既有牽引變電所升級(jí)改造施工監(jiān)控重難點(diǎn)及措施

中鐵武漢大橋工程咨詢監(jiān)理有限公司 張建哲

引言

隨著我國(guó)高速鐵路建設(shè)水平的不斷提高，電氣化鐵路成為了鐵路中的主力軍，牽引變電所作為電氣化鐵路的能源中心是電氣化鐵路的重中之重。隨之而來的是電氣化鐵路既有牽引供電系統(tǒng)負(fù)荷大幅增加，部分既有牽引變電所容量及設(shè)備已無法滿足現(xiàn)有負(fù)荷的需求，牽引變電所作為電氣化鐵路運(yùn)輸?shù)哪茉粗行?，本著?jīng)濟(jì)合理性，在確保高速鐵路正常運(yùn)營(yíng)的前提下，需要對(duì)部分既有鐵路牽引變電所進(jìn)行升級(jí)改造。

1 工程概況

李營(yíng)牽引變電所建設(shè)之初為京滬高鐵、北京動(dòng)車段等牽引負(fù)荷供電。隨著京雄鐵路的建設(shè)及相關(guān)用電節(jié)能要求，李營(yíng)牽引變電所除了為京滬高鐵、北京動(dòng)車段供電外，還要為京雄城際鐵路供電，但既有李營(yíng)牽引變電所建設(shè)之初未考慮京雄鐵路供電需求，因此要對(duì)既有李營(yíng)牽引變電所進(jìn)行增容升級(jí)改造。

李營(yíng)牽引變電所引入兩路220kV 三相電源、一主一備，220kV 側(cè)接線形式為線路變壓器組，設(shè)置四臺(tái)牽引變壓器，兩臺(tái)一組構(gòu)成“V-V”接線組，一組運(yùn)行、一組固定備用。其中北京方向兩臺(tái)牽引變壓器（1#B、2#B）容量為31.5MVA、220kV 側(cè)相序?yàn)锳B，上海方向兩臺(tái)牽引變壓器（3#B、4#B）容量為40MVA、220kV 側(cè)相序?yàn)镃A，27.5kV 側(cè)為直供供電方式，27.5kV 母線為單母線接線，兩段單母線間設(shè)聯(lián)絡(luò)隔離開關(guān)。

李營(yíng)牽引變電所改造后維持兩路220kV 三相電源、一主一備，相序由原C、A、B 改為A、B、C。220kV 側(cè)接線形式為線路變壓器組，牽引變壓器維持V 接線形式，具體施工流程如下：進(jìn)行不影響既有設(shè)備運(yùn)行的工作-新綜自屏小母線接引-更改主變運(yùn)行方式為3#、4#單變壓器自投運(yùn)行-T1段母線饋線綜自屏統(tǒng)改造，1#、2#變壓器更換-2#進(jìn)線綜自系統(tǒng)改造，2#變壓器試驗(yàn)、沖擊、空載、203電纜倒切-1#進(jìn)線綜自系統(tǒng)改造，1#變壓器試驗(yàn)、沖擊、空載-T2段母線饋線綜自系統(tǒng)改造-更改主變運(yùn)行方式為最終運(yùn)行方式-既有綜自屏及二次電纜拆除，新綜自屏就位。

拆除既有的（1#B、2#B）其容量為31.5MVA的兩臺(tái)變壓器，將既有李營(yíng)所全部負(fù)荷接至既有兩臺(tái)40MVA 牽引變壓器上，一臺(tái)運(yùn)行、一臺(tái)固定備用，為京滬高鐵牽引負(fù)荷供電；新設(shè)兩臺(tái)40MVAAT 單相接線牽引變壓器，一臺(tái)運(yùn)行、一臺(tái)固定備用，為京雄鐵路牽引負(fù)荷供電。2×27.5kV側(cè)采用單母線分段接線型式，2×27.5kV 饋線采用上下行互為備用方式；同時(shí)對(duì)全所的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行改造換新。

改造工程實(shí)施過程中李營(yíng)變電所的主變運(yùn)行方式有兩種：過渡運(yùn)行方式。既有的1#B、2#B 以及對(duì)應(yīng)的27.5kV 側(cè)開關(guān)柜退出運(yùn)行，3#B、4#B 一主一備運(yùn)行，2001、2002隔離開關(guān)至合位，由單臺(tái)變壓器帶T1、T2兩段27.5kV 母線運(yùn)行；新運(yùn)行方式。更新的1#B 或2#B 帶新增兩段27.5kV 母線和四路饋出線運(yùn)行，既有的3#B 或4#B 帶T1、T2母線和饋線運(yùn)行。1#B 與3#B 組成一組，2#B 與4#B 組成一組，兩組變壓器一主一備的方式運(yùn)行。

2 既有變電所升級(jí)改造監(jiān)控措施

2.1 既有變電所改造的重難點(diǎn)

在確保正常運(yùn)營(yíng)的前提下改造。李營(yíng)牽引變電所是既有運(yùn)營(yíng)的牽引變電所，為繁忙的京滬高鐵、北京動(dòng)車段等供電，必須確保正常運(yùn)營(yíng)的前提下進(jìn)行升級(jí)改造；設(shè)備體積大，安裝空間受限。新增變壓器、GIS 開關(guān)柜等設(shè)備體積較大，且在既有有限的空間內(nèi)進(jìn)行安裝，安裝精度要求高、安裝難度較大；時(shí)間緊張。升級(jí)改造倒排工期為66天，但此變電所為運(yùn)營(yíng)所，幾乎所有施工必須天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行，且只能在凌晨2～3小時(shí)內(nèi)施工，時(shí)間節(jié)點(diǎn)緊張。因此要求前期準(zhǔn)備階段必須制定詳細(xì)的節(jié)點(diǎn)施工計(jì)劃，且在施工過程中嚴(yán)格按節(jié)點(diǎn)計(jì)劃完成規(guī)定的施工內(nèi)容。作為參建一方監(jiān)理單位，如何在這些重難點(diǎn)施工過程中做好監(jiān)控工作，保證升級(jí)改造施工安全高質(zhì)完成，尤為關(guān)鍵。

2.2 施工準(zhǔn)備階段監(jiān)控措施

在施工準(zhǔn)備階段，監(jiān)理項(xiàng)目部按照公司監(jiān)、幫、促的管理理念，在施工前三個(gè)月督促施工單位組織編制了施工方案，并組織相關(guān)監(jiān)理工程師對(duì)方案進(jìn)行了聯(lián)合審查，方案從編制依據(jù)、施工人員、施工內(nèi)容、要點(diǎn)計(jì)劃、控制措施及應(yīng)急預(yù)案等關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行了審核，為方案參加專家會(huì)審、北京局建設(shè)管理處的終審順利通過把住第一道關(guān)，隨后按照各級(jí)提出的意見要求施工單位對(duì)方案進(jìn)行了修改完善。在方案審核的同時(shí)，督促施工單位抓緊與相關(guān)站段簽訂完善施工配合協(xié)議、安全協(xié)議，為施工計(jì)劃提報(bào)創(chuàng)造前提條件。就施工計(jì)劃提報(bào)方面，組織召開了計(jì)劃提報(bào)研討會(huì)，對(duì)提報(bào)計(jì)劃中施工里程、停電范圍及施工內(nèi)容進(jìn)行了逐條研究，確保提報(bào)的施工計(jì)劃準(zhǔn)確無誤。

2.3 升級(jí)改造施工階段監(jiān)控措施

根據(jù)方案中變電所當(dāng)前運(yùn)行方式，為減少220kV 進(jìn)線側(cè)電源倒接次數(shù)、節(jié)省倒接時(shí)間，在更換新設(shè)備時(shí)可優(yōu)先從備用電源系統(tǒng)設(shè)備開始，前期的配套或天窗點(diǎn)外的工作可在調(diào)度部門的批準(zhǔn)下首先完成。

2.3.1 不退出既有設(shè)備運(yùn)行的施工作業(yè)

此項(xiàng)施工作業(yè)有：27.5kV 所用變柜及負(fù)荷開關(guān)柜改移，集中接地箱安裝，新增27.5kV 高壓開關(guān)柜安裝，新增綜自盤、網(wǎng)開關(guān)屏、交流屏安裝，新變壓器附件安裝，電纜頭在線監(jiān)測(cè)裝置安裝，SF6在線監(jiān)測(cè)裝置安裝。期間監(jiān)理應(yīng)做好如下工作：質(zhì)量驗(yàn)收。包括基礎(chǔ)槽鋼制作安裝、集中接地箱安裝、接線及設(shè)備安裝質(zhì)量，應(yīng)按照?qǐng)D紙及規(guī)范要求逐一進(jìn)行驗(yàn)收，并做好相關(guān)驗(yàn)收記錄；過程盯控。包括27.5kV 所用變柜及負(fù)荷開關(guān)柜改移、新增綜自盤、網(wǎng)開關(guān)屏、交流屏安裝、電纜頭及SF6在線監(jiān)測(cè)裝置安裝完成后調(diào)試過程進(jìn)行全程盯控，此過程必須督促施工單位按要求辦理停電施工手續(xù)，并檢查相關(guān)盯控人員是否到位；見證試驗(yàn)。包括新增高壓開關(guān)柜安裝完成后進(jìn)行單體試驗(yàn)、兩臺(tái)新增變壓器絕緣油注入前的試驗(yàn)及連接電纜使用前的試驗(yàn)。

2.3.2 既有綜自改造準(zhǔn)備工作

此項(xiàng)工作有：新保護(hù)屏安裝、新綜自屏至既有一次設(shè)備的二次電纜全部敷設(shè)到位，綁扎、做頭、校線、套好號(hào)碼管、安裝屏間連線，接好新保護(hù)屏內(nèi)的二次線，調(diào)試新牽引供電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及二次電纜。該項(xiàng)工作對(duì)既有設(shè)備無影響，在天窗點(diǎn)外辦理第三種工作票進(jìn)行。

在此項(xiàng)施工前監(jiān)理應(yīng)檢查既有設(shè)備的二次接線是否全部緊固到位。施工期間監(jiān)理應(yīng)做好如下工作：質(zhì)量驗(yàn)收。包括新保護(hù)屏安裝及新綜自屏至既有一次設(shè)備的二次電纜接線質(zhì)量，應(yīng)按照?qǐng)D紙及規(guī)范要求逐一進(jìn)行驗(yàn)收，應(yīng)督促施工單位做好過程線路號(hào)碼管及相關(guān)驗(yàn)收記錄，務(wù)必檢查是否按照?qǐng)D紙將用2×4mm2電纜由交直流屏將直流±KM、交流小母線A/N 接入新綜自屏；過程盯控。包括新牽引供電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及二次電纜設(shè)置整定值、校核整定值及調(diào)試系統(tǒng)過程進(jìn)行全程盯控，此過程必須督促施工單位按要求辦理停送電施工手續(xù)，并檢查相關(guān)盯控人員是否到位；見證試驗(yàn)。見證電纜使用前試驗(yàn)及新牽引供電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)全面通電試驗(yàn)。

2.3.3 需在天窗點(diǎn)內(nèi)完成的施工作業(yè)

此項(xiàng)施工作業(yè)有：包括新綜自屏頂小母線接引、更改主變運(yùn)行方式，1#、2#變壓器退出運(yùn)行，T1段母線饋線綜自系統(tǒng)改造，1號(hào)、2號(hào)變壓器更換，進(jìn)線系統(tǒng)綜自改造，改主變運(yùn)行方式，T2段母線饋線綜自系統(tǒng)改造，既有保護(hù)屏拆除、新保護(hù)屏就位。期間監(jiān)理應(yīng)重點(diǎn)做好以下工作：

更改主變運(yùn)行方式必須監(jiān)督施工單位按照確定的方案，變更接線、輸入定值后進(jìn)行傳動(dòng)試驗(yàn)及3#B、4#B 間的自投試驗(yàn)，確保天窗結(jié)束前，主變運(yùn)行方式順利切換到過渡運(yùn)行方式，若傳動(dòng)試驗(yàn)及自投試驗(yàn)不成功，迅速將設(shè)備恢復(fù)原有的狀態(tài)，確保不影響變電所按時(shí)恢復(fù)送電，然后查找出原因消除問題，為下次過渡運(yùn)行方案的實(shí)施做好準(zhǔn)備；T1段母線饋線綜自系統(tǒng)改造中221電纜倒切必須監(jiān)督施工單位按應(yīng)急預(yù)案在現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備4個(gè)1×300的插拔式電纜頭，電纜頭制作人員現(xiàn)場(chǎng)待命，當(dāng)221電纜拔除過程中電纜頭損壞，現(xiàn)場(chǎng)立即重新制作電纜頭，制作、試驗(yàn)完成后，利用第二天饋線綜自改造天窗將電纜接入224開關(guān)柜。剩余饋線綜自系統(tǒng)改造過程中注意二次流互回路不允許開路，二次電壓回路不允許短路。

剩余饋線綜自系統(tǒng)改造和T2段母線饋線綜自系統(tǒng)改造，必須監(jiān)督施工單位按照施工計(jì)劃預(yù)留80分鐘用作改造故障排除；見證試驗(yàn)。包括2#進(jìn)線綜自系統(tǒng)改造以及新2號(hào)變壓器試驗(yàn)、新2號(hào)變壓器沖擊、新1號(hào)變壓器沖擊，變壓器沖擊完成以后進(jìn)行24小時(shí)空載試驗(yàn)；既有保護(hù)屏拆除、新保護(hù)屏移動(dòng)時(shí)，監(jiān)理應(yīng)監(jiān)督施工單位做到屏柜移動(dòng)一定要平穩(wěn),而且傾斜角度不能大于5°,禁止震動(dòng)和晃動(dòng)，行進(jìn)速度控制在5cm/min 左右，與屏柜端子排連接的電纜不應(yīng)受力。

2.4 施工過程安全環(huán)保監(jiān)控措施

人員資格及施工設(shè)備保證措施。監(jiān)理在每次施工前核查特種作業(yè)人員資質(zhì)證書、營(yíng)業(yè)線資格證書，對(duì)所使用的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行核查，核查內(nèi)容包括大型設(shè)備是否報(bào)驗(yàn)、小型設(shè)備是否貼反光標(biāo)、是否和日計(jì)劃中所報(bào)設(shè)備一致及需標(biāo)定的設(shè)備是否標(biāo)定。在月初施工前，監(jiān)理核查施工人員“四會(huì)”等技術(shù)交底掌握情況；既有設(shè)備和人身安全保證措施。在變電所內(nèi)進(jìn)行改造施工，監(jiān)理首先督促施工單位對(duì)既有設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，對(duì)于不需更換的設(shè)備應(yīng)用標(biāo)識(shí)牌提示，防止施工人員誤操作。注意施工人員的安全，要求用網(wǎng)柵欄將帶電區(qū)域與施工區(qū)域進(jìn)行隔離，并用標(biāo)識(shí)牌對(duì)帶電設(shè)備標(biāo)識(shí)，對(duì)施工人員起到警示作用，從而保證施工安全進(jìn)行。檢查施工現(xiàn)場(chǎng)是否設(shè)專職的安全防護(hù)員進(jìn)行防護(hù)。

防塵措施。在原有變配電室內(nèi)進(jìn)行基礎(chǔ)等改造施工過程中，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理監(jiān)督施工單位做好防除塵措施，因運(yùn)營(yíng)的電氣設(shè)備對(duì)環(huán)境的要求非常嚴(yán)格，灰塵較大的情況下會(huì)導(dǎo)致設(shè)備放電，甚至導(dǎo)致爆炸事故。因此要求施工單位在施工部位應(yīng)使用防塵布進(jìn)行隔離，現(xiàn)場(chǎng)配備排風(fēng)設(shè)備，保持室內(nèi)通風(fēng)良好，隨時(shí)將產(chǎn)生的灰塵排至室外；電源應(yīng)急措施。在低壓側(cè)進(jìn)行控制電路倒接時(shí)，為防止意外，監(jiān)督施工單位按應(yīng)急預(yù)案要求在室外布置一臺(tái)80kW 的發(fā)電機(jī)作為所內(nèi)備用電源，通過室外電纜溝將電纜接引至控制室交流盤。運(yùn)行方式為10kV 進(jìn)線與發(fā)電機(jī)互為備用，其中10kV 為主用、發(fā)電機(jī)為備用，10kV回路出現(xiàn)故障時(shí)切除空調(diào)等大功率次要負(fù)荷回路，由發(fā)電機(jī)供電。

營(yíng)業(yè)線施工安全管理。施工前參加點(diǎn)前會(huì)，要求施工單位對(duì)當(dāng)日作業(yè)的工作內(nèi)容及人員進(jìn)行詳細(xì)部署，檢查作業(yè)票制度落實(shí)情況。在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行不間斷巡視檢查，對(duì)有可能危及設(shè)備安全的，督促施工負(fù)責(zé)人做好防護(hù)；對(duì)危及設(shè)備運(yùn)行安全的，要立即要求施工負(fù)責(zé)人停止施工采取相應(yīng)措施。在夜間施工時(shí)，按方案要求檢查室外設(shè)備場(chǎng)地的照明正常情況；當(dāng)日施工結(jié)束后，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理督促施工負(fù)責(zé)人將作業(yè)地點(diǎn)的施工機(jī)具、材料撤至安全地帶，施工負(fù)責(zé)人向當(dāng)班值班人員申請(qǐng)結(jié)束工作票時(shí)，監(jiān)理與施工監(jiān)管人、值班人員對(duì)施工地點(diǎn)進(jìn)行檢查，確認(rèn)防護(hù)完備、設(shè)備安全后，方可結(jié)束工作票，做到“工完料凈場(chǎng)地清”。根據(jù)作業(yè)計(jì)劃和內(nèi)容，督促施工負(fù)責(zé)人提前1天提出書面詳細(xì)的操作步驟和作業(yè)注意事項(xiàng)，會(huì)同變電所監(jiān)管人員、設(shè)備制造廠進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)正確無誤后方可進(jìn)行作業(yè)。

工期節(jié)點(diǎn)保證措施。在調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)后，根據(jù)實(shí)際情況，監(jiān)理要求施工單位制定詳細(xì)的要點(diǎn)施工計(jì)劃表，并上報(bào)上級(jí)單位進(jìn)行審批。

2.5 升級(jí)改造中出現(xiàn)的問題及解決方法

在李營(yíng)牽引變電所升級(jí)改造過程中，前期準(zhǔn)備工作比較充分，各種方案制定詳細(xì)，改造施工過程順利，但由于廠家技術(shù)人員審核不到位也出現(xiàn)了一些紕漏：由于1#B、2#B 更換涉及主變運(yùn)行方式的改變，此時(shí)根據(jù)運(yùn)行方式需對(duì)主變后備的低壓側(cè)保護(hù)的定值大小進(jìn)行修改，但由于廠家技術(shù)人員檢查不到位，本來低壓側(cè)保護(hù)定值應(yīng)修改為5s、但誤將其設(shè)定成10s，在試驗(yàn)檢測(cè)時(shí)導(dǎo)致上級(jí)高壓側(cè)開關(guān)跳閘。問題發(fā)生后，相關(guān)人員立即進(jìn)行了排查，按要求重新對(duì)保護(hù)值進(jìn)行了設(shè)定，并做了簡(jiǎn)要的問題分析，因在要點(diǎn)施工過程中，未造成嚴(yán)重后果，及時(shí)按程序進(jìn)行合閘恢復(fù)送電。