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(shè)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(guān)的既有變電站等設(shè)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(nèi)容包括兩部分：一是自動化技術(shù)；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(nèi)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(zhì)。

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(yīng)用項目過程管理編制出一份關(guān)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(jié)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(guān)聯(lián)，于整體工程建設(shè)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(shè)計部對圖紙做認真會審，且結(jié)合圖紙要求保證其必須緊密聯(lián)系工程設(shè)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(shè)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(yīng)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(shè)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(shè)環(huán)節(jié)當中的土建條件能否達到相應(yīng)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(guān)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(shè)備及工具都完好。第二步需要做好相應(yīng)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(yīng)的規(guī)范要求。再者需要開箱檢測高壓柜、防護屏、調(diào)壓器等，確保其達到相應(yīng)的要求。第三步需要對各類設(shè)備及置換CT的類型以及技術(shù)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(shè)備

建設(shè)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(shè)。施工過程內(nèi)容主要以更換綜合設(shè)備、微機保護設(shè)備和調(diào)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(diào)試

上電調(diào)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。基于此，要先規(guī)范相應(yīng)的調(diào)試步驟，具體調(diào)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(guān)閉開關(guān)，為該控制環(huán)路提供電源，并分別檢測該開關(guān)的狀態(tài)，判斷該開關(guān)的狀態(tài)是否正常；步驟三，在開機后，對通訊設(shè)備及微型計算機的保護設(shè)備進行測試，并檢查通信條件及各項保護設(shè)備的各項指標；步驟四，通過開/關(guān)試驗，對SOE和開關(guān)動作信號在本地電腦上的響應(yīng)情況進行測試，以判斷是否響應(yīng)；步驟五，在后臺一次電路板上，確定主變電所對應(yīng)的檔位、斷路器和切斷開關(guān)的開閉等在后臺一次電路板上的定位，并調(diào)整和試驗調(diào)速器的擋位；步驟六，如果在上電和調(diào)試期間發(fā)生了不正常的信號，則要立即關(guān)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(jié)束設(shè)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(shè)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(yīng)最大限度地降低設(shè)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(diào)試人員對電路例行一次較為全面的檢測，在明確設(shè)備狀態(tài)正常以后方可供電。但送電結(jié)束一段時間內(nèi)，需要盯牢施工設(shè)施現(xiàn)場技術(shù)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(shè)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(shè)計機構(gòu)，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(diào)試項目

第一步檢查接線及外觀，然后再檢查防護設(shè)備版本號及時鐘校準等，之后依據(jù)訂貨要求輸入設(shè)定好的數(shù)值；第二步試驗全廠開關(guān)后進行調(diào)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(cè)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(nèi)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(shè)備通電的情況下，確保測量設(shè)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(yīng)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(shè)備的特性，要做好合閘脈沖時間的嚴格控制，目的為保證設(shè)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(guān)“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(shè)計因其與合閘回路閉鎖點的連接處時間較長，但繼保設(shè)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(shè)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(shè)計圖紙遞交給上級審批機構(gòu)，包括施工單位、監(jiān)督機構(gòu)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。考察過程中，對場地進行精準測量，預(yù)測可能遇到的挑戰(zhàn)，并從空間布局、設(shè)備安裝高度等多個維度進行全面審視，確保圖紙設(shè)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(shè)計，使其在實際操作中展現(xiàn)出更強的實用價值。如果在設(shè)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(yīng)避免盲目建議設(shè)計師修改圖紙或施工方調(diào)整策略。此時，應(yīng)立即向上級相關(guān)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(zhì)量。

加強相互協(xié)調(diào)。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(zhì)量完成至關(guān)重要。施工單位應(yīng)積極履行職責，對施工團隊、作業(yè)環(huán)境、設(shè)備運行以及進度質(zhì)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(shè)計可能對現(xiàn)場操作產(chǎn)生的影響。在施工關(guān)鍵階段，應(yīng)確保施工單位嚴格按照設(shè)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(shè)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(zhì)。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(zhì)量；維護施工單位的權(quán)益；強化對外包方的監(jiān)管，嚴格把控施工工藝、材料質(zhì)量和技術(shù)運用，確保整個項目的工程質(zhì)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(shè)備運行產(chǎn)生影響，易燒損二次設(shè)備，同時還會對其向上相關(guān)一次設(shè)備產(chǎn)生沖擊，嚴重時將導致一次設(shè)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(luò)相連。由于配電所的接地網(wǎng)絡(luò)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(shè)電纜。在鋪設(shè)線纜時須著重考慮鋪設(shè)的方法，尤其是次級控制線纜的布置，必須滿足相關(guān)的設(shè)計需求，而所鋪設(shè)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(shè)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(guān)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(guān)柜設(shè)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(yīng)。

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(yīng)做好。通過對薄弱設(shè)備的特性進行分析，得出薄弱設(shè)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(shè)備造成破壞，且又會對連接設(shè)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(shè)備上，以盡可能地減小損害；與此同時，控制室的聯(lián)絡(luò)網(wǎng)線及信號線上加裝相應(yīng)的信號防雷保護器，以確保系統(tǒng)設(shè)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(shè)定繼電保護定值，此為數(shù)個小隊間的合作。設(shè)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(shè)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(shè)備造成損害。在確定數(shù)值的錄入過程中，應(yīng)有專業(yè)的人進行錄入，對錄入過程中應(yīng)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(guān)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(yīng)立即進行修正，再決定其定值，以確保設(shè)備可以常規(guī)運轉(zhuǎn)。

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(shè)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(shè)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(shù)水平的不斷提高，業(yè)內(nèi)對應(yīng)的保護設(shè)備及技術(shù)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(shè)備的可靠性、施工質(zhì)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(jié)。在相關(guān)的設(shè)施的安裝調(diào)試中，必須嚴格遵守相關(guān)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。