既有铁路牵引变电所还建方案浅析

李 猛

0 引言

随着国民经济的迅速发展和科技的不断进步,既有电气化铁路已无法满足现有运输的要求，追求高速、重载已成为铁路部门改革的重要趋向，它包括新建线路、增设复线、既有线提速、变电所改造等。电气化铁路牵引变电所是电气化铁路的心脏，它的成功改造直接关系铁路运输的正常运转，掌握牵引变电所既有设备的运行方式、设备配置、接线原理等因素，制定相应的施工过渡方案是保障施工顺利进行的基石。

1 工程简介

新建盘营客运专线从沟海线既有友谊牵引变电所的主变压器和高压室之间穿过，须将友谊所迁移还建，与新建客运专线友谊所合建。由于工期和室外220 kV电源要求，该阶段只能进行27.5 kV设备还建。既有所主控室综合自动化、交直流、监控保护柜全部更新，高压室27.5 kV设备利旧，既有所室外高压侧设备暂不移动到新所，主变压器馈出27.5 kV电源用27.5 kV电缆从变压器低压侧引至新所高压室进线穿墙套管外侧，拆除友谊所主控室、高压室全部设备及室外电容间隔，新所接地网要与旧所接地网可靠相连，集中接地箱及相应回流线改移至新所的集中接地箱。

既有友谊牵引变电所移设工程分为以下几个步骤：

（1）既有所27.5 kV部分设备移设到新所，拆除既有所相关二次线，接新所二次线。1#主变压器（下文简称主变）运行，没有备用，馈线211、213投入使用，馈线212拆除，如主变有故障情况进行越区供电。

（2）新建友谊牵引变电所设备安装（包括213回路倒接）与调试、保护柜二次接线与校对、远动调试与实验，检查完毕后将2#主变投入运行，馈线212、213投入使用，1#主变及馈线211作为备用。

（3）2#主变试运行24 h，拆除旧所剩余设备，移设到新所，此时2#主变及馈线211、213投入使用，没有备用。

（4）新所设备安装与调试、保护柜二次接线与校对、远动调试与实验，检查完毕后将1#主变投入使用，作为备用变压器，馈线211作为备用馈出。

（5）主母线连接，恢复正常运行状态，将原友谊牵引变电所拆除，27.5 kV设备还建工程竣工。

2 施工方案

下文主要介绍第一步施工方案及注意项点，其他步骤不再赘述。

2.1 27.5 kV侧设备拆除方案

27.5 kV侧设备拆除方案步骤如下（图1、2）。

（1）撤除电动隔离开关2001、2002及相连铜母排，撤除电动隔离开关2003，2004及相连铜母排，撤除 J2-J3，J1-J2，J7-J11间隔，柜顶母线桥及铜排，撤除J1间隔顶部铜排，并将J2间隔中电动隔离开关2131与J8间隔中电动隔离开关2111上部用铜排（新加母排）相连。

（2）撤除J4间隔穿墙套管及连接铜排，同时撤除J9间隔墙上穿墙导管。

（3）撤除2#主变27.5 kV侧至穿墙导管的连线及J7间隔穿墙套管，在主变至回流箱两端同时撤除回流线。撤除并联补偿装置及J5间隔穿墙套管，所用变压器在集中接地箱的回流电缆。

（4）撤除故判装置所有的电连接部分及室外电容间隔。

图1 既有友谊牵引变电所供电原理图

图2 高压间隔示意图

2.2 27.5 kV侧设备拆除注意项点

（1）2.1节中第1步为该项作业的关键点，由于天窗时间有限，作业应抓紧时间完成，保证有足够时间完成检查以及缺陷处理。

（2）保证可靠送电及以后撤除搬迁工作的施工安全。

（3）避免在撤除电动隔离开关及断路器时造成二次短路影响送电运行。

（4）二次接线的撤除与检查。

（5）该项作业的好坏是保证 1#主变及馈线211、213能否顺利启动送电的关键。要有足够的时间对开关101、211，213进行空载传动实验。

2.3 主控室保护柜拆除方案

主控室保护柜拆除方案步骤如下：

（1）2#主变测控回路：a.断开2#主变测控盘上1DK、2DK、3DK、4DK、5DK、6DK装置电源和操作电源开关。断开7DK（1021操作电源）、8DK（2021操作电源）、9DK（1021D操作电源）、10DK（2002操作电源）、11DK（2004操作电源）；b.在1#主保屏端子排1D单元上将45#、48#端子短接（去101DL的闭锁结点），同时撤除芯线107，109；c.在2#主变测控盘3D端子排上分别撤除芯线39、40、41、42（202DL、2021GK、2002GK、2004GK信号量采集），撤除芯线 81—90（和 2#主变测控盘联系的信号）；d.拆除2#主变及27.5 kV所变压器，电容203、204回流电缆。

（2）馈线212测控回路：在馈线测控盘上断开5DK、6DK，212装置电源和操作电源开关。断开 7DK（2121GK操作电源)、8DK（2FH操作电源）15DK（2123GK操作电源）、17DK（2531操作电源），断开18DK（5FH操作电源）。

（3）电容补偿回路：在电容测控盘上断开1DK、2DK、4DK、5DK（203，204装置电源和操作电源），同时还要断开3DK（2031操作电源）、6DK（2041操作电源）、7DK（4FH操作电源）、2ZK（W212GK操作电源）。

2.4 主控室保护柜拆除注意项点

（1）撤除电动隔离开关电动机构及与刀闸一体的辅助开关时，应用万用表测量接线端子是否带电，确认无电时才能撤除。

（2）室内机构加热回路交流电源在交流盘上断开，机构HM由于是环形供电方式只能在机构接线端子处撤除并作绝缘处理。

（3）所有撤除的二次接线电缆芯线端子头必须保留在线头上，以便还建安装时校对线号。

（4）以上工作应提前进所在控制盘，端子箱上依照二次图进行校对并确认。

2.5 第一步施工完毕送电方案

确认J2间隔中电动隔离开关2131与J8间隔中电动隔离开关2111上部用铜排（新加母排）连接良好，并确认保护装置接线良好，1#主变投入运行，恢复馈线211、213投入使用。

3 施工特点

从上述施工方案可以看出，牵引变电所还建施工的特点是：

（1）充分利用牵引变电所的“天窗”时间，解决了因施工占用封锁时间，缓解了施工与运输的冲突。

（2）既有所高压间27.5 kV设备已进入疲劳期，在拆除及安装过程中易发生突发事件，且没有备品备件，只有检修处理。

（3）高压间设备繁多，空间狭小，附近带电设备较多，极易发生人身和设备事故。

（4）天窗时间较短，必须保证接线及设备安装后万无一失，并留出时间给远动调试，且有几天时间只有1台主变单独运行，如主变发生故障，只有进行越区供电。

（5）利用停电计划避免了租用移动高压设备，降低了工程造价。

据此，笔者建议：

（1）施工过程中应增加1台10 kV或27.5 kV所用变压器，在拆除既有所设备时作为交直流屏的备用电源，以提高既有所过渡期间的可靠性。

（2）由于新建友谊所高压室湿度较高，建议安装除湿机，避免电气拉弧造成设备故障。

（3）既有所移设过程中，施工部门要多与运营单位联系，避免以后在设备维护与运营方面的不利影响。

（4）施工中每一步完成后都要进行细致检查，以保障整个沟海线的行车安全。

（5）要做好施工预想会及施工例会工作，并做好应急抢修预案。

4 结束语

在既有牵引变电所改造施工中，要有可行性的施工方案，要加强施工单位与运营单位的协调合作，实行作业简洁化、标准化，保证运行安全。并利用天窗进行接线和设备利旧，这些都需要很强的专业技术人员和现场施工人员。同时，牵引变电所设备移设工程，需要在短时间内完成大量的设备拆除与安装，完成变电所远动调试，可以培养高素质的工程技术人员和熟练的技术工人，为以后既有牵引变电所带电改造过渡施工打下坚实的基础。

[1]张秀峰，连级三.利用电力电子技术构建的新型牵引供电系统[J].交流技术与电力牵引，2007(3)：49-54.