牵引变电所中央信号盘大修更新问题分析与对策

■ 张炳伦

1 问题的提出

中央信号盘（简称中信盘）是电气化铁路牵引变电所正常运行的保证系统，主要承担下列任务：

（1）所内各级断路器事故跳闸时，能及时发出事故音响信号（电笛响，较为刺耳，提醒警示作用强），并使相应的断路器位置指示灯闪光，称为事故信号。

（2）运行设备出现故障时，能及时发出区别于事故音响信号的另一种音响信号（电铃响，不是很刺耳，起提醒作用），并有相应的光字牌显示故障性质，称为预告信号。

（3）电笛、电铃、位置信号灯、故障光字牌在未有事故或故障的情况下，能进行手动试验以确认其是否状态良好，以免因装置状态不良而不能及时在事故或故障发生时给出相应的声光信号。

（4）当事故或故障音响信号发出后，能手动或自动复归。而闪光的位置信号灯或亮起的光字牌能实现自保持直至手动复归，以免因其自动复归后影响变电所值班员确认事故或故障性质。

（5）牵引变电所27.5 kV高压室内A、B相母线上分别装有5、7和6、8电压互感器，其中5、6为一组，7、8为一组，两组互为备用，其二次电压（交流100 V）引入中信盘后的投入和撤出转换由盘上的转换开关完成，进而二次电压引入后盘上电压表、盘顶小母线、远动盘。

（6）牵引变电所两路110 kV进线电压互感器二次电压（交流100 V）要引入中信盘，并提供给电压表进行进线电压测量，还要引出中信盘进入远动盘。

（7）通过1、2、3刀开关实现直流盘KM（直流控制总电源）、XM（直流信号总电源）向盘顶小母线引接和KM、XM互相代替运行。

从中信盘的任务及常规性能可以看出，当需要大修更新时，使其停运是不可能的，将会影响整个变电所设备状态监视、故障情况了解和开关动作情况反映。因此，必须有中信盘过渡工程。过渡工程是整个工程的一个辅助环节，当中信盘设备全部安装完成后，过渡工程所用设备不再使用，所以应力求过渡工程在保证实现其基本功用的前提下，尽量简化，节约设备费用，节省过渡工程施工的工时消耗，同时还要注意施工中的安全。

2 中信盘过渡工程设备方案比选

一般过渡工程设备采取以下3种方案：

方案1：N个变电所中信盘大修更新时，购买N+1套中信盘和1套相应的过渡电缆，用第N+1套中信盘去过渡N个所的旧中信盘。

方案2：N个变电所中信盘大修更新时购买N套中信盘和1套相应的过渡电缆，用第N套中信盘过渡第1个所的旧中信盘，第1个所的旧中信盘拆下来后再去过渡第2—第N个所的旧中信盘。

方案3：N个变电所中信盘大修更新时，利用少量的继电器和电笛、信号灯等设备做一面简易过渡盘，过渡N个所的旧中信盘。

显然，方案1要多购买1套新盘，不符合过渡工程的原则，不可取；方案2虽然不多购置新盘，但有以下缺点：

（1）过渡工程的过渡电缆使用较多，造成浪费。

（2）过渡工程端子牌接线拆线多，传动项目多，费时费力且易出错。

（3）新旧过渡盘体积都较大，在各所间运输不方便，盘上设备大多需要防振防碰。所以方案2一般也不采用。

方案3利用较少的设备做一面简易过渡盘，首先是节约大笔费用，且能克服方案2的缺点。存在的问题就是不能百分之百地完成中央信号的任务，但只要简易过渡盘能给出变电所内易发生的重要信号，并通过值班员在大修期间加强对设备运行状态的监视、巡视，该缺点就可以克服，因此方案3应作为过渡工程方案首选。

3 简易过渡盘的可行性与实现

3.1 可行性分析

3.1.1 对110 kV进线电压不进行监视测量

中信盘上有6块电压表，分别对变电所的两回110 kV进线电压进行监视，在中信盘大修更新时可采取简易过渡盘不监视的措施。可行性分析如下：

（1）如果110 kV压互二次有2个及以上的线圈时，各二次线圈的二次电压分别利用不同的电缆引向自投盘、计量盘和中信盘，中信盘大修更新时拆掉110 kV压互二次引向中信盘的电缆不影响其他设备运行。

（2）如果110 kV压互二次只有1个线圈，此线圈通过1根电缆引向计量盘或自投盘后再通过盘间电缆引向中信盘，则中信盘拆旧或装新时，拆掉盘间电缆不影响其他设备正常运行。

（3）如果110 kV压互二次只有1个线圈，此线圈二次电压通过1根电缆先引向中信盘再通过盘间电缆引向自投盘或计量盘，则可在中信盘大修更新前，用过渡电缆从110 kV压互端子箱处将二次电压直接引向自投盘和计量盘，之后旧中信盘停运时也可保证其他设备正常运行。中信盘大修更新完成后，先恢复正式电缆，最后拆除过渡电缆。

（4）如果中信盘所在变电所不设110 kV进线自投，则在110 kV压互失压后，可通过A、B相27.5 kV电容跳闸的信号和计量盘上的信号进行110 kV失压判断，进而投入备用的另一回110 kV进线。

通过以上分析可看出，采取一定措施后，简易过渡盘可以不对110 kV进线电压进行监视测量。

3.1.2 不设1、2、3刀开关

直流盘的KM、XM总电源通过中信盘的1、2刀开关引向盘顶，当直流盘的KM、XM总电源其中一个输出故障时，可通过合上3刀开关进行KM、XM的互相代替运行。简易过渡中信盘可不设1、2、3刀开关，采取直流盘KM、XM总电源利用过渡电缆直接引到盘顶小母线的方法。可行性分析如下：

（1）根据经验，变电所运行中使用3刀开关的几率很小。

（2）引接KM、XM总电源的过渡电缆就在过渡期内使用2～3 d，出现故障的几率极小，一般不会用到3刀开关。

（3）各断路器和隔离开关单元内设有各自的KM、XM保险或空气开关，一旦有故障，各断路器和隔离开关的保险或空气开关熔断或跳闸，影响不到总KM、XM电源，所以一般也不会使用3刀开关。

（4）万一出现直流盘总KM、XM电源保险熔断或空气开关跳闸，可立即更换保险或合上空气开关，保险连续熔断或空气开关一合就跳，可迅速进行保险两端或空气开关两端的接线端子短接供电。

通过以上分析可看出，简易过渡中信盘可以不设1、2、3刀开关。

3.2 设计与实现

3.2.1 简易过渡工程原理

在上述分析的基础上，对变电所运行实际状况，以及可能发生的对变电所运行有较大影响的不正常现象进行综合考虑，制定了中信盘大修更新时的简易过渡工程方案，其原理见图1。

图1中的设备情况如下：

（1）+XM、-XM为信号小母线。

（2）1SYM为事故音响小母线。

（3）SSA为事故音响试验按钮。

（4）1YBM、2YBM为预告信号小母线。

（5）SM为闪光信号小母线。

（6）KDM为控制回路断线小母线。

（7）PM为掉牌未复归小母线。

图1 中信盘大修更新时简易过渡工程原理

（8）1SYJ为事故音响继电器。

（9）SGJ为闪光继电器。

（10）FMQ为事故电笛蜂鸣器。

（11）DL为预告音响电铃。

（12）D1、D2、D3分别为闪光信号灯、控制回路断线信号灯、掉牌未复归信号灯。

（13）SJA为事故音响解除按钮。

（14）SSA为事故音响试验按钮。

（15）YSA为预告音响试验按钮。

（16）HK为三刀双掷开关。

（17）V1、V2为27.5 kV A、B相电压表。

（18）YMa、YMb、YMc为电压小母线。

（19）A613、C611为第一组27.5 kV电压互感器A相二次电压引入线，B613、框C611为第一组27.5 kV电压互感器B相二次电压引入线，A、B相二次电压引入线分别用一根两芯过渡电缆引致HK，并将C611、框C611在HK的5接线柱处短接。A623、C621、B623、框C621为第二组27.5 kV电压互感器A、B相二次电压引入线，接线原理与第一组相同。

简易过渡中信盘的各小母线利用过渡电缆与其他运行的配电盘盘顶小母线并接在一起，同时还利用过渡电缆将过渡中信盘的正负XM分别与直流盘和交流盘的701、702号线并接在一起，利用过渡电缆将过渡中信盘的1YBM、2YBM分别与直流盘和交流盘的1YBM、2YBM并接在一起。

3.2.2 设备动作情况

（1）当断路器事故跳闸时，保护装置出口继电器使1SYM带负电，启动1SYJ，1SYJ的8、10接点与SJA配合，实现自保持，3、5接点启动FMQ，发出事故音响。之后，按SJA将1SYJ的自保持解除，1SYJ返回后，事故音响消失。所内没有事故情况下，手动按SSA可试验FMQ状态是否良好。

（2）+XM通过SGJ使SM带电，确保断路器事故跳闸后其分闸位置绿信号灯闪光；平时可通过按SGA按钮试验D1是否闪光，确认SM正常与否。

（3）当断路器跳闸后，其信继接点将PM与+XM接通，D3亮，给出掉牌未复归信号，提醒值班员恢复动作了的XJ。如果保护装置是成套保护或微机保护而非单体继电器保护，有自身的保护动作信号灯，则PM和D3等也可省略。

以上3种动作情况可完成变电所断路器事故跳闸后中信系统应给出的3种基本信号。

（4）当直流系统出现接地故障时，从+XM、701号线、绝缘监察继电器接点、直流接地光字牌、1YBM、2YBM、CJJ的启动线圈、702号线直至－XM形成回路，使直流盘“直流接地光字牌”亮的同时，启动CJJ，进而CJJ的6、14接点启动1SJ线圈，1SJ动作后，其3、5接点延时后闭和，启动DL，之后，按YJA手动解除电铃声，但光字牌不消失，直至故障消除。当所内没有故障发生时，可手动按YSA试验DL状态是否良好。

以上动作情况可反映直流系统常见且对运行产生较大不良影响的直流接地故障。交流失压信号启动与上述相似。

（5）当断路器控制回路有断线时，断路器的HWJ、FWJ同时失电后，HWJ、FWJ串联的常闭接点将KDM与FM接通，KDM带负电后，D2亮，给出控制回路短线信号。

（6）当运行的某组压互故障时，简易过渡中信盘上虽然未设“27.5 kV压互断线”光字牌，但是可通过电容跳闸和简易过渡中信盘上的电压表迅速判断故障性质，然后迅速倒换HK可将未故障压互投入运行，供给电压小母线作为各种保护装置的电压源。利用三刀双掷闸刀既可以实现两组压互的转换，接线直观简单，且闸刀价格便宜、安装简便。

总之，简易过渡中信盘能给出牵引变电所易发生的重要故障和事故信号，能完成主投与备用设备的倒换，但它所用的过渡设备与正式中信盘相比大为减少，符合过渡工程作为辅助环节应力求省料、省工的要求。

4 大修更新工程安全运行注意事项

（1）值班员必须加强变电所内设备的运行状态监控，并及时向电力调度员汇报各种运行情况。由于中信盘大修更新时，一般采取将引向远动盘的电缆直接甩开的运行方式，致使远动调度端电力调度员监控不到各种事故或故障信号，如：控制回路断线是所里较易发生的故障，且影响断路器动作，值班员监视到D2灯亮时（过渡工程设计的D2亮时不给电铃），就应及时发现故障并汇报处理。再如：一旦牵引变电所110 kV进线失压，备自投装置动作后，所内110 kV一次高压回路运行状况会发生很大改变，但电力调度员不能及时掌握，备自投过程中27.5 kV补偿电容A、B断路器会跳闸且不能自动重合，在备自投完成后电容重新送电是需要电力调度员下命令的。因此，值班员必须加强监控和汇报，才能在万一发生事故或故障时进行正确及时的处理。

（2）过渡工程中倒换HK前，可以将电容失压跳闸保护出口连片撤除，因为此时的倒换HK不能准确迅速完成所造成电容失压是假失压，不需要电容跳闸。倒换HK时，动作要快，并要选择各馈线电流表指示很小时进行，以免因HK倒换的不准确迅速引起与27.5 kV电压互感器二次电压关联的保护装置误动。

（3）过渡工程中信盘在代替旧中信盘投入运行前需进行传动试验，试验前必须将旧中信盘的各小母线端子全部撤除，否则，过渡中信盘小母线与旧中信盘小母线还连在一起，传动过渡中信盘时，旧中信盘上的有些继电器及声光设备会和过渡中信盘的设备一起动作或造成2个盘上的设备都不动作，使传动工作不能正常进行。