鐵路牽引變電所帶電改造過渡技術淺析

1、鐵路牽引變電所帶電改造過渡技術淺析中鐵二院西安勘察設計院有限公司 雷小波摘要：文章以寶蘭二線寶天段拓石牽引變電所改造過渡施工為例，介紹了牽引變電所改造過渡的施工特點及施工過渡方案。關鍵詞：牽引變電所；主變；移動高壓室；帶電改造隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，鐵路運能的進一步擴大，對電氣化鐵路牽引變電所的要求越來越高，既有的鐵路牽引變電所正面臨著更新及發(fā)展，怎樣更加安全高效可靠的對既有電氣化牽引變電所進行不間斷供電的全所改造成為了新的課題。在寶蘭二線的整個既有電氣化鐵路牽引變電所改造中，寶雞拓石牽引變電所的帶電改造所涉及到的一次設備改造率達到100，所以二次設備均全部更換，工作量大，施工難度高，施工時間

2、短，僅有45天的時間?，F(xiàn)以拓石牽引變電所不間斷供電改造施工為例，簡述牽引變電所帶電改造的施工特點及施工過渡方法。1、拓石牽引變電所簡介拓石變電所始建于1980年，位于隴海線寶雞之天水之間的咽喉地帶，既有設備陳舊，尤其是主變壓器因為隴海線的運能不斷提高，已經(jīng)嚴重過負荷，一直截至到今，受多種原因的制約，都未能進行大規(guī)模改造。拓石牽引變電所的兩條主供電臂長，特別是單行線路坡度大而長。盡管牽引變電所輸出電壓很高，但網(wǎng)端電壓低，且既有接觸網(wǎng)為簡單懸掛方式，很難實現(xiàn)越區(qū)供電。單行線路經(jīng)常過負荷，因此要增大主變壓器的容量。主變壓器的容量從12000kVA增大到50000kVA，增幅到達300%。主變27.5

3、kV側原有的單母線更換為雙母線。拓石牽引變電所的110KV電源進線系統(tǒng)接線采用較老式的單母線分段接線方式（現(xiàn)多數(shù)已不采用），系統(tǒng)整體設備結構復雜，變電所改造后，系統(tǒng)接線采用雙T接線方式。且所內(nèi)的隔離開關均為手動，此次牽引變電所帶電改造后可實現(xiàn)遠程控制，大大降低了勞動強度。加之二次設備的全部更換，將可實現(xiàn)更可靠的供電。綜上所述，拓石牽引變電所改造時，不能間斷接觸網(wǎng)供電，影響行車安去。施工時，牽引變電所原有設備就地更換，既有的主變壓器、少油斷路器等重要設備不能長時間退出備用。2、拓石牽引變電所施工過渡帶電改造的施工方案（1）110 kV電源進線改造方案根據(jù)設計方案：拓石牽引變電所進線改造維持第三路

4、電源進線接入形式不變，改造元拓線和社拓線，使其互為備用，保留寶拓線簡單接入形式不變；增加三組計量流互，在原位置基礎上更換，支柱利舊；既有元拓線、社拓線進線斷路器予以拆除，保留進線斷路器靠主變側的隔離開關不變；既有位置更換YH及其隔離開關。對比圖見下：既有110KV電源進線“單母線分段”接線方式示意圖改造后110KV電源進線“雙T接線方式”示意圖整體改造方案分為四個步驟：a、更換社拓進線既有1041隔離開關，拆除1104斷路器及安裝新110KV計量電流互感器，更換1002至1023跨條及分支軟母線。此步驟改造時要注意確認所內(nèi)進線電源來路方向及其備用方式，系統(tǒng)的運行和備用方式；b、更換元拓進線既有

5、1061隔離開關，拆除1106斷路器及安裝新110KV計量電流互感器，更換1001至1013跨條及分支軟母線，更換1001電動隔離開關。c、更換1YH及其1013隔離開關，更換1BL，新設備更換后直接接入1001至1013的分支母線；d、更換2YH及其1023隔離開關，更換2BL，新設備更換后直接接入1002至1023的分支母線。110 kV電源進線改造時需注意的幾個關鍵點：a、考慮到拓石牽引變電所的既有電源進線為三路，改造每路電源進線時，首先要確認改造的該路電源處于備用狀態(tài)，并確認現(xiàn)使用的電源來路方向，同時應考慮第三路電源的備用方式；b、應注意主變系統(tǒng)的運行方式，是跨條接入還是直通接入，根據(jù)

6、不同的電源接入方式，考慮主變的備用；c、每次作業(yè)時提前準備好施工的工具，機械和金屬預制件；d、充分考慮好每個施工步驟的事故應急預案及其設備的備用方式，在發(fā)生突發(fā)事故時，能夠在最短的時間內(nèi)使用備用模式投入供電，將事故造成的影響降低到最小。（2）、主變壓器系統(tǒng)改造主變壓器系統(tǒng)改造的核心為主變系統(tǒng)的備用，在改造過程中，既有主變壓器一臺運行，一臺退出，原位更換新的主變壓器，在更換新的主變壓器的施工過程中，要保證既有運行的那一臺主變在出現(xiàn)故障的時候，能有備用的變壓器及時恢復送電，確保隴海線供電正常。如下圖所示：（3）、饋線系統(tǒng)改造以往既有的電氣化鐵路牽引變電所的饋線改造中，特別是高壓室的擴建，均采用停電

7、或利用天窗點進行施工，往往造成施工周期長，對行車干擾非常大。拓石牽引變電所的饋線改造采用了一種全新的過渡裝置移動高壓室來代替既有高壓室完成既有牽引變電所的饋線不停電改造。過渡裝置為戶外交流金屬封閉開關及控制設備，由全密封的金具開關柜與戶內(nèi)手車式真空斷路器、隔離開關、電流互感器、電纜連接設備及微機成套保護裝置組成，采用模塊化結構，具有集成度高、性能可靠、占地面積小、移動方便、施工安裝快捷等特點。為滿足牽引變電所施工過渡時期的鐵路運輸安全，保障牽引變電所的不間斷供電，主接線應滿足在兩臺主變壓器交替運行時，不需要長時間的倒換作業(yè)和調(diào)試。所以采用兩臺移動高壓室進行過渡的方案。移動高壓室主接線圖見下：移

8、動高壓室主接線圖利用兩臺移動高壓室代替既有高壓室運行。一臺移動高壓室接一臺主變,采取一進兩出的主接線形式。將每臺移動高壓室進線高壓電纜直接敷設在對應的主變低壓側輔助母線上。待移動高壓室空載后，將移動高壓室饋線電纜與饋線隔離開關相連接，將串聯(lián)補償裝置接入負載運行，既有高壓室設備退出運行。利用移動高壓室配套的兩面控制盤對兩臺移動高壓室內(nèi)的斷路器進行操作，兩臺移動高壓室共用一套中央信號裝置，采取并接方式進行。以上工作完成后，才可以對既有高壓室設備、室外27.5kV饋線側改造施工。示意圖如下：移動高壓室代替既有高壓室過渡主接線圖事故應急的處理方案：當移動高壓室內(nèi)斷路器小車出現(xiàn)問題時，可以在3分鐘內(nèi)迅速

9、將小車推出，將備用斷路器小車推入并合閘恢復送電；當運行的移動高壓室內(nèi)無備用的設備出現(xiàn)問題時（如電壓互感器、電流互感器等），將主變壓器進行倒切，退出故障的移動高壓室，投入另一臺移動高壓室。3、拓石牽引變電所的改造施工特點拓石牽引變電所帶電改造過渡施工，不同與新建變電所及停電改造，其施工特點主要有以下幾點：（1）、安全系數(shù)小。由于拓石變電所處于隴海鐵路的咽喉地帶，周邊變電所無法實現(xiàn)越區(qū)供電，所以在施工過程中，很多都是帶電作業(yè)，安全系數(shù)非常小。而且所內(nèi)整體設備結構復雜，設備繁多，所內(nèi)場地狹小，帶電設備較多，極易發(fā)生人身和設備事故。平常施工中的一個微小疏忽，就會影響整個隴海線的行車安全，構成事故。（2

10、）、施工難度大。因既有牽引變電所已進行多次的小范圍改造，變動較大，設計圖和既有圖紙與設備的實際接線有很大的出入，全所二次設備都要進行改造，每次設備改造時都要進行施工過渡，保證設備的運行。大大加大了施工的難度。（3）、施工周期短。拓石牽引變電所改造工程由于種種原因， 直到2003年4月才進點施工，正式開始展開施工則到了2003年5月10日，而業(yè)主要求在2003年6月25日就要全所改造完成，投入開通送電，這就意味著我單位要在45天的時間內(nèi)，更換控制、保護盤18面、既有利舊改造3面，共21面盤柜；拆除110KV少油斷路器3臺，既有位置更換2臺；既有位置更換110KV三相隔離開關4組；更換110KV計

11、量電流互感器3組9臺；更換110KV保護電流互感器2組6臺；更換并補裝置2套；更換主變壓器2臺（容量4萬KVA）；既有高壓室全部退出改造；既有室外饋線部分除既有兩路進行改造外，還新增兩路饋線系統(tǒng)。這樣的工作量以正常進度需要一年半的時間才可以完成，而指揮部卻要求在45天的時間內(nèi)完成，這個工期，被很多從事牽引變電所施工的同行認為是“不可能完成的任務”。4、施工中的幾點體會牽引變電所帶電改造過渡施工，能夠鍛煉施工隊伍，對工程技術人員及工人的素質(zhì)有很大的提高。在施工中，應注意以下方面：（1）、在牽引變電所帶電改造過渡施工中，要有可行性的施工方案，以及處理運行設備和施工中的各種施工的能力。（2）、要加強施工單位與運營單位的協(xié)調(diào)合作，實行作業(yè)簡潔化、標準化，保證運行安全。（3）、要注意施工節(jié)奏，不能與整個施工部署脫節(jié)。例如進行主變系統(tǒng)改造是，要將兩個主變系統(tǒng)區(qū)分開，然后依次改造。改種中要將新的控制保護系統(tǒng)與舊的控制保護系統(tǒng)并接，不能取消備用。（4）、要有高素質(zhì)的施工一線工人，否則很