等,并完成相關接線;把新安裝的綜合自動化系統(tǒng)保護屏就位。
新綜合自動化系統(tǒng)保護屏、交流屏、直流屏、電池屏及安全視頻監(jiān)控屏安裝接線完成后,把既有交流屏、直流屏供電的回路轉接至新交流屏、直流屏內(nèi),由新交流屏、直流屏為新投運設備供電。核對并設置綜自系統(tǒng)保護定值。至此交流及直流電源系統(tǒng)及保護系統(tǒng)均轉接完畢,并投入運行。
王鐵電源自閉母線段新設備安裝完成及電纜接線完成后,進行電氣試驗、本地調(diào)試及遠動調(diào)試,重點測試各回路保護單元的保護功能和遠方控制時開關動作的準確性。
利用停電計劃,將移動式配電所側過渡電纜拆下并接入相應新高壓開關柜,退出移動式配電所,新安裝高壓開關柜送電投運。
王鐵電源自閉母線段新設備投運后,試驗母聯(lián)投切功能及饋出回路的各保護功能,拆除高鐵電源、王鐵電源至戶外電源聯(lián)絡隔離開關桿的過渡高壓電力電纜,移動式配電所退出運行,改造后的新鄉(xiāng)10 kV 配電所全所恢復正常運行方式。至此全所改造后的新設備送電投運完畢。
3.2.5 應急措施
當王鐵電源或高鐵電源短時間停電時,維持既有供電方式不變,待電源恢復后,再向各饋出負荷回路供電。
當王鐵電源或高鐵電源長時間停電時,斷開停電側母線段所有斷路器,合上戶外電源過渡聯(lián)絡隔離開關,然后再合上停電側母線段電源斷路器和需要送電的各回路斷路器;由運行正常的第二路電源(高鐵電源或王鐵電源)為停電的電源供電,并向各負荷供電。需要注意的是,當?shù)谝宦冯娫赐k姾?,由第二路電源送電時,必須把第一路停電的電源戶外隔離開關斷開,防止反送電造成人身和設備事故。
施工期間施工單位必須建立完善的搶修預案,保證有足夠的搶修人員,并做好應急搶修材料機具的準備工作。
采用移動式配電所進行分段過渡施工,將既有鐵路10 kV 配電所的進線電源及各饋出回路過渡至移動式配電所,由移動式配電所為各饋出回路供電;縮小了故障影響范圍,減少了停電次數(shù),降低了故障風險,保障了鐵路行車的安全。由于移動式配電所把既有鐵路10 kV配電所內(nèi)一側母線段電源及饋出回路全部進行了過渡,過渡后的這個母線段的所有既有設備全部退出運行,為后期施工騰出了廣闊的施工空間,且在此施工范圍內(nèi)所有既有設備及既有高低壓電纜均不帶電,杜絕了施工人員誤入帶電間隔,減少了觸電危險,確保了施工人員的人身安全。并且室內(nèi)和室外電力分部、分項工程可以同時展開,平行作業(yè);減少了窩工和待工現(xiàn)象,人員得到了充分發(fā)揮,施工機具使用率得到了有效提高,最大限度地多方位開展各施工工序或開展多個分部、分項工程的施工。這樣不僅使各種資源得到了充分的利用和發(fā)揮,而且縮短了施工時間,極大地提高了施工效率,降低了施工成本。