淺談不間斷供電改造既有鐵路10 kV配電所

陳華杰

（鄭州中原鐵道工程有限責(zé)任公司電務(wù)分公司，河南 鄭州 450001）

0 前言

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(shè)備拆裝難度較大，停電時間有限，施工調(diào)試過程復(fù)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(yù)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(dǎo)作用。

1 工程概況

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(cè)，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(zāi)、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(guān)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(shè)安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)及氣體滅火系統(tǒng)等。

2 施工準備

認真核對已批準的設(shè)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(shè)備基制作礎(chǔ)圖以及設(shè)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(shè)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(xùn)和技術(shù)培訓(xùn)，特殊工種作業(yè)人員應(yīng)按相關(guān)規(guī)定持證上崗；進行各施工工序的技術(shù)交底。

3 施工方案

3.1 過渡施工

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(luò)隔離開關(guān)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(shè)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(shè)移動式配電所進線柜至戶外過渡電源聯(lián)絡(luò)隔離開關(guān)桿（高鐵電源側(cè)）高壓電力電纜，敷設(shè)移動式配電所各饋出柜至各饋出回路戶外隔離開關(guān)桿過渡高壓電力電纜，上述移動式配電所側(cè)高壓電力戶內(nèi)式電纜終端頭應(yīng)安裝完畢；過渡用高壓電力電纜長度應(yīng)滿足新安裝的高壓開關(guān)柜至各饋出回路戶外隔離開關(guān)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(yīng)詳細記錄既有新鄉(xiāng)10 kV 配電所高壓開關(guān)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(guān)進行“遙控、遙測、遙信”等調(diào)試和完成相關(guān)電氣試驗。移動式配電所的綜合自動化系統(tǒng)控制主站應(yīng)設(shè)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(guān)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 施工步驟

3.2.1 利用停電計劃將高鐵電源貫通母線段各回路轉(zhuǎn)接到移動式配電所

新鄉(xiāng)10 kV 配電所值班員負責(zé)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(guān)斷開，并確認隔離開關(guān)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(guān)分開，并確認隔離開關(guān)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(shè)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(cè)裸露架空導(dǎo)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?zāi)富?、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(guān)桿上既有高壓電力電纜，并把預(yù)先敷設(shè)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(guān)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(guān)桿上新敷設(shè)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(fù)正常運行方式，高鐵電源貫通側(cè)既有高壓開關(guān)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(cè)既有設(shè)備及電纜，重新修整設(shè)備基礎(chǔ)

施工人員拆除貫通側(cè)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(cè)母線段既有高壓開關(guān)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(guān)柜基礎(chǔ)、電纜溝，并重新敷設(shè)基礎(chǔ)槽鋼；在基礎(chǔ)養(yǎng)護期內(nèi)，完成接地網(wǎng)的敷設(shè)等施工?；A(chǔ)改造并養(yǎng)護完成后，安裝高鐵電源貫通側(cè)母線段新高壓開關(guān)柜、母線排、柜頂小母線。高壓開關(guān)柜安裝完成后，敷設(shè)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(shè)備，并完成相關(guān)接線；新安裝高壓開關(guān)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(shè)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(guān)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(shè)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(guān)分開，并確認隔離開關(guān)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(cè)裸露導(dǎo)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(yīng)新高壓開關(guān)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(shè)高壓開關(guān)柜送電投運；施工負責(zé)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(guān)柜全部投入運行，各饋出回路恢復(fù)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(cè)各回路轉(zhuǎn)接到移動式配電所，拆老設(shè)備、安新設(shè)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(guān)柜、調(diào)壓器、電纜及基礎(chǔ)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(zhuǎn)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(shè)備供電。安裝王鐵電源自閉母線段新高壓開關(guān)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(guān)設(shè)備等，并完成相關(guān)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(zhuǎn)接至新交流屏、直流屏內(nèi)，由新交流屏、直流屏為新投運設(shè)備供電。核對并設(shè)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(zhuǎn)接完畢，并投入運行。

王鐵電源自閉母線段新設(shè)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(guān)動作的準確性。

利用停電計劃，將移動式配電所側(cè)過渡電纜拆下并接入相應(yīng)新高壓開關(guān)柜，退出移動式配電所，新安裝高壓開關(guān)柜送電投運。

王鐵電源自閉母線段新設(shè)備投運后，試驗?zāi)嘎?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(luò)隔離開關(guān)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(fù)正常運行方式。至此全所改造后的新設(shè)備送電投運完畢。

3.2.5 應(yīng)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(fù)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(cè)母線段所有斷路器，合上戶外電源過渡聯(lián)絡(luò)隔離開關(guān)，然后再合上停電側(cè)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(guān)斷開，防止反送電造成人身和設(shè)備事故。

施工期間施工單位必須建立完善的搶修預(yù)案，保證有足夠的搶修人員，并做好應(yīng)急搶修材料機具的準備工作。

4 結(jié)論

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(fēng)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(cè)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(shè)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(shè)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。