朔黄铁路神池南牵引变电所二次设备改造技术

魏俦元

（朔黄铁路发展有限责任公司，山西 原平 034101）

随着铁路技术装备的不断发展，既有牵引变电所的控制保护方式也进入了综合自动化时代。对既有牵引变电所综合自动化系统改造施工，不是简单的设备更换，而是工作复杂，技术标准要求极高的换脑手术，在确保正常的铁路运输秩序，不间断供电、人身设备安全等前提下，完成这项工作必须有一套完善、可行、周密的施工方案和安全措施。因此，总结牵引变电所综合自动化改造技术方案，对于当前及至以后安全、优质、高效、快速完成牵引变电所设备改造都具有现实意义。

朔黄铁路神池南牵引变电所建成于2000年，AT供电方式，担负着向朔黄、神朔铁路供电的任务，既有二次设备严重老化，供电可靠性差，经常出现误报及误跳。改造工程更换所有二次设备并升级为综合自动化设备。要求牵引变电所带电改造施工时，不能间断接触网电源，影响行车安全。需要停电作业的工序只能在天窗作业点内进行，牵引变电所原有的备用主变压器、断路器等重要设备不能长时间退出备用。

1 二次设备改造内容

神池南牵引变电所主接线图如图1所示。

图1 神池南牵引变电所主接线图

二次设备改造包括：既有控制室控制、保护盘柜、远动盘柜、交直流盘柜设备全部拆除，新的综合自动化装置、交直流系统设备，安装于新建控制室内，二次电缆更新。

2 改造流程

1）对既有一次设备的接线图、原理图收集、整理，核查与设计原理、接线是否相符，现场对既有设备的接线对照复查。

2）在新控制室内综自系统屏柜、交直流电源系统盘柜安装完毕，新端子箱临时在既有端子箱旁安装完毕。

3）电缆敷设、二次接线：电缆敷设完毕，二次接线完毕，交直流电源系统带电调试完毕。

4）交直流电源系统：在新控制室内交直流系统设备安装调试完毕后投入使用，新综合自动化系统采用新交直流电源进行调试和倒接运行。

5）综合自动化系统：二次配线完毕后，对综自动化系统装置通电进行装置试验、录入设计提供的新设备投运定值，对每个回路测量、控制、信号、保护在设备端模拟联动调试完毕。

6）远动通信系统：远动系统通道利用变电所新增光纤通道，音频通道作为备用通道，进行新系统远动通信系统接入、调试投入运行。

7）更新设备：本次改造涉及部分更新的新设备与系统倒接同时更换，必须在高压试验完毕合格后才进行更换倒接。

8）倒接时间、人员组织：为了保证运行，利用天窗停电点的时间原则上进行一个盘柜的倒接，天窗点以前对该盘柜倒接的回路相关的所有二次接线的设备安排接线人员，确保在两个小时以内接线能完成，预留一个小时的时间进行接线检查及传动试验。

3 倒接施工方案

根据本次倒接情况，选择代表性强的110kV系统倒接施工方案分析如下：

1）为了保证运行，利用天窗停电点解除2#110kV进线、2#主变系统与1#110kV进线、1#主变系统之间的闭锁关系，备自投装置退出运行，1#110kV进线、1#主变系统正常运行。2#110kV进线、2#主变系统退出运行后，在非天窗进行系统综自倒接、计量回路倒接和系统调试工作，全部设备倒接完成，所有试验完成，再利用下个天窗点进行2#主变的送电试运行及投入运行。

2）2#110kV进线、2#主变系统倒接完成投入运行后，1#110kV进线、1#主变系统退出运行。1#110kV进线、1#主变系统退出运行，在非天窗进行系统综自倒接、计量回路倒接和系统调试工作，全部设备倒接完成。所有试验完成，以后利用下一个天窗点进行1#主变的送电及投入运行。

4 倒接施工步骤

4.1 试验

试验组和厂家在倒接前录入设计定值，录入定值核对无误并打印签认。

倒接前根据录入定值进行各项规定试验，试验完成合格后出正式试验报告。

综自厂家人员提前对装置和后台进行调试完毕，装置和后台对应无误，后台监测、控制准确合格具备倒接后投入运行。

倒接时，试验组根据倒接二次接线进度，接线完毕一个设备立即对其进行传动试验、流互极性校验、保护试验。

4.2 利用天窗停电点全所停电

在110kV继电器盘上退出自投装置，关闭自投装置电源。解除1#、2#110kV进线，1#、2#主变系统回路闭锁关系。

4.3 动力变系统倒闸至2#110kV进线系统

因动力变系统接在1#110kV进线系统母线上，进行倒接 1#110kV进线、1#主变系统时，1#110kV进线系统停电退出运行，为了保证动力变系统正常运行，利用天窗停电点，2#110kV进线投运后将1512、1522桥隔离开关合闸，2#110kV电源倒入1#进线隔离开关1511GK与1022GK之间母线上供动力变运行。

4.4 既有二次接线撤除

断路器二次接线撤除：先在既有断路器端子箱内进行撤除引致断路器机构箱内的二次接线，该线撤除后，对该断路器机构箱用万用表逐根线进行测量，无电后进行机构箱内既有二次线撤除。机构箱内既有二次线撤除后将既有电缆从电缆保护管内抽出便于穿新电缆。

电动隔离开关二次接线撤除：电动隔离开关的直流合闸电源和交流加热电源是在机构箱内端子上并接环网，机构箱内的直流合闸电源和交流加热电源是在端子上T接，撤除电动隔离开关直流合闸电源和交流加热电源后，必须立即对+HM 与+HM、-HM 与-HM 可靠短接做好绝缘处理，保证既有环网直流合闸电源和交流加热电源正常运行，在撤除时必须注意。直流合闸电源和交流加热电源有电，在撤除时严禁短路、触碰和接触机构箱外壳，以免造成直流接地和短路影响既有设备正常运行。

电动隔离开关既有二次线撤除后，芯线绝缘处理完毕，暂时预留在机构箱内（因合闸电源环网线、正负控制、信号线带电），全部改造完毕一并撤除。

互感器的二次接线撤除：首先确认和检查需要撤除的电流、电压互感器前端隔离开关处于分闸位置、隔离开关触头在断开位、隔离开关受电侧挂有接地封线并可靠接地，确认无误后准许进行撤除互感器既有二次接线。

在撤除电压、电流互感器既有二次接线时，如果计量回路同步倒接时，既有计量回路一并撤出。

变压器的二次接线撤除：先在既有变压器端子箱内进行撤除引致变压器本体箱内的二次接线，既有变压器端子箱引致本体箱内的二次接线撤除后，对该变压器本体箱用万用表逐根线进行测量，无电后进行本体箱内既有二次线撤除。

4.5 新二次线接入

先关闭新测控盘柜上的该倒接回路的控制、信号回路电源。

断路器接入模拟调试完毕的新二次线。

电动隔离开关接入模拟调试完毕的新二次线。

互感器接入模拟调试完毕的新二次线。

变压器接入模拟调试完毕的新二次线。

4.6 新系统带设备传动试验、整体试验

试验组根据倒接二次接线进度，接线完毕一个设备立即对该设备进行传动试验和流互极性校验。

流互的极性试验必须在流互一次侧进行极性校验。

压互的加压试验必须在压互二次侧二次接线端子处加压，对压互二次接线整个回路进行校验。

变压器本体保护试验如；压力释放、重瓦斯、温度Ⅱ段跳闸保护试验必须在变压器本体装置上传动试验。

2#110kV进线、2#主变系统倒接调试是退出运行在非天窗停电点外进行倒接，2#110kV进线、1521、1520D、1529隔离开关进线端带电侧有电，1512桥隔离开关靠1#系统侧有电，2021T、2021M隔离开关出线端受电侧有电。所以在进行 1521、1520D、1529、1512、2021T、2021M隔离开关传动试验电动隔离开关时，必须拆出电动操作机构与隔离开关之间连接的主传动连杆，传动试验时电动操作机构动作隔离开关不动作。

1#110kV进线、1#主变系统倒接调试是退出运行在非天窗停电点外进行倒接，为了保证动力变系统正常运行，动力变系统110kV电源通过2#110kV进线经过 1512、1522桥隔离开关合闸倒入 1#进线1511、1012隔离开关之间母线供电，1512、1522、1511隔离开关带电，1#110kV进线1511、1510D、1519、1012隔离开关进线端带电侧有电，2011T、2011M 隔离开关出线端受电侧有电，所以在进行1511、1510D、1519、2011T、2011M隔离开关传动试验电动隔离开关时，必须拆出电动操作机构与隔离开关之间连接的主传动连杆，传动试验时确保电动操作机构动作隔离开关不动作。电动操作机构与隔离开关连杆的连接在1#、2#进线系统全所联调完成后自投、闭锁接入调试合格后隔离开关机构与隔离开关主传动连杆再连接。

4.7 利用天窗停电点全所停电

在主变测控盘上自投装置投入。接入 1#、2#110kV进线、1#、2#主变系统回路闭锁关系。

4.8 新系统带电投入运行

新系统倒接结束，各项传动试验、整体试验完成合格后必须对所有二次接线、短接连片进行检查紧锢。新系统投运后，在保护装置和后台上复核运行各项参数和显示数据是否正确。

5 施工特点

1）施工难度大

既有牵引变电所已进行多次改造，变动较大，设计图和既有图纸与设备实际有很大出入，既有设备无原理图、接线图，设备型号杂乱，更新设备与既有设备规格型号尺寸不符，全所二次设备都要进行改造，每次设备改造时都要进行施工过渡，保证设备运行，这都大大加大了施工难度。

2）施工周期短

二次设备倒接要求控制在 4～6个天窗点内完成，部分不影响正常供电运行的回路只有充分利用非天窗点进行倒接更换。

3）施工干扰大

既有牵引变电所是带电改造，各项施工都在高压带电区域施工和操作，每项工序都必须有安全措施和防护监控人员不脱岗随时监护。施工中长大物件搬运、设备更换、电缆敷设等各项施工和人身安全受到很大的制约。对既有设备的性能、原理、接线了解都必须小心谨慎，一不小心就会造成既有设备跳闸影响正常供电运行。

4）技术力量要求高

首先技术人员对既有设备的性能、原理、接线必须清楚，控制、保护、信号回路、接线方式、每一根二次接线的用途都必须熟练掌握，新装置、新控制、保护、信号回路、二次接线与既有设备的接线和原理必须做到准确无误。其次在新旧回路综自倒接时，短暂的2～3h内将要完成既有控制、保护、信号回路二次撤除和新二次接线接入，倒至新综自系统测控、保护投入正常运行，需要很强的技术、施工、操作人员才能做到。

6 结论

在牵引变电所带电改造施工中，要保证不间断运行，进行新建以及拆旧换新，并且二次部分带电操作，这些都需要很强的专业技术和熟练的现场施工人员。在施工中，应注意以下几点：

1）在牵引变电所带电改造中，要有可行性施工方案，以及处理运行和施工中的各种事故的能力。

2）在施工过程中注意保持既有保护的完整性，如在倒接过程中拆除的±HM、加热电源、各类闭锁节点等都必须可靠短接。

3）倒接前的各类调试及试验必须反复确认无误后，方可进行倒接。

4）认真开好工前预想会与工后总结会，把各种可能发生的情况都想到，并做好应急方案，不断优化施工方案，确保施工的顺利进行。

5）要注意施工节奏，不能与整个施工部署脱节。例如进行主变系统改造时，要将两个主变系统区分开，然后依次改造。

6）倒接过程中要注意新旧保护的衔接，适度调整相关参数。如保护定值的整定。

[1] 王国英,彭为民.牵引变电所二次改造过渡不停电配电盘整体迁移技术方案[J].太原铁道科技, 2006(4).

[2] 铁道部.牵引变电所运行检修规程[M].北京:中国铁道出版社, 1999.