電氣化鐵路牽引變電所電氣設備安裝調試方法

樊群茂

（中鐵十九局集團電務工程有限公司，北京 100076）

0 引言

電氣化鐵路的電力機車需要穩定可靠的運行電源，在鐵路沿線設置有許多牽引變電所，其配備的大量電氣設備能夠把高壓電能轉變為保證動車運行的低壓電能。如果不存在牽引變電所，電力機車將失去運行動力，無法正常運行，而變電所中電氣設備的安裝和調試則是保證變電所穩定運行的關鍵。以下簡要介紹電氣化鐵路中牽引變電所的設備組成和變電所分類，詳細介紹其中設備的調試與安裝流程方法，結合這些流程提出在電氣設備中的各部件監測要點。

1 牽引變電所簡介

電氣化鐵路會在沿線設置許多的牽引變電所，一般相距40 km 左右，特別是當鐵路線路太長時，就會將一些高壓線路分段，在每250 km 左右設有支柱牽引變電所，由該變電所把高壓電網輸送來的電能通過它的母線和輸電線分配給其他中間變電所，利用這種方式滿足長途鐵路的運輸。

牽引變電所的設備組成包括變壓器、隔離開關和自動控制系統等。變壓器是整個變電所最重要的部分，稱作主變壓器或降壓變壓器，容量可達1×107VA 以上，是整個牽引變電所設備的核心；主斷路器用來斷開電路；隔離開關則保證電路的安全，并且能夠滿足檢修的需要；自動斷電保護系統能夠實現遠程控制和自動運行，能夠自行保護電路的運行。

牽引變電所分為直流式和交流式兩種類型。直流式變電所把區域電網的高壓電能進行降壓處理，轉變為滿足電氣化鐵路運行的DC 1500 V 電能。交流式變電所根據主體變壓器中的繞組接線差異，分為單相、三相和三相—兩相式：①單相式能夠充分利用變壓器容量，但需要配套專用變壓器，還會影響三相的系統平衡；②三相式能夠使變壓器的副邊始終保持在三相狀態下，兼顧變電所和其他地方的電能需求，但不能充分利用變壓器容量；③三相—兩相式的變電所，其變壓器連接高壓線母線共用端連接軌道，副邊用兩相方式連接，另外的兩端和供電分區連接，結合了三相和單相的優勢，在一定程度上實現單相和三相的互補。

2 電氣設備的安裝和調試

2.1 變壓器的安裝和調試

2.1.1 安裝前的準備和檢查

安裝變壓器前需要熟悉變壓器相關的技術參數和資料，技術人員根據變壓器廠家的安裝要求確定安裝標準和方法，進行安全性和技術性交底，施工人員提前準備安裝所需的機器設備和測試儀表等。對變壓器進行安全性檢查，確認出廠合格證書、相關技術文件、型號和規格等，檢查變壓器外觀是否有破損、是否符合設計要求，重點檢查是否存在漏油現象。對需要充氮氣的這類變壓器，要注意配備檢測和補充的設備，在運輸過程中保證其正壓要求。

2.1.2 運行前送電調試檢查

送電前的調試檢查一定要嚴格按照規定的對接實驗的數據進行檢查，保證符合技術要求、實驗參數合格，保證變壓器一次引線與二次引線的相位和相色正確，保證絕緣功能良好，可靠接地，能夠滿足設計要求。

2.1.3 送電調試的運行

（1）變壓器空載投入沖擊實驗。變壓器投入時不能帶負荷，負荷側的隔離開關一定要處在分位。新安裝的變壓器按照技術要求進行全電壓的5 次沖擊試驗，每次試驗時注意觀察沖擊電流、空載電流和變壓器溫度等，詳細記錄實驗數據。試驗完成后空載運行48 h，在保證沒有任何異常的情況下再進行帶負荷運行。

（2）空載運行的檢查方式。變壓器空載運行時主要依靠聽音檢測，“嗡嗡嗡”的聲音表明是正常狀態；如果異常時的聲音較大并且均勻，可能是外加的電壓太高所致；如果聲音非常大并且雜亂，可能鐵芯出現松動；如果聲音類似“滋滋滋”的放電聲，表明是鐵芯部與套管之間有閃絡；如果聲音像爆裂一樣，可能是鐵芯部被擊穿了。

2.2 開關柜的安裝和調試

我國牽引供電大多采用分散設備在戶外進行布置的方式，牽引變電所供電主要采用AIS 開關柜和GIS 開關柜兩種方式，開關柜的形式是把母線、斷路器、隔離開關和保護裝置等設備集合在一個封閉的金屬柜子里，充入絕緣氣體以保證正常工作。安裝開關柜一定按照安裝要求進行，在最終固定前進行檢查，檢查開關柜的垂直程度、平行程度和柜面之間的間隙是否符合安裝要求，再把開關柜固定在槽鋼上保證不會松動、掉落。主母線在進行安裝時，一定要打開主母線室頂部的蓋子；安裝電纜線的時候，一定先做好電纜頭，將其固定在電纜架上。在安裝時保證電氣設備的接觸面平整，保證連接處連接穩固，要不斷進行檢查和試驗，保證安全運行。

2.3 電氣設備的調試和檢驗

在設備安裝的過程中，要避免出現錯誤接線的情況，嚴格按照接線規則接線，確保安裝和運行的安全。在制作保護屏上的電纜頭時，一定要避免損傷到電纜的絕緣層，預防漏電，根據資料對開關柜內的各種元件電器進行規格和型號的檢查，保證符合要求。還要保證母線的連接點接觸良好、連接穩固。

以手動方法檢查斷路器和隔離開關等裝置，保證隔離開關等設備滿足標準要求。保證操作的正確性、靈活和可靠性。在進行調試時，一定要保證開關柜中的各個零件都能夠正常運行。

電氣設備在調試的過程中，主要注意對牽引變壓器保護、制動電流、速斷電流保護和電壓保護等的調試，調試工作一定要在電氣設備正式運行前開展。在進行調試工作前，要結合繼電保護等試驗的結果，保證遙測和遙信的接線信息正確無誤，要保證保護回路的設備能夠正常運作。在調試完成以后再進行聯合試驗，通過試驗工作來保證電氣設備和元件都能夠正常運行之后，才能夠正式投入運行。

3 牽引變電所中電氣設備的安裝注意事項及監測要點

3.1 安裝注意事項

（1）變壓器的安裝。變壓器安裝過程中，要嚴格按照設計規范和工藝標準進行安裝，做到每一步驟都有據可依。對安裝的工作人員提出要求，保證施工人員能夠有比較良好的職業技能和綜合素質水平，保證安裝工作能夠順利開展。變壓器要經常清理，擦拭干凈，頂部不能有雜物，本體和附件一定要完整，要保證不會滲油。油浸式的變壓器，其系統的油門一定要拉開，保證油標正常，這類變壓器的電壓切換裝置和干式變壓器的分接頭裝置的位置，要放置在正常的電壓檔處。保護裝置的整定值要符合設計要求，保證操作和聯動試驗能夠正常運行。以某地鐵的接線圖為例，說明線路接線（圖1）。

圖1 地鐵線的接線

（2）開關柜的安裝。開關柜要按照安裝規則進行安裝，要保證柜內其他裝置與開關柜的接觸良好，沒有縫隙，保證能夠順利運行。按照標準進行操作，保證正確性。

3.2 電氣設備的監測要點

（1）監測電壓。檢測牽引變電所內的三相電壓參數，為其他監測單元提供詳細的參數，提高電壓監測的準確性。

（2）監測變壓器。監測等值電容和末屏電流、鐵芯的接地電流等的電容參數，能夠對變壓器的低壓和高壓進行很好的監測和控制，并且隨時掌握變壓器的絕緣能力。

（3）監測斷路器。斷路器一般使用真空少油或SF6 等類型，在進行監測時，通過檢測其運行數據來監測動作電流的最大流通時間，利用開斷電流來監測斷路器的機械屬性，保證其機械特性，平穩安全地運行。

（4）監測氧化避雷器。監測母線電壓傳來的信號和避雷器電流中所傳來的信號，比較之間的差異，以此實現對氧化避雷器的監測，不僅僅能夠有效分析阻性電流，還能監測避雷器的狀態。

（5）監測互感器。牽引變電所中的互感器主要有電流互感器與電壓互感器兩種，都是通過電流、電壓信號中相位之間的差異進行工作的，監測互感器的末端電流和介質損耗參數，能夠反映出互感器的整體絕緣效果，及時發現設備中存在的絕緣問題。

4 結語

在安裝牽引變電所中的電氣設備時，要熟悉設備的安裝資料、安裝要求，嚴格按照安裝圖和接線圖進行安裝、調試，注意安裝事項，滿足安裝和調試要求，要求工作人員有過硬的專業素養和技術水平，以提高設備的安全性與可靠性，不斷優化安裝和調試的方法，保證能夠實現變電所功能，保證鐵路正常運行。