牽引變電所相別輪換接線新方法

王公社

摘 要： 針對牽引變電所傳統換相接線方式，結合牽引變電所大修改造工程設計實踐，提出一種新型、簡單實用、效果明顯的牽引變電所相別調整接線方法。其主要特點是，可以在牽引變電所內自行完成電源進線換相聯接工作，不需要依賴電力部門在牽引變電所電源線路中進行調相，提高了工作效率。這種換相聯接接線方式，是一種創新，更是一個突破。它不但適用于電氣化鐵路擴能改造工程，而且可以完全應用于新建電氣化鐵路工程中。

關鍵詞： 牽引變電所； 換相； 新接線方法； 電氣化鐵路工程

中圖分類號： TN710?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）14?0160?03

目前，我國電氣化鐵路發展突飛猛進，高速鐵路、客運專線建設、既有線電氣化改造全面推進，鐵路電氣化率達到60%以上。電氣化鐵路普遍采用工頻單相交流制式，牽引負荷其特點為單相、移動、波動大，在電力系統中產生負序電流，造成三相電力系統負荷不對稱，對電力系統產生影響。為了盡可能減小牽引負荷對電力系統的負序影響，其措施之一就是牽引變電所相別采用輪換接入方式。

1 傳統換相方式

當各牽引變電所由同一電力系統供電時，相應牽引變電所在電力系統中產生的負序電流與每個牽引變電所接入系統的相別有關。傳統換相方式是請電力部門按照鐵路牽引供電系統的要求在各牽引變電所電源進線線路中完成，這樣相鄰幾個牽引變電所的電源線路在牽引變電所電源引接入口處的三相相別排列順序是不同的，一般6個牽引變電所為一個循環。電力部門對一般地方用戶各變電所的電源進線三相相別的排序方式是相同的，即面對電源進線側，從右往左，依次為A，B，C相別。但由于牽引供電系統的特殊要求，由同一供電系統供電的相應牽引變電所，其電源引入相序各所不同，分為正相序和逆相序，有6種排列，即ABC，BCA，CAB（正相序）和ACB，BAC，CBA（逆相序）。其調整相別工作要求由設計單位或者鐵路相關管理、運營部門提出，由電力部門在電源線路中完成。電氣化鐵路牽引變電所的換相接線應符合設計規范要求：

（1） 各牽引變電所在電源進線側進行相序輪換。其原則應使電氣化區段各供電臂不同的相別在三相電力系統中趨于平衡。

（2） 相序排列應有規律，盡量減少供電臂之間出現電壓差的地點和減少電壓差，避免出現[3]倍的牽引網電壓值。不論何種牽引變壓器接線方式，均應使各供電臂的相序符號正、負相間（如A，-B，C，-A…或AB，-BC，CA，-AB…）

2 問題的提出

傳統的牽引變電所換相接線工作，是由鐵路和電力2個部門共同完成。對于新建電氣化鐵路工程或既有線電氣化改造工程，各牽引變電所電源進線相序是在設計單位確定的基礎上最終由供用電雙方單位簽署供電協議或調度協議時確認。

在對既有電氣化鐵路擴能改造工程和大修改造工程中，以下2種情況會引起既有牽引變電所換相接線的改變或調整：

（1） 在既有牽引變電所之間要增建一個新牽引變電所時；

（2） 電氣化區段牽引變電所改造，牽引變壓器的接線方式優化，如由三相YN，D11接線改為三相V/V接線時。

這種情況下，鐵路部門應該向電力部門提出調整相別申請，等待申請批準后方由電力部門實施調相工作。往往扯皮多，周期長，耗時、耗力、耗費用，影響工程進度。鑒于此，在牽引變電所整所大修改造工程中，提出在牽引變電所電源進線內側設置雙層母線，可在所內自行進行電源進線相序調整，不需要向電力部門申請，就可完成換相工作，省時省力，實用可靠，提高了工作效率。

3 新型實用接線方法

在牽引變電所電源進線內側設置雙層母線，通過由縱向上層母線向下層橫向母線的相別轉換，即可在各牽引變電所內部完成電源進線的換相接線調整工作。

具體做法是（以110 kV直供牽引變電所為例）：

（1） 牽引變電所電源進線相別順序維持既有不變。

（2） 電源進線經牽引變電所進線隔離開關順序接入110 kV縱向上層母線。

（3） 牽引變電所內110 kV跨條位置，新設110 kV橫向下層母線，橫向母線設于縱向母線下方，水平垂直于縱向母線。橫向母線由3組門型架構和2段橫向母線組成。

（4） 由橫向母線引接相關110 kV設備。110 kV電壓互感器、避雷器及其隔離開關和110 kV跨條隔離開關一般是順著橫向母線方向排列安裝的，可由橫向母線按三相順序引接；主變壓器進線端隔離開關、電流互感器、斷路器、主變壓器縱向排列安裝，主變系統三相由主變進線側隔離開關引入端子面向進線側從右至左依次引接到橫向母線上。同區段的其他牽引變電所都可以按照上述4個步驟接線，各牽引變電所這部分接線完全相同，與換相接線無關。以上接線示意圖如圖1所示。

（5） 在縱向母線和橫向母線交叉處，按各所換相接線的具體要求作橫向與縱向2層母線之間的垂直引線。無論何種電源進線相別順序，也無論何種變電所換相接線要求，都可以通過縱橫上、下2層母線的垂直引線來實現牽引變電所的任何換相接線。上、下層母線之間垂直引接示意圖見圖2。

圖1 牽引變壓器110 kV設備接線（一號進線變壓器系統）示意圖

圖2 縱橫母線上、下垂直引接示意圖

例1：有一牽引變電所，三相V/V接變壓器，其電源進線相別為面向進線側從右至左依次為ABC，要求變電所左側饋線相別為CA，右側饋線相別為-AB，這時，縱橫母線與設備引接如圖1所示，只是縱橫上、下母線之間垂直引線有變化，如圖3所示，接線滿足換相要求。

圖3 三相V/V接線牽引變壓器換相示意圖

舉例二，仍有一牽引變電所，三相YN，D11變壓器，其電源進線相別為，面向進線側從右至左依次為ABC，要求變電所左側饋線相別為-B，右側饋線相別為A，這時，縱橫母線與設備引接如圖1所示，只是縱橫上、下母線之間垂直引線有變化，如圖4所示，接線滿足換相要求。

圖4 三相YN，D11接線牽引變壓器換相示意圖

牽引變電所這種換相接線方法目前已應用于多個牽引變電所大修改造項目中，實用效果非常明顯。

4 新型實用換相接線的特點

這種在所內完成的換相接線方法完全可以推廣到新建電氣化鐵路工程中，其特點是：

（1） 各牽引變電所可以在所內完成輪流換相接線，不需要依賴電力部門在各所電源進線線路中進行調相，避免了一系列審批手續和扯皮事宜。

（2） 對各牽引變電所電源進線入口處三相相別的排列順序無特殊要求，可按電力部門地方變電所常規設置排列。各牽引變電所進線相別順序可做到完全相同，整齊劃一。

（3） 牽引變電所的換相相別直觀，一目了然，有利于檢修維護和技術管理，不會因為運行時間長，標識、檔案丟失而查無依據。

（4） 在各牽引變電所設有雙層母線的電氣化區段，擴能、更新、大修等改造工程中，若遇進線相別需要調整，一臺變壓器系統停電后，4 h內可完成調相作業，作業簡單方便，經濟快捷，等同于一般停電檢修作業。如遇相鄰多個牽引變電所需要同期進行調相，其優越性就更顯突出。一般在電氣化鐵路改造工程中若需調整換相，總是要涉及到相鄰多個牽引變電所。

（5） 這種換相接線還可用于AT接線牽引變電所以及220 kV，330 kV等電壓等級的牽引變電所。

（6） 牽引變電所內增加了一條橫向母線，花費很小，增加檢修工作量有限。

5 結 語

在牽引變電所內高壓側設置雙層母線，從所內自行解決牽引變電所換相聯接的接線十分簡單，可以說是一種創新，是對傳統調整相別方式的突破。以上方法分析充分表明，這種調整相別接線方法不但適用于既有電氣化鐵路擴能改造工程，而且完全可以推廣應用到新建電氣化鐵路工程中，必將產生明顯效果。

參考文獻

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