鐵路牽引變電所帶電改造過(guò)渡技術(shù)淺析

1、鐵路牽引變電所帶電改造過(guò)渡技術(shù)淺析中鐵二院西安勘察設(shè)計(jì)院有限公司 雷小波摘要：文章以寶蘭二線(xiàn)寶天段拓石牽引變電所改造過(guò)渡施工為例，介紹了牽引變電所改造過(guò)渡的施工特點(diǎn)及施工過(guò)渡方案。關(guān)鍵詞：牽引變電所；主變；移動(dòng)高壓室；帶電改造隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，鐵路運(yùn)能的進(jìn)一步擴(kuò)大，對(duì)電氣化鐵路牽引變電所的要求越來(lái)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(duì)既有電氣化牽引變電所進(jìn)行不間斷供電的全所改造成為了新的課題。在寶蘭二線(xiàn)的整個(gè)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(shè)備改造率達(dá)到100，所以二次設(shè)備均全部更換，工作量大，施工難度高，施工時(shí)間

2、短，僅有45天的時(shí)間。現(xiàn)以拓石牽引變電所不間斷供電改造施工為例，簡(jiǎn)述牽引變電所帶電改造的施工特點(diǎn)及施工過(guò)渡方法。1、拓石牽引變電所簡(jiǎn)介拓石變電所始建于1980年，位于隴海線(xiàn)寶雞之天水之間的咽喉地帶，既有設(shè)備陳舊，尤其是主變壓器因?yàn)殡]海線(xiàn)的運(yùn)能不斷提高，已經(jīng)嚴(yán)重過(guò)負(fù)荷，一直截至到今，受多種原因的制約，都未能進(jìn)行大規(guī)模改造。拓石牽引變電所的兩條主供電臂長(zhǎng)，特別是單行線(xiàn)路坡度大而長(zhǎng)。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(jiǎn)單懸掛方式，很難實(shí)現(xiàn)越區(qū)供電。單行線(xiàn)路經(jīng)常過(guò)負(fù)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(dá)300%。主變27.5

3、kV側(cè)原有的單母線(xiàn)更換為雙母線(xiàn)。拓石牽引變電所的110KV電源進(jìn)線(xiàn)系統(tǒng)接線(xiàn)采用較老式的單母線(xiàn)分段接線(xiàn)方式（現(xiàn)多數(shù)已不采用），系統(tǒng)整體設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，變電所改造后，系統(tǒng)接線(xiàn)采用雙T接線(xiàn)方式。且所內(nèi)的隔離開(kāi)關(guān)均為手動(dòng)，此次牽引變電所帶電改造后可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。加之二次設(shè)備的全部更換，將可實(shí)現(xiàn)更可靠的供電。綜上所述，拓石牽引變電所改造時(shí)，不能間斷接觸網(wǎng)供電，影響行車(chē)安去。施工時(shí)，牽引變電所原有設(shè)備就地更換，既有的主變壓器、少油斷路器等重要設(shè)備不能長(zhǎng)時(shí)間退出備用。2、拓石牽引變電所施工過(guò)渡帶電改造的施工方案（1）110 kV電源進(jìn)線(xiàn)改造方案根據(jù)設(shè)計(jì)方案：拓石牽引變電所進(jìn)線(xiàn)改造維持第三路

4、電源進(jìn)線(xiàn)接入形式不變，改造元拓線(xiàn)和社拓線(xiàn)，使其互為備用，保留寶拓線(xiàn)簡(jiǎn)單接入形式不變；增加三組計(jì)量流互，在原位置基礎(chǔ)上更換，支柱利舊；既有元拓線(xiàn)、社拓線(xiàn)進(jìn)線(xiàn)斷路器予以拆除，保留進(jìn)線(xiàn)斷路器靠主變側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)不變；既有位置更換YH及其隔離開(kāi)關(guān)。對(duì)比圖見(jiàn)下：既有110KV電源進(jìn)線(xiàn)“單母線(xiàn)分段”接線(xiàn)方式示意圖改造后110KV電源進(jìn)線(xiàn)“雙T接線(xiàn)方式”示意圖整體改造方案分為四個(gè)步驟：a、更換社拓進(jìn)線(xiàn)既有1041隔離開(kāi)關(guān)，拆除1104斷路器及安裝新110KV計(jì)量電流互感器，更換1002至1023跨條及分支軟母線(xiàn)。此步驟改造時(shí)要注意確認(rèn)所內(nèi)進(jìn)線(xiàn)電源來(lái)路方向及其備用方式，系統(tǒng)的運(yùn)行和備用方式；b、更換元拓進(jìn)線(xiàn)既有

5、1061隔離開(kāi)關(guān)，拆除1106斷路器及安裝新110KV計(jì)量電流互感器，更換1001至1013跨條及分支軟母線(xiàn)，更換1001電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)。c、更換1YH及其1013隔離開(kāi)關(guān)，更換1BL，新設(shè)備更換后直接接入1001至1013的分支母線(xiàn)；d、更換2YH及其1023隔離開(kāi)關(guān)，更換2BL，新設(shè)備更換后直接接入1002至1023的分支母線(xiàn)。110 kV電源進(jìn)線(xiàn)改造時(shí)需注意的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：a、考慮到拓石牽引變電所的既有電源進(jìn)線(xiàn)為三路，改造每路電源進(jìn)線(xiàn)時(shí)，首先要確認(rèn)改造的該路電源處于備用狀態(tài)，并確認(rèn)現(xiàn)使用的電源來(lái)路方向，同時(shí)應(yīng)考慮第三路電源的備用方式；b、應(yīng)注意主變系統(tǒng)的運(yùn)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(shí)提前準(zhǔn)備好施工的工具，機(jī)械和金屬預(yù)制件；d、充分考慮好每個(gè)施工步驟的事故應(yīng)急預(yù)案及其設(shè)備的備用方式，在發(fā)生突發(fā)事故時(shí)，能夠在最短的時(shí)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(guò)程中，既有主變壓器一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)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(guò)程中，要保證既有運(yùn)行的那一臺(tái)主變?cè)诔霈F(xiàn)故障的時(shí)候，能有備用的變壓器及時(shí)恢復(fù)送電，確保隴海線(xiàn)供電正常。如下圖所示：（3）、饋線(xiàn)系統(tǒng)改造以往既有的電氣化鐵路牽引變電所的饋線(xiàn)改造中，特別是高壓室的擴(kuò)建，均采用停電

7、或利用天窗點(diǎn)進(jìn)行施工，往往造成施工周期長(zhǎng)，對(duì)行車(chē)干擾非常大。拓石牽引變電所的饋線(xiàn)改造采用了一種全新的過(guò)渡裝置移動(dòng)高壓室來(lái)代替既有高壓室完成既有牽引變電所的饋線(xiàn)不停電改造。過(guò)渡裝置為戶(hù)外交流金屬封閉開(kāi)關(guān)及控制設(shè)備，由全密封的金具開(kāi)關(guān)柜與戶(hù)內(nèi)手車(chē)式真空斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、電纜連接設(shè)備及微機(jī)成套保護(hù)裝置組成，采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有集成度高、性能可靠、占地面積小、移動(dòng)方便、施工安裝快捷等特點(diǎn)。為滿(mǎn)足牽引變電所施工過(guò)渡時(shí)期的鐵路運(yùn)輸安全，保障牽引變電所的不間斷供電，主接線(xiàn)應(yīng)滿(mǎn)足在兩臺(tái)主變壓器交替運(yùn)行時(shí)，不需要長(zhǎng)時(shí)間的倒換作業(yè)和調(diào)試。所以采用兩臺(tái)移動(dòng)高壓室進(jìn)行過(guò)渡的方案。移動(dòng)高壓室主接線(xiàn)圖見(jiàn)下：移

8、動(dòng)高壓室主接線(xiàn)圖利用兩臺(tái)移動(dòng)高壓室代替既有高壓室運(yùn)行。一臺(tái)移動(dòng)高壓室接一臺(tái)主變,采取一進(jìn)兩出的主接線(xiàn)形式。將每臺(tái)移動(dòng)高壓室進(jìn)線(xiàn)高壓電纜直接敷設(shè)在對(duì)應(yīng)的主變低壓側(cè)輔助母線(xiàn)上。待移動(dòng)高壓室空載后，將移動(dòng)高壓室饋線(xiàn)電纜與饋線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)相連接，將串聯(lián)補(bǔ)償裝置接入負(fù)載運(yùn)行，既有高壓室設(shè)備退出運(yùn)行。利用移動(dòng)高壓室配套的兩面控制盤(pán)對(duì)兩臺(tái)移動(dòng)高壓室內(nèi)的斷路器進(jìn)行操作，兩臺(tái)移動(dòng)高壓室共用一套中央信號(hào)裝置，采取并接方式進(jìn)行。以上工作完成后，才可以對(duì)既有高壓室設(shè)備、室外27.5kV饋線(xiàn)側(cè)改造施工。示意圖如下：移動(dòng)高壓室代替既有高壓室過(guò)渡主接線(xiàn)圖事故應(yīng)急的處理方案：當(dāng)移動(dòng)高壓室內(nèi)斷路器小車(chē)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可以在3分鐘內(nèi)迅速

9、將小車(chē)推出，將備用斷路器小車(chē)推入并合閘恢復(fù)送電；當(dāng)運(yùn)行的移動(dòng)高壓室內(nèi)無(wú)備用的設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)（如電壓互感器、電流互感器等），將主變壓器進(jìn)行倒切，退出故障的移動(dòng)高壓室，投入另一臺(tái)移動(dòng)高壓室。3、拓石牽引變電所的改造施工特點(diǎn)拓石牽引變電所帶電改造過(guò)渡施工，不同與新建變電所及停電改造，其施工特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：（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(wú)法實(shí)現(xiàn)越區(qū)供電，所以在施工過(guò)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(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備繁多，所內(nèi)場(chǎng)地狹小，帶電設(shè)備較多，極易發(fā)生人身和設(shè)備事故。平常施工中的一個(gè)微小疏忽，就會(huì)影響整個(gè)隴海線(xiàn)的行車(chē)安全，構(gòu)成事故。（2

10、）、施工難度大。因既有牽引變電所已進(jìn)行多次的小范圍改造，變動(dòng)較大，設(shè)計(jì)圖和既有圖紙與設(shè)備的實(shí)際接線(xiàn)有很大的出入，全所二次設(shè)備都要進(jìn)行改造，每次設(shè)備改造時(shí)都要進(jìn)行施工過(guò)渡，保證設(shè)備的運(yùn)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(jìn)點(diǎn)施工，正式開(kāi)始展開(kāi)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(kāi)通送電，這就意味著我單位要在45天的時(shí)間內(nèi)，更換控制、保護(hù)盤(pán)18面、既有利舊改造3面，共21面盤(pán)柜；拆除110KV少油斷路器3臺(tái)，既有位置更換2臺(tái)；既有位置更換110KV三相隔離開(kāi)關(guān)4組；更換110KV計(jì)

11、量電流互感器3組9臺(tái)；更換110KV保護(hù)電流互感器2組6臺(tái)；更換并補(bǔ)裝置2套；更換主變壓器2臺(tái)（容量4萬(wàn)KVA）；既有高壓室全部退出改造；既有室外饋線(xiàn)部分除既有兩路進(jìn)行改造外，還新增兩路饋線(xiàn)系統(tǒng)。這樣的工作量以正常進(jìn)度需要一年半的時(shí)間才可以完成，而指揮部卻要求在45天的時(shí)間內(nèi)完成，這個(gè)工期，被很多從事?tīng)恳冸娝┕さ耐姓J(rèn)為是“不可能完成的任務(wù)”。4、施工中的幾點(diǎn)體會(huì)牽引變電所帶電改造過(guò)渡施工，能夠鍛煉施工隊(duì)伍，對(duì)工程技術(shù)人員及工人的素質(zhì)有很大的提高。在施工中，應(yīng)注意以下方面：（1）、在牽引變電所帶電改造過(guò)渡施工中，要有可行性的施工方案，以及處理運(yùn)行設(shè)備和施工中的各種施工的能力。（2）、要加強(qiáng)施工單位與運(yùn)營(yíng)單位的協(xié)調(diào)合作，實(shí)行作業(yè)簡(jiǎn)潔化、標(biāo)準(zhǔn)化，保證運(yùn)行安全。（3）、要注意施工節(jié)奏，不能與整個(gè)施工部署脫節(jié)。例如進(jìn)行主變系統(tǒng)改造是，要將兩個(gè)主變系統(tǒng)區(qū)分開(kāi)，然后依次改造。改種中要將新的控制保護(hù)系統(tǒng)與舊的控制保護(hù)系統(tǒng)并接，不能取消備用。（4）、要有高素質(zhì)的施工一線(xiàn)工人，否則很