既有鐵路牽引變電所還建方案淺析

李 猛

0 引言

隨著國民經濟的迅速發展和科技的不斷進步,既有電氣化鐵路已無法滿足現有運輸的要求，追求高速、重載已成為鐵路部門改革的重要趨向，它包括新建線路、增設復線、既有線提速、變電所改造等。電氣化鐵路牽引變電所是電氣化鐵路的心臟，它的成功改造直接關系鐵路運輸的正常運轉，掌握牽引變電所既有設備的運行方式、設備配置、接線原理等因素，制定相應的施工過渡方案是保障施工順利進行的基石。

1 工程簡介

新建盤營客運專線從溝海線既有友誼牽引變電所的主變壓器和高壓室之間穿過，須將友誼所遷移還建，與新建客運專線友誼所合建。由于工期和室外220 kV電源要求，該階段只能進行27.5 kV設備還建。既有所主控室綜合自動化、交直流、監控保護柜全部更新，高壓室27.5 kV設備利舊，既有所室外高壓側設備暫不移動到新所，主變壓器饋出27.5 kV電源用27.5 kV電纜從變壓器低壓側引至新所高壓室進線穿墻套管外側，拆除友誼所主控室、高壓室全部設備及室外電容間隔，新所接地網要與舊所接地網可靠相連，集中接地箱及相應回流線改移至新所的集中接地箱。

既有友誼牽引變電所移設工程分為以下幾個步驟：

（1）既有所27.5 kV部分設備移設到新所，拆除既有所相關二次線，接新所二次線。1#主變壓器（下文簡稱主變）運行，沒有備用，饋線211、213投入使用，饋線212拆除，如主變有故障情況進行越區供電。

（2）新建友誼牽引變電所設備安裝（包括213回路倒接）與調試、保護柜二次接線與校對、遠動調試與實驗，檢查完畢后將2#主變投入運行，饋線212、213投入使用，1#主變及饋線211作為備用。

（3）2#主變試運行24 h，拆除舊所剩余設備，移設到新所，此時2#主變及饋線211、213投入使用，沒有備用。

（4）新所設備安裝與調試、保護柜二次接線與校對、遠動調試與實驗，檢查完畢后將1#主變投入使用，作為備用變壓器，饋線211作為備用饋出。

（5）主母線連接，恢復正常運行狀態，將原友誼牽引變電所拆除，27.5 kV設備還建工程竣工。

2 施工方案

下文主要介紹第一步施工方案及注意項點，其他步驟不再贅述。

2.1 27.5 kV側設備拆除方案

27.5 kV側設備拆除方案步驟如下（圖1、2）。

（1）撤除電動隔離開關2001、2002及相連銅母排，撤除電動隔離開關2003，2004及相連銅母排，撤除 J2-J3，J1-J2，J7-J11間隔，柜頂母線橋及銅排，撤除J1間隔頂部銅排，并將J2間隔中電動隔離開關2131與J8間隔中電動隔離開關2111上部用銅排（新加母排）相連。

（2）撤除J4間隔穿墻套管及連接銅排，同時撤除J9間隔墻上穿墻導管。

（3）撤除2#主變27.5 kV側至穿墻導管的連線及J7間隔穿墻套管，在主變至回流箱兩端同時撤除回流線。撤除并聯補償裝置及J5間隔穿墻套管，所用變壓器在集中接地箱的回流電纜。

（4）撤除故判裝置所有的電連接部分及室外電容間隔。

圖1 既有友誼牽引變電所供電原理圖

圖2 高壓間隔示意圖

2.2 27.5 kV側設備拆除注意項點

（1）2.1節中第1步為該項作業的關鍵點，由于天窗時間有限，作業應抓緊時間完成，保證有足夠時間完成檢查以及缺陷處理。

（2）保證可靠送電及以后撤除搬遷工作的施工安全。

（3）避免在撤除電動隔離開關及斷路器時造成二次短路影響送電運行。

（4）二次接線的撤除與檢查。

（5）該項作業的好壞是保證 1#主變及饋線211、213能否順利啟動送電的關鍵。要有足夠的時間對開關101、211，213進行空載傳動實驗。

2.3 主控室保護柜拆除方案

主控室保護柜拆除方案步驟如下：

（1）2#主變測控回路：a.斷開2#主變測控盤上1DK、2DK、3DK、4DK、5DK、6DK裝置電源和操作電源開關。斷開7DK（1021操作電源）、8DK（2021操作電源）、9DK（1021D操作電源）、10DK（2002操作電源）、11DK（2004操作電源）；b.在1#主保屏端子排1D單元上將45#、48#端子短接（去101DL的閉鎖結點），同時撤除芯線107，109；c.在2#主變測控盤3D端子排上分別撤除芯線39、40、41、42（202DL、2021GK、2002GK、2004GK信號量采集），撤除芯線 81—90（和 2#主變測控盤聯系的信號）；d.拆除2#主變及27.5 kV所變壓器，電容203、204回流電纜。

（2）饋線212測控回路：在饋線測控盤上斷開5DK、6DK，212裝置電源和操作電源開關。斷開 7DK（2121GK操作電源)、8DK（2FH操作電源）15DK（2123GK操作電源）、17DK（2531操作電源），斷開18DK（5FH操作電源）。

（3）電容補償回路：在電容測控盤上斷開1DK、2DK、4DK、5DK（203，204裝置電源和操作電源），同時還要斷開3DK（2031操作電源）、6DK（2041操作電源）、7DK（4FH操作電源）、2ZK（W212GK操作電源）。

2.4 主控室保護柜拆除注意項點

（1）撤除電動隔離開關電動機構及與刀閘一體的輔助開關時，應用萬用表測量接線端子是否帶電，確認無電時才能撤除。

（2）室內機構加熱回路交流電源在交流盤上斷開，機構HM由于是環形供電方式只能在機構接線端子處撤除并作絕緣處理。

（3）所有撤除的二次接線電纜芯線端子頭必須保留在線頭上，以便還建安裝時校對線號。

（4）以上工作應提前進所在控制盤，端子箱上依照二次圖進行校對并確認。

2.5 第一步施工完畢送電方案

確認J2間隔中電動隔離開關2131與J8間隔中電動隔離開關2111上部用銅排（新加母排）連接良好，并確認保護裝置接線良好，1#主變投入運行，恢復饋線211、213投入使用。

3 施工特點

從上述施工方案可以看出，牽引變電所還建施工的特點是：

（1）充分利用牽引變電所的“天窗”時間，解決了因施工占用封鎖時間，緩解了施工與運輸的沖突。

（2）既有所高壓間27.5 kV設備已進入疲勞期，在拆除及安裝過程中易發生突發事件，且沒有備品備件，只有檢修處理。

（3）高壓間設備繁多，空間狹小，附近帶電設備較多，極易發生人身和設備事故。

（4）天窗時間較短，必須保證接線及設備安裝后萬無一失，并留出時間給遠動調試，且有幾天時間只有1臺主變單獨運行，如主變發生故障，只有進行越區供電。

（5）利用停電計劃避免了租用移動高壓設備，降低了工程造價。

據此，筆者建議：

（1）施工過程中應增加1臺10 kV或27.5 kV所用變壓器，在拆除既有所設備時作為交直流屏的備用電源，以提高既有所過渡期間的可靠性。

（2）由于新建友誼所高壓室濕度較高，建議安裝除濕機，避免電氣拉弧造成設備故障。

（3）既有所移設過程中，施工部門要多與運營單位聯系，避免以后在設備維護與運營方面的不利影響。

（4）施工中每一步完成后都要進行細致檢查，以保障整個溝海線的行車安全。

（5）要做好施工預想會及施工例會工作，并做好應急搶修預案。

4 結束語

在既有牽引變電所改造施工中，要有可行性的施工方案，要加強施工單位與運營單位的協調合作，實行作業簡潔化、標準化，保證運行安全。并利用天窗進行接線和設備利舊，這些都需要很強的專業技術人員和現場施工人員。同時，牽引變電所設備移設工程，需要在短時間內完成大量的設備拆除與安裝，完成變電所遠動調試，可以培養高素質的工程技術人員和熟練的技術工人，為以后既有牽引變電所帶電改造過渡施工打下堅實的基礎。

[1]張秀峰，連級三.利用電力電子技術構建的新型牽引供電系統[J].交流技術與電力牽引，2007(3)：49-54.