电气化铁路牵引变电所电气设备安装调试方法

樊群茂

（中铁十九局集团电务工程有限公司，北京 100076）

0 引言

电气化铁路的电力机车需要稳定可靠的运行电源，在铁路沿线设置有许多牵引变电所，其配备的大量电气设备能够把高压电能转变为保证动车运行的低压电能。如果不存在牵引变电所，电力机车将失去运行动力，无法正常运行，而变电所中电气设备的安装和调试则是保证变电所稳定运行的关键。以下简要介绍电气化铁路中牵引变电所的设备组成和变电所分类，详细介绍其中设备的调试与安装流程方法，结合这些流程提出在电气设备中的各部件监测要点。

1 牵引变电所简介

电气化铁路会在沿线设置许多的牵引变电所，一般相距40 km 左右，特别是当铁路线路太长时，就会将一些高压线路分段，在每250 km 左右设有支柱牵引变电所，由该变电所把高压电网输送来的电能通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所，利用这种方式满足长途铁路的运输。

牵引变电所的设备组成包括变压器、隔离开关和自动控制系统等。变压器是整个变电所最重要的部分，称作主变压器或降压变压器，容量可达1×107VA 以上，是整个牵引变电所设备的核心；主断路器用来断开电路；隔离开关则保证电路的安全，并且能够满足检修的需要；自动断电保护系统能够实现远程控制和自动运行，能够自行保护电路的运行。

牵引变电所分为直流式和交流式两种类型。直流式变电所把区域电网的高压电能进行降压处理，转变为满足电气化铁路运行的DC 1500 V 电能。交流式变电所根据主体变压器中的绕组接线差异，分为单相、三相和三相—两相式：①单相式能够充分利用变压器容量，但需要配套专用变压器，还会影响三相的系统平衡；②三相式能够使变压器的副边始终保持在三相状态下，兼顾变电所和其他地方的电能需求，但不能充分利用变压器容量；③三相—两相式的变电所，其变压器连接高压线母线共用端连接轨道，副边用两相方式连接，另外的两端和供电分区连接，结合了三相和单相的优势，在一定程度上实现单相和三相的互补。

2 电气设备的安装和调试

2.1 变压器的安装和调试

2.1.1 安装前的准备和检查

安装变压器前需要熟悉变压器相关的技术参数和资料，技术人员根据变压器厂家的安装要求确定安装标准和方法，进行安全性和技术性交底，施工人员提前准备安装所需的机器设备和测试仪表等。对变压器进行安全性检查，确认出厂合格证书、相关技术文件、型号和规格等，检查变压器外观是否有破损、是否符合设计要求，重点检查是否存在漏油现象。对需要充氮气的这类变压器，要注意配备检测和补充的设备，在运输过程中保证其正压要求。

2.1.2 运行前送电调试检查

送电前的调试检查一定要严格按照规定的对接实验的数据进行检查，保证符合技术要求、实验参数合格，保证变压器一次引线与二次引线的相位和相色正确，保证绝缘功能良好，可靠接地，能够满足设计要求。

2.1.3 送电调试的运行

（1）变压器空载投入冲击实验。变压器投入时不能带负荷，负荷侧的隔离开关一定要处在分位。新安装的变压器按照技术要求进行全电压的5 次冲击试验，每次试验时注意观察冲击电流、空载电流和变压器温度等，详细记录实验数据。试验完成后空载运行48 h，在保证没有任何异常的情况下再进行带负荷运行。

（2）空载运行的检查方式。变压器空载运行时主要依靠听音检测，“嗡嗡嗡”的声音表明是正常状态；如果异常时的声音较大并且均匀，可能是外加的电压太高所致；如果声音非常大并且杂乱，可能铁芯出现松动；如果声音类似“滋滋滋”的放电声，表明是铁芯部与套管之间有闪络；如果声音像爆裂一样，可能是铁芯部被击穿了。

2.2 开关柜的安装和调试

我国牵引供电大多采用分散设备在户外进行布置的方式，牵引变电所供电主要采用AIS 开关柜和GIS 开关柜两种方式，开关柜的形式是把母线、断路器、隔离开关和保护装置等设备集合在一个封闭的金属柜子里，充入绝缘气体以保证正常工作。安装开关柜一定按照安装要求进行，在最终固定前进行检查，检查开关柜的垂直程度、平行程度和柜面之间的间隙是否符合安装要求，再把开关柜固定在槽钢上保证不会松动、掉落。主母线在进行安装时，一定要打开主母线室顶部的盖子；安装电缆线的时候，一定先做好电缆头，将其固定在电缆架上。在安装时保证电气设备的接触面平整，保证连接处连接稳固，要不断进行检查和试验，保证安全运行。

2.3 电气设备的调试和检验

在设备安装的过程中，要避免出现错误接线的情况，严格按照接线规则接线，确保安装和运行的安全。在制作保护屏上的电缆头时，一定要避免损伤到电缆的绝缘层，预防漏电，根据资料对开关柜内的各种元件电器进行规格和型号的检查，保证符合要求。还要保证母线的连接点接触良好、连接稳固。

以手动方法检查断路器和隔离开关等装置，保证隔离开关等设备满足标准要求。保证操作的正确性、灵活和可靠性。在进行调试时，一定要保证开关柜中的各个零件都能够正常运行。

电气设备在调试的过程中，主要注意对牵引变压器保护、制动电流、速断电流保护和电压保护等的调试，调试工作一定要在电气设备正式运行前开展。在进行调试工作前，要结合继电保护等试验的结果，保证遥测和遥信的接线信息正确无误，要保证保护回路的设备能够正常运作。在调试完成以后再进行联合试验，通过试验工作来保证电气设备和元件都能够正常运行之后，才能够正式投入运行。

3 牵引变电所中电气设备的安装注意事项及监测要点

3.1 安装注意事项

（1）变压器的安装。变压器安装过程中，要严格按照设计规范和工艺标准进行安装，做到每一步骤都有据可依。对安装的工作人员提出要求，保证施工人员能够有比较良好的职业技能和综合素质水平，保证安装工作能够顺利开展。变压器要经常清理，擦拭干净，顶部不能有杂物，本体和附件一定要完整，要保证不会渗油。油浸式的变压器，其系统的油门一定要拉开，保证油标正常，这类变压器的电压切换装置和干式变压器的分接头装置的位置，要放置在正常的电压档处。保护装置的整定值要符合设计要求，保证操作和联动试验能够正常运行。以某地铁的接线图为例，说明线路接线（图1）。

图1 地铁线的接线

（2）开关柜的安装。开关柜要按照安装规则进行安装，要保证柜内其他装置与开关柜的接触良好，没有缝隙，保证能够顺利运行。按照标准进行操作，保证正确性。

3.2 电气设备的监测要点

（1）监测电压。检测牵引变电所内的三相电压参数，为其他监测单元提供详细的参数，提高电压监测的准确性。

（2）监测变压器。监测等值电容和末屏电流、铁芯的接地电流等的电容参数，能够对变压器的低压和高压进行很好的监测和控制，并且随时掌握变压器的绝缘能力。

（3）监测断路器。断路器一般使用真空少油或SF6 等类型，在进行监测时，通过检测其运行数据来监测动作电流的最大流通时间，利用开断电流来监测断路器的机械属性，保证其机械特性，平稳安全地运行。

（4）监测氧化避雷器。监测母线电压传来的信号和避雷器电流中所传来的信号，比较之间的差异，以此实现对氧化避雷器的监测，不仅仅能够有效分析阻性电流，还能监测避雷器的状态。

（5）监测互感器。牵引变电所中的互感器主要有电流互感器与电压互感器两种，都是通过电流、电压信号中相位之间的差异进行工作的，监测互感器的末端电流和介质损耗参数，能够反映出互感器的整体绝缘效果，及时发现设备中存在的绝缘问题。

4 结语

在安装牵引变电所中的电气设备时，要熟悉设备的安装资料、安装要求，严格按照安装图和接线图进行安装、调试，注意安装事项，满足安装和调试要求，要求工作人员有过硬的专业素养和技术水平，以提高设备的安全性与可靠性，不断优化安装和调试的方法，保证能够实现变电所功能，保证铁路正常运行。