呼兰路地铁站新建牵引变电站受电启用施工技术研究

摘 要：由于上海地铁交通客流量日益增大，区间供电负荷日益提高，许多运行多年的线路已无法满足正常供电需求，因此，对既有设备进行改造升级，或在既有线路上新增变电所，并接入既有运行供电系统，就成为了解决问题的关键。现以一号线呼兰路站新建33 kV牵引变电站项目为研究背景，进行了项目概况叙述后，对设备受电启用全过程进行了详细的研讨，目前实际运行情况良好。希望所述受电启用施工流程和施工方法能为今后类似的工程实施提供参考。

关键词：地铁供电;牵引变电站;电缆驳接;受电启用;闭锁验证

0    引言

上海地铁一号线北延伸段已运行超15年，原设计为呼兰路站提供地铁车辆牵引电力的是一座33 kV箱式变电站，设备老旧，存在无备件隐患;且箱式变电站由于场地局限性，无法提供设备更新改造所需的安装空间。因此，为了提高供电稳定性，增加供电容量，需在原有呼兰路箱式变电站旁新建一座33 kV牵引变电站，代替原箱式变电站，将33 kV交流电降压整流成为1 500 V直流电，并通过直流上网电缆对轨道区间接触网进行供电。

本文主要以该工程机电安装工作全部完成后的受电启用施工为研究背景，详细阐述了在保证地铁线路日常运行的严格条件下，在有限的停电时间里，完成一系列缆线驳接、系统测试和受电启用工作的全过程，并系统介绍了施工技术和方法，可为今后类似项目的施工提供参考依据。

1    项目概况

呼兰路地铁站新建牵引变电站受电启用项目施工内容涉及呼兰路原有箱式变电站和新建牵引变电站33 kV交流供电系统驳接、1 500 V直流供电系统驳接和驳接受电工作完成后对新供电系统进行验证工作等。

1.1    呼兰路牵引变电站运行状态

1.1.1    呼兰路牵引变电站33 kV交流供电系统

正常运行情况下，呼兰路牵引变电站通过33 kV灵兰牵电缆从110 kV灵石路主变电站受电，并通过33 kV兰宝牵电缆与宝安公路牵引变电站互为备用，宝安公路侧33 kV兰宝牵开关为热备用，当33 kV灵兰牵或33 kV灵宝牵供电线路发生故障跳闸时自切投入。

1.1.2    呼兰路牵引变电站1 500 V直流供电系统

呼兰路牵引变电站直流系统通过两路整流机组将33 kV交流电降压整流为1 500 V直流电，NC21、NC23直流开关向触网上行331、333上网闸刀供电，通过335联络闸刀进行联络，NC22、NC24直流开关向接触网下行332、334上网闸刀供电，通过336联络闸刀进行联络。系统示意图如图1所示。

1.2    呼兰路新建牵引变电站工程涉及驳接工作

根据目前呼兰路箱式变电站运行状态，本次呼兰路新建牵引变电站工程涉及驳接工作的有：

（1）涉及33 kV电缆驳接的有：兰宝牵33 kV电缆、灵兰牵33 kV电缆。

（2）涉及差动光缆驳接调试的有：兰宝牵差动光缆、灵兰牵差动光缆。

（3）涉及差动装置更换及调试的有：灵石路主变灵兰牵、宝安公路兰宝牵。

（4）涉及直流电缆驳接的有：上行上网电缆331、333，下行上网电缆332、334，上下行回流电缆。

（5）涉及驳接控制电缆的有：上行上网隔开控制电缆331、335、333，下行上网隔开控制电缆332、336、334（含上网隔开调试）。

（6）涉及割接控制电缆的有：呼宝-LT1，呼宝-LT2，共呼-LT1，共呼-LT2，呼寶-ZT（含联跳功能调试）。

1.3    受电启用范围

呼兰路新建变电所：33 kV灵兰牵、33 kV兰宝牵、进出线电缆及开关、33 kV母线。包括整流变开关、整流变压器、整流器、正负极闸刀、直流开关及触网隔离开关等设备。

2    电源驳接技术方法

2.1    施工总体流程

先将33 kV兰宝牵电缆驳接至新建牵引变电所，再进行33 kV交流母线和1 500 V直流系统受电，完成直流上网电缆驳接和本站、邻站间闭锁验证，最后完成33kV灵兰牵电缆驳接，恢复正常运行状态。

施工总体流程如图2所示。

2.2    兰宝牵电缆驳接及受电流程

（1）在呼兰路站下行站台夹层从事先标记的位置锯断既有33 kV兰宝牵高压电缆及差动光缆，然后把既有电缆撤除至呼兰路新建所夹层内，兰宝牵电缆沿新建所电缆路径经桥墩爬架敷设至变电站夹层内，敷设到位后做好预留，及时进行电缆终端头制作。

（2）电缆终端头完成后进行33 kV兰宝牵电缆耐压试验。首先检查电缆线路两端相位，然后测量电缆绝缘电阻，再进行交流耐压试验。电缆试验合格后两所及时进行终端头安装。

（3）拆除宝安公路变电站33 kV灵兰牵既有差动保护装置并安装新装置，差动保护装置安装完成后，对测量、保护、控制、信号等回路接线正确性进行检查，装置上电后及时对继电保护装置进行调试和整定，并对继电器界面进行测试。差动保护装置调试合格并按设计提供的整定通知单整定完毕。

（4）呼兰路新建所牵引所夹层进行33 kV兰宝牵差动保护光缆终端头制作。接续人员应严格按照光纤熔接工艺流程图进行接续。

（5）通信通道检查：在两端保护装置通信正常，且两端均为正常运行模式的情况下，断开任意端光纤发射端，两侧保护装置均发“通信通道故障”信号;两端的任意端整定为试验模式时，同时闭锁两端的差动保护出口，通信正常，逻辑正确。

（6）由宝安公路站牵引变电所向呼兰变电站送电，呼兰路站牵引变电所33 kV兰宝牵电缆带电，开关柜带电显示器和保护继电器电压显示正确。

（7）按受电启动步骤对呼兰路设备进行送电。

电缆驳接施工如图3所示。

2.3    新建牵引变电所直流系统驳接施工

（1）拆除上下行既有回流箱电缆，轨电位电缆不在拆除范围。安装新敷设回流电缆，完成后检查电缆接线端子是否连接牢固，电缆弯曲半径须符合施工规范的要求。

（2）拆除331、333、332、334既有上网隔开一次电缆，安装新敷设上网隔开一次电缆头，电缆弯曲半径须符合施工规范的要求。

（3）拆除331、333、332、334、335、336既有上网隔开二次电缆，安装新敷设上网隔开二次电缆，电缆芯线统一装入线槽，按端子号就位，多预留100 mm裕度;接入接线端子的线头长度要适当，预留要整齐。

（4）从既有箱变隔开控制箱拆除共呼-LT1、共呼-LT2联跳及闭锁电缆，撤除至夹层与新敷设电缆进行中间头制作。连接前应小心地剥除导线连接部位的绝缘层，注意不可损伤其芯线。先将两导线的芯线线头做X形交叉，再将它们相互缠绕2～3圈后扳直两线头，然后将每个线头在另一芯线上紧贴密绕5～6圈后剪去多余线头即可。对导线的绞合处进行锡焊，并打磨清除焊锡残渣。

（5）从宝安公路联跳柜内拆除既有呼宝-LT1、呼宝-LT2联跳及闭锁电缆，二次线拆线原则：一根一根拆除，拆一根，检查线号与端子是否一致，线端头回煨并用绝缘胶布包裹。将新呼宝-LT1、呼宝-LT2联跳及闭锁电缆敷设至联跳柜控制仓，按线号对应设备端子接线，接入接线端子的线头长度要适当，预留要整齐，接线要正确，连接要牢固可靠。

直流系统电缆驳接如图4所示。

2.4    灵兰牵电缆驳接及受电流程

（1）在呼兰路下行站台夹层内进行33 kV灵兰牵电缆中间头制作，根据现场实际情况，将两个电缆端头理直，摆放平整并便于操作，防止电缆端头弯曲或变形。电缆中间头制作时，应严格遵守制作工艺流程。

（2）电缆中间头完成后进行33 kV灵兰牵电缆耐压试验。电缆试验合格后及时进行终端头安裝。

（3）拆除灵石主变33 kV灵兰牵既有差动保护装置并安装新装置，差动保护装置安装完成以后，对测量、保护、控制、信号等回路接线正确性进行检查，装置上电后及时对继电保护装置进行调试和整定，并对继电器界面进行测试。差动保护装置调试合格并按设计提供的整定通知单整定完毕。

（4）呼兰路既有牵引所夹层进行33 kV灵兰牵差动保护光缆中间头制作。接续人员应严格按照光纤熔接工艺流程图进行接续。

（5）通信通道检查：在两端保护装置通信正常，且两端均为正常运行模式的情况下，断开任意端光纤发射端，两侧保护装置均发“通信通道故障”信号;两端的任意端整定为试验模式时，同时闭锁两端的差动保护出口，通信正常，逻辑正确。

（6）由灵石路主站变电所向呼兰变电站送电，呼兰路站牵引变电所33 kV灵兰牵电缆带电，开关柜带电显示器和保护继电器电压显示正确。

（7）对两路进线核相，相位应正确。

（8）对呼兰路牵引变电站33 kV两路开关与宝安公路新建牵引站33 kV两路开关之间四投三功能进行验证。

3    直流系统闭锁功能验证

3.1    验证上网隔开331与NC21闭锁

（1）闭合NC21开关、上网隔开331远方位、上网隔开331分位或合位、隔开控制屏就地位，在隔开控制屏合或分331，上网隔开331均不能正常动作：再把上网隔开331拨到就地位，就地合或分上网隔开331，上网隔开331均不能正常动作。

（2）分开NC21开关、上网隔开331远方位、上网隔开331分位或合位、隔开控制屏就地位，在隔开控制屏合或分331，上网隔开331均能正常动作：再把上网隔开331拨到就地位，就地合或分上网隔开331，上网隔开331均能正常动作。

（3）上网隔开331就地位、隔开控制屏就地位或远方位，在隔开控制屏合或分331，上网隔开331均不能正常动作。

（4）上网隔开333与NC23闭锁、上网隔开332与NC22闭锁、上网隔开334与NC24闭锁逻辑均同上。

3.2    验证越区隔开335与左右邻站闭锁

（1）335允许合闸条件：共康路NC23分闸、共康路325分闸、宝安公路NC21分闸、宝安公路路345分闸、呼兰路NC21分闸、呼兰路NC23分闸、呼兰路335分闸。

（2）335允许分闸条件：共康路NC23分闸、共康路325分闸、宝安公路NC21分闸、宝安公路路345分闸、呼兰路NC21分闸、呼兰路NC23分闸、呼兰路335合闸。

3.3    验证越区隔开336与左右邻站闭锁

（1）336允许合闸条件：共康路NC24分闸、共康路326分闸、宝安公路NC22分闸、宝安公路346分闸、呼兰路NC22分闸、呼兰路NC24分闸、呼兰路336分闸。

（2）336允许分闸条件：共康路NC24分闸、共康路326分闸、宝安公路NC22分闸、宝安公路346分闸、呼兰路NC22分闸、呼兰路NC24分闸、呼兰路336合闸。

4    结语

上海地铁一号线呼兰路新建牵引变电站受电启用施工满足了设计技术要求，在不影响地铁正常运行的情况下顺利完成了全部施工任务，电源的驳接送电技术方法和直流系统闭锁逻辑验证方法都已经在上海地铁其他线路车站得到了开展，本文的研究成果可以为相关的技术人员提供一定的参考。

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[5] 铁路电力牵引供电施工规范：TB 10208—1998[S].

收稿日期：2020-04-08

作者简介：徐轶然（1987—），男，上海人，工程师，研究方向：机电安装。