牽引變電所中央信號盤大修更新問題分析與對策

■ 張炳倫

1 問題的提出

中央信號盤（簡稱中信盤）是電氣化鐵路牽引變電所正常運行的保證系統，主要承擔下列任務：

（1）所內各級斷路器事故跳閘時，能及時發出事故音響信號（電笛響，較為刺耳，提醒警示作用強），并使相應的斷路器位置指示燈閃光，稱為事故信號。

（2）運行設備出現故障時，能及時發出區別于事故音響信號的另一種音響信號（電鈴響，不是很刺耳，起提醒作用），并有相應的光字牌顯示故障性質，稱為預告信號。

（3）電笛、電鈴、位置信號燈、故障光字牌在未有事故或故障的情況下，能進行手動試驗以確認其是否狀態良好，以免因裝置狀態不良而不能及時在事故或故障發生時給出相應的聲光信號。

（4）當事故或故障音響信號發出后，能手動或自動復歸。而閃光的位置信號燈或亮起的光字牌能實現自保持直至手動復歸，以免因其自動復歸后影響變電所值班員確認事故或故障性質。

（5）牽引變電所27.5 kV高壓室內A、B相母線上分別裝有5、7和6、8電壓互感器，其中5、6為一組，7、8為一組，兩組互為備用，其二次電壓（交流100 V）引入中信盤后的投入和撤出轉換由盤上的轉換開關完成，進而二次電壓引入后盤上電壓表、盤頂小母線、遠動盤。

（6）牽引變電所兩路110 kV進線電壓互感器二次電壓（交流100 V）要引入中信盤，并提供給電壓表進行進線電壓測量，還要引出中信盤進入遠動盤。

（7）通過1、2、3刀開關實現直流盤KM（直流控制總電源）、XM（直流信號總電源）向盤頂小母線引接和KM、XM互相代替運行。

從中信盤的任務及常規性能可以看出，當需要大修更新時，使其停運是不可能的，將會影響整個變電所設備狀態監視、故障情況了解和開關動作情況反映。因此，必須有中信盤過渡工程。過渡工程是整個工程的一個輔助環節，當中信盤設備全部安裝完成后，過渡工程所用設備不再使用，所以應力求過渡工程在保證實現其基本功用的前提下，盡量簡化，節約設備費用，節省過渡工程施工的工時消耗，同時還要注意施工中的安全。

2 中信盤過渡工程設備方案比選

一般過渡工程設備采取以下3種方案：

方案1：N個變電所中信盤大修更新時，購買N+1套中信盤和1套相應的過渡電纜，用第N+1套中信盤去過渡N個所的舊中信盤。

方案2：N個變電所中信盤大修更新時購買N套中信盤和1套相應的過渡電纜，用第N套中信盤過渡第1個所的舊中信盤，第1個所的舊中信盤拆下來后再去過渡第2—第N個所的舊中信盤。

方案3：N個變電所中信盤大修更新時，利用少量的繼電器和電笛、信號燈等設備做一面簡易過渡盤，過渡N個所的舊中信盤。

顯然，方案1要多購買1套新盤，不符合過渡工程的原則，不可?。环桨?雖然不多購置新盤，但有以下缺點：

（1）過渡工程的過渡電纜使用較多，造成浪費。

（2）過渡工程端子牌接線拆線多，傳動項目多，費時費力且易出錯。

（3）新舊過渡盤體積都較大，在各所間運輸不方便，盤上設備大多需要防振防碰。所以方案2一般也不采用。

方案3利用較少的設備做一面簡易過渡盤，首先是節約大筆費用，且能克服方案2的缺點。存在的問題就是不能百分之百地完成中央信號的任務，但只要簡易過渡盤能給出變電所內易發生的重要信號，并通過值班員在大修期間加強對設備運行狀態的監視、巡視，該缺點就可以克服，因此方案3應作為過渡工程方案首選。

3 簡易過渡盤的可行性與實現

3.1 可行性分析

3.1.1 對110 kV進線電壓不進行監視測量

中信盤上有6塊電壓表，分別對變電所的兩回110 kV進線電壓進行監視，在中信盤大修更新時可采取簡易過渡盤不監視的措施?？尚行苑治鋈缦拢?/p>

（1）如果110 kV壓互二次有2個及以上的線圈時，各二次線圈的二次電壓分別利用不同的電纜引向自投盤、計量盤和中信盤，中信盤大修更新時拆掉110 kV壓互二次引向中信盤的電纜不影響其他設備運行。

（2）如果110 kV壓互二次只有1個線圈，此線圈通過1根電纜引向計量盤或自投盤后再通過盤間電纜引向中信盤，則中信盤拆舊或裝新時，拆掉盤間電纜不影響其他設備正常運行。

（3）如果110 kV壓互二次只有1個線圈，此線圈二次電壓通過1根電纜先引向中信盤再通過盤間電纜引向自投盤或計量盤，則可在中信盤大修更新前，用過渡電纜從110 kV壓互端子箱處將二次電壓直接引向自投盤和計量盤，之后舊中信盤停運時也可保證其他設備正常運行。中信盤大修更新完成后，先恢復正式電纜，最后拆除過渡電纜。

（4）如果中信盤所在變電所不設110 kV進線自投，則在110 kV壓互失壓后，可通過A、B相27.5 kV電容跳閘的信號和計量盤上的信號進行110 kV失壓判斷，進而投入備用的另一回110 kV進線。

通過以上分析可看出，采取一定措施后，簡易過渡盤可以不對110 kV進線電壓進行監視測量。

3.1.2 不設1、2、3刀開關

直流盤的KM、XM總電源通過中信盤的1、2刀開關引向盤頂，當直流盤的KM、XM總電源其中一個輸出故障時，可通過合上3刀開關進行KM、XM的互相代替運行。簡易過渡中信盤可不設1、2、3刀開關，采取直流盤KM、XM總電源利用過渡電纜直接引到盤頂小母線的方法?？尚行苑治鋈缦拢?/p>

（1）根據經驗，變電所運行中使用3刀開關的幾率很小。

（2）引接KM、XM總電源的過渡電纜就在過渡期內使用2～3 d，出現故障的幾率極小，一般不會用到3刀開關。

（3）各斷路器和隔離開關單元內設有各自的KM、XM保險或空氣開關，一旦有故障，各斷路器和隔離開關的保險或空氣開關熔斷或跳閘，影響不到總KM、XM電源，所以一般也不會使用3刀開關。

（4）萬一出現直流盤總KM、XM電源保險熔斷或空氣開關跳閘，可立即更換保險或合上空氣開關，保險連續熔斷或空氣開關一合就跳，可迅速進行保險兩端或空氣開關兩端的接線端子短接供電。

通過以上分析可看出，簡易過渡中信盤可以不設1、2、3刀開關。

3.2 設計與實現

3.2.1 簡易過渡工程原理

在上述分析的基礎上，對變電所運行實際狀況，以及可能發生的對變電所運行有較大影響的不正?，F象進行綜合考慮，制定了中信盤大修更新時的簡易過渡工程方案，其原理見圖1。

圖1中的設備情況如下：

（1）+XM、-XM為信號小母線。

（2）1SYM為事故音響小母線。

（3）SSA為事故音響試驗按鈕。

（4）1YBM、2YBM為預告信號小母線。

（5）SM為閃光信號小母線。

（6）KDM為控制回路斷線小母線。

（7）PM為掉牌未復歸小母線。

圖1 中信盤大修更新時簡易過渡工程原理

（8）1SYJ為事故音響繼電器。

（9）SGJ為閃光繼電器。

（10）FMQ為事故電笛蜂鳴器。

（11）DL為預告音響電鈴。

（12）D1、D2、D3分別為閃光信號燈、控制回路斷線信號燈、掉牌未復歸信號燈。

（13）SJA為事故音響解除按鈕。

（14）SSA為事故音響試驗按鈕。

（15）YSA為預告音響試驗按鈕。

（16）HK為三刀雙擲開關。

（17）V1、V2為27.5 kV A、B相電壓表。

（18）YMa、YMb、YMc為電壓小母線。

（19）A613、C611為第一組27.5 kV電壓互感器A相二次電壓引入線，B613、框C611為第一組27.5 kV電壓互感器B相二次電壓引入線，A、B相二次電壓引入線分別用一根兩芯過渡電纜引致HK，并將C611、框C611在HK的5接線柱處短接。A623、C621、B623、框C621為第二組27.5 kV電壓互感器A、B相二次電壓引入線，接線原理與第一組相同。

簡易過渡中信盤的各小母線利用過渡電纜與其他運行的配電盤盤頂小母線并接在一起，同時還利用過渡電纜將過渡中信盤的正負XM分別與直流盤和交流盤的701、702號線并接在一起，利用過渡電纜將過渡中信盤的1YBM、2YBM分別與直流盤和交流盤的1YBM、2YBM并接在一起。

3.2.2 設備動作情況

（1）當斷路器事故跳閘時，保護裝置出口繼電器使1SYM帶負電，啟動1SYJ，1SYJ的8、10接點與SJA配合，實現自保持，3、5接點啟動FMQ，發出事故音響。之后，按SJA將1SYJ的自保持解除，1SYJ返回后，事故音響消失。所內沒有事故情況下，手動按SSA可試驗FMQ狀態是否良好。

（2）+XM通過SGJ使SM帶電，確保斷路器事故跳閘后其分閘位置綠信號燈閃光；平時可通過按SGA按鈕試驗D1是否閃光，確認SM正常與否。

（3）當斷路器跳閘后，其信繼接點將PM與+XM接通，D3亮，給出掉牌未復歸信號，提醒值班員恢復動作了的XJ。如果保護裝置是成套保護或微機保護而非單體繼電器保護，有自身的保護動作信號燈，則PM和D3等也可省略。

以上3種動作情況可完成變電所斷路器事故跳閘后中信系統應給出的3種基本信號。

（4）當直流系統出現接地故障時，從+XM、701號線、絕緣監察繼電器接點、直流接地光字牌、1YBM、2YBM、CJJ的啟動線圈、702號線直至－XM形成回路，使直流盤“直流接地光字牌”亮的同時，啟動CJJ，進而CJJ的6、14接點啟動1SJ線圈，1SJ動作后，其3、5接點延時后閉和，啟動DL，之后，按YJA手動解除電鈴聲，但光字牌不消失，直至故障消除。當所內沒有故障發生時，可手動按YSA試驗DL狀態是否良好。

以上動作情況可反映直流系統常見且對運行產生較大不良影響的直流接地故障。交流失壓信號啟動與上述相似。

（5）當斷路器控制回路有斷線時，斷路器的HWJ、FWJ同時失電后，HWJ、FWJ串聯的常閉接點將KDM與FM接通，KDM帶負電后，D2亮，給出控制回路短線信號。

（6）當運行的某組壓互故障時，簡易過渡中信盤上雖然未設“27.5 kV壓互斷線”光字牌，但是可通過電容跳閘和簡易過渡中信盤上的電壓表迅速判斷故障性質，然后迅速倒換HK可將未故障壓互投入運行，供給電壓小母線作為各種保護裝置的電壓源。利用三刀雙擲閘刀既可以實現兩組壓互的轉換，接線直觀簡單，且閘刀價格便宜、安裝簡便。

總之，簡易過渡中信盤能給出牽引變電所易發生的重要故障和事故信號，能完成主投與備用設備的倒換，但它所用的過渡設備與正式中信盤相比大為減少，符合過渡工程作為輔助環節應力求省料、省工的要求。

4 大修更新工程安全運行注意事項

（1）值班員必須加強變電所內設備的運行狀態監控，并及時向電力調度員匯報各種運行情況。由于中信盤大修更新時，一般采取將引向遠動盤的電纜直接甩開的運行方式，致使遠動調度端電力調度員監控不到各種事故或故障信號，如：控制回路斷線是所里較易發生的故障，且影響斷路器動作，值班員監視到D2燈亮時（過渡工程設計的D2亮時不給電鈴），就應及時發現故障并匯報處理。再如：一旦牽引變電所110 kV進線失壓，備自投裝置動作后，所內110 kV一次高壓回路運行狀況會發生很大改變，但電力調度員不能及時掌握，備自投過程中27.5 kV補償電容A、B斷路器會跳閘且不能自動重合，在備自投完成后電容重新送電是需要電力調度員下命令的。因此，值班員必須加強監控和匯報，才能在萬一發生事故或故障時進行正確及時的處理。

（2）過渡工程中倒換HK前，可以將電容失壓跳閘保護出口連片撤除，因為此時的倒換HK不能準確迅速完成所造成電容失壓是假失壓，不需要電容跳閘。倒換HK時，動作要快，并要選擇各饋線電流表指示很小時進行，以免因HK倒換的不準確迅速引起與27.5 kV電壓互感器二次電壓關聯的保護裝置誤動。

（3）過渡工程中信盤在代替舊中信盤投入運行前需進行傳動試驗，試驗前必須將舊中信盤的各小母線端子全部撤除，否則，過渡中信盤小母線與舊中信盤小母線還連在一起，傳動過渡中信盤時，舊中信盤上的有些繼電器及聲光設備會和過渡中信盤的設備一起動作或造成2個盤上的設備都不動作，使傳動工作不能正常進行。