鐵路電力變配電所繼保改造工程研究

中國鐵路上海局集團有限公司南京鐵路樞紐工程建設指揮部 吳 凡

近年來，我國鐵路施工事業(yè)迅速發(fā)展，與之相關的既有變電站等設備的繼電、維護等項目改造工作也在逐漸增加。就改建項目而言，其內容包括兩部分：一是自動化技術；二是對微型計算機的保護。但從實際的改裝狀況來看，改裝過程中會伴隨較大風險；因此，無論是測試工作，還是維護工作，都難以在規(guī)定的時限之內進行，這使得改造工程的安全性及時效性問題變得尤為突出。為此，本文以某鐵路電力變配電所為例，對如何將鐵路電力變配站的繼保改造工作進行了深入的剖析和探討，從而能夠更好地保證整體的改造工作的品質。

1 鐵路電力變配電所繼保改造工程的管理

鐵路電力變配所繼保改造工程中，應用項目過程管理編制出一份關于管理作業(yè)的指令，以保證能夠合理改善實際管理工作中存在的問題，并且進一步提高工作效率。此外，在科學編制管理作業(yè)指導書的過程中，可靈活實現(xiàn)對工程涉及的工序、人力資源和作業(yè)時間的系統(tǒng)性管控。結合已經(jīng)編寫完成的指導書可劃分為八類，且此八個部分之間互相關聯(lián)，于整體工程建設當中起到承前啟后的作用[1]。

1.1 制備計劃

制備計劃的第一步需要先交給設計部對圖紙做認真會審，且結合圖紙要求保證其必須緊密聯(lián)系工程設計圖紙及具體項目與時下變配電所的實際情況，后經(jīng)比較之后制備出臨時性的能夠供電過渡、施工計劃方案和既定的施工安全保護措施等。

1.2 施工過渡

建設臨時電源時需要根據(jù)特定的過渡方案來實現(xiàn)，目的為能夠保證電力供應的穩(wěn)定性、安全性。此外，停電時也要根據(jù)既定的計劃完成所需設備的供電和有效防護。另外，需要在施工之前先對項目進行一次必要性的初步考察，比如項目建設環(huán)節(jié)當中的土建條件能否達到相應的規(guī)定和要求等。

1.3 施工前期準備工作

開始承包改建項目前基本已經(jīng)完成了相關準備工作。第一步需要先清理干凈部分零件，確保所有的儀器設備及工具都完好。第二步需要做好相應的吊裝方式、運輸通道和一些暫置點的準備工作，確保其符合相應的規(guī)范要求。再者需要開箱檢測高壓柜、防護屏、調壓器等，確保其達到相應的要求。第三步需要對各類設備及置換CT的類型以及技術參數(shù)進行檢查。最后一步需要做好施工現(xiàn)場的巡視和清掃工作。

1.4 安裝設備

建設過程中需要將工程劃分為許多平行環(huán)節(jié)，目的為能有效減少工期建設。施工過程內容主要以更換綜合設備、微機保護設備和調壓器為主，此外還包括二次電纜與高壓電纜的二次接線等工作。

1.5 通電調試

上電調試前需要先行做好一次與二次電纜的連接檢查工作，保證其連接的安全性，同時為了能夠避免引起直流接地問題，同樣需要對次級線圈的絕緣進行試驗?；诖?，要先規(guī)范相應的調試步驟，具體調試步驟如下。

步驟一，將AC/DC屏幕上的電源連接起來，接著是對電池和換向器的檢測；步驟二，關閉開關，為該控制環(huán)路提供電源，并分別檢測該開關的狀態(tài)，判斷該開關的狀態(tài)是否正常；步驟三，在開機后，對通訊設備及微型計算機的保護設備進行測試，并檢查通信條件及各項保護設備的各項指標；步驟四，通過開/關試驗，對SOE和開關動作信號在本地電腦上的響應情況進行測試，以判斷是否響應；步驟五，在后臺一次電路板上，確定主變電所對應的檔位、斷路器和切斷開關的開閉等在后臺一次電路板上的定位，并調整和試驗調速器的擋位；步驟六，如果在上電和調試期間發(fā)生了不正常的信號，則要立即關掉供電，必須快速找到問題根源，后再進行糾正。

1.6 交接試驗

結束設備的安裝工作之后，需要聘請專業(yè)的試檢單位，例行對所有設備的試驗檢測。確保所有測試項目達到既定的鐵路標準，包括各類裝備的精度測試和繼保測試等，測試前應最大限度地降低設備中潛在的安全風險。

1.7 試運行

為能夠保證順利供電，后續(xù)主輔線路都不存在問題，需要在供電前由值班人員和調試人員對電路例行一次較為全面的檢測，在明確設備狀態(tài)正常以后方可供電。但送電結束一段時間內，需要盯牢施工設施現(xiàn)場技術人員的實際運行狀況，防止運營的初始階段誘發(fā)一些不必要的危險事故。

1.8 工程施工尾段

若電力輸送情況正常，則證明此項目已經(jīng)完工，此時需要及時清理施工場地及一些老舊設備，同時要完成與值班人員的工作交接，然后把工程圖送還至設計機構，且進行備份。待完成所有工作之后，方可撤離。

2 鐵路電力變配電所重點調試項目

第一步檢查接線及外觀，然后再檢查防護設備版本號及時鐘校準等，之后依據(jù)訂貨要求輸入設定好的數(shù)值；第二步試驗全廠開關后進行調試，并對回路進行了監(jiān)控。檢查全部的CT和PT，特別是低壓側和主變高電壓差電流環(huán)，要特別注意主變頻器的差動，后備保護和無功功率是主變頻器的重要組成部分。其中，對備自投充電邏輯等要逐項試驗。對于線路保護試驗內容有過流、過負荷、速斷、重合閘等。完成對過電壓、不對成電壓、過電流的校準，也屬于一種電容保護器的測試；第三步在給設備通電的情況下，確保測量設備、多功能表和電能表的正常數(shù)值，同時還要做好記錄；第四步，全方位排查各個遙信點，比如PT斷開與否、控制回路斷開與否以及人工操縱處于什么樣的狀態(tài)等。

3 應對變配電所繼保改造工程中問題的有效防護策略

3.1 鐵路電力變配電所繼保改造工程中存在的問題

在變配電所繼保改造工程實施時，針對綜合自動化設備的特性，要做好合閘脈沖時間的嚴格控制，目的為保證設備發(fā)出來的合閘脈沖能夠靈活控制斷路器的開與合。若合閘脈沖真實時刻不足，則有可能會造成開關“拒開”或“拒合”，如果閉合脈沖持續(xù)的時間較長，極有可能會使系統(tǒng)做出錯誤決定，屆時還會對斷路器造成一定程度的影響。所以，必須依據(jù)斷路器的分合時間最終來確定合開閘脈沖的時長。比如，變壓配電所繼保的設計因其與合閘回路閉鎖點的連接處時間較長，但繼保設備發(fā)出來的合閘脈沖又較小，這樣即便安裝了貫穿柜自啟動壓盤，后續(xù)同樣沒有辦法做到自啟動。

3.2 防護策略

施工之前對設計圖紙進行會審。在著手實施變配電所繼保改造項目施工前，首要步驟是將設計圖紙遞交給上級審批機構，包括施工單位、監(jiān)督機構及項目承建者等多方參與審議，對圖紙的創(chuàng)新性和實際可行性進行深度評估，通過專業(yè)團隊親臨現(xiàn)場進行實地考察?？疾爝^程中，對場地進行精準測量，預測可能遇到的挑戰(zhàn)，并從空間布局、設備安裝高度等多個維度進行全面審視，確保圖紙設計與施工需求精確對接。在確保工程效能的同時，致力于優(yōu)化設計，使其在實際操作中展現(xiàn)出更強的實用價值。如果在設計與施工過程中出現(xiàn)不匹配或沖突的現(xiàn)象，資深工程師應避免盲目建議設計師修改圖紙或施工方調整策略。此時，應立即向上級相關部門匯報問題，采取科學決策機制尋求解決方案，以確保整個變配電所繼保改造項目的推進既高效又高質量。

加強相互協(xié)調。在整體變配電所繼保改造項目中，施工單位的高效運作對工程的順利進行和高質量完成至關重要。施工單位應積極履行職責，對施工團隊、作業(yè)環(huán)境、設備運行以及進度質量控制實施嚴謹?shù)墓芾砗捅O(jiān)督。而改造工程師則需綜合考慮多方面，對工程藍圖要有深入的理解，能夠迅速洞察圖紙設計可能對現(xiàn)場操作產生的影響。在施工關鍵階段，應確保施工單位嚴格按照設計圖紙執(zhí)行，不允許未經(jīng)批準的改動，確保每一項工作都精確遵循設計細節(jié)。在具體的施工環(huán)節(jié)，施工工程師必須嚴格監(jiān)督施工人員的操作流程和工藝標準，堅決排除違章和粗心的行為，同時兼顧施工安全，以提升施工品質。施工人員的職責包括：協(xié)助解決施工中出現(xiàn)的問題，以保持進度和質量；維護施工單位的權益；強化對外包方的監(jiān)管，嚴格把控施工工藝、材料質量和技術運用，確保整個項目的工程質量得以保障。

變配電所二次回路改造實施時，易發(fā)生短路、接地、虛接等問題，會在不同程度對繼保設備運行產生影響，易燒損二次設備，同時還會對其向上相關一次設備產生沖擊，嚴重時將導致一次設備受損。所以，要想避開這些問題，又要想最大限度地減少這些干擾，就必須采取行之有效的對策。以下是具體的保護措施。

電壓互感器的連通。在二次回路中，多接入一套帶電的變流器，而且所接入的變流器只能與接地網(wǎng)絡相連。由于配電所的接地網(wǎng)絡是一種特殊的非等電位面，所以當兩個接地地點出現(xiàn)時，會出現(xiàn)電位差異。而如果電氣連接有兩個接觸點，則可利用兩個接觸點所形成的電勢差異，起到保護回路的作用。

敷設電纜。在鋪設線纜時須著重考慮鋪設的方法，尤其是次級控制線纜的布置，必須滿足相關的設計需求，而所鋪設的高壓電纜必須保證彼此垂直，若達不到此條件，則必須將二者的間距盡可能地擴大。同時，在建設電纜溝且在其分層施工時，要根據(jù)施工的計劃和軌道施工的相關的標準和規(guī)范要求，共用的回程引線不能用于低電平電位回路和信號回路。對于從控制室到高壓柜的這個回路，不能使用開關柜設備的其中一個組件將回路的電線連接到另外一個組件上，而必須使用一條控制電線或一條電纜進行電源，如此才能有效地防止由于環(huán)路所形成的磁鏈而引起的電磁感應。

做好二次回路的防雷擊工作。除上述保護措施外，對次級線路的保護也應做好。通過對薄弱設備的特性進行分析，得出薄弱設備不具有較強的防振功能，因此當出現(xiàn)雷擊時，極易造成雷電波的破壞；如此一來，不僅會對設備造成破壞，且又會對連接設備的電力系統(tǒng)造成一定程度的影響。基于此，為了能進一步提升系統(tǒng)防護性能，可以將功率沖擊保護器裝在設備上，以盡可能地減小損害；與此同時，控制室的聯(lián)絡網(wǎng)線及信號線上加裝相應的信號防雷保護器，以確保系統(tǒng)設備可以正常工作[2]。

定值管理。為確保變電所正常工作，要先行準確設定繼電保護定值，此為數(shù)個小隊間的合作。設定保護數(shù)值時部分誤差不明顯，如遇某一條線路或是一個設備顯現(xiàn)出故障，此時造成的誤差較大；在較為惡劣的條件下，還有可能造成保護不能動作或錯誤動作，從而對設備造成損害。在確定數(shù)值的錄入過程中，應有專業(yè)的人進行錄入，對錄入過程中應當有專業(yè)的人進行核對；在檢查完畢后，把輸入的資料列印，并簽名歸檔。關于定數(shù)值，一般由專業(yè)人員進行計算得出；當出現(xiàn)不合理的現(xiàn)象時，應立即進行修正，再決定其定值，以確保設備可以常規(guī)運轉。

交直流屏監(jiān)控。雖然我國現(xiàn)行的交流和直流監(jiān)視系統(tǒng)還沒有發(fā)展得很完善，但其實施方法卻比較多，比如運用PLC和后臺通信，或者是將獨立屏幕改成一組監(jiān)控設備等，目的為可以上載數(shù)據(jù)。電池包合整流器的各項參數(shù)均可運用多重方式準確反映出來，且其中有一項功能較為特殊，就是監(jiān)測直流電流，于監(jiān)測環(huán)節(jié)要選取適當?shù)膮?shù)且要準確設置好，以便于在故障發(fā)生的時候及時發(fā)出警報。

近年來，隨著我國鐵道行業(yè)整體技術水平的不斷提高，業(yè)內對應的保護設備及技術等不斷朝著智能化、微型化方向發(fā)展，如此于變配電所繼保改造過程當中對于繼保設備的可靠性、施工質量等要求持續(xù)提升。故而在后期的改建工程施工過程中，要不斷地摸索和總結。在相關的設施的安裝調試中，必須嚴格遵守相關的方案和標準規(guī)范，從而推動我國鐵路更好、更健康地發(fā)展與運營。