文斯良 馮新偉 王凱 賈立勝

【摘要】通過(guò)北園變電所擴(kuò)能施工改造，指出了施工方案采取均以安全最穩(wěn)、影響最小、效益最大、周期最短優(yōu)先，闡述了移動(dòng)高壓室在施工改造中的應(yīng)用，對(duì)采用移動(dòng)高壓室的實(shí)施過(guò)程、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用、注意事項(xiàng)提出了建議。

【關(guān)鍵詞】變電所；施工改造；移動(dòng)高壓室

引言

隨著電氣化鐵路快速發(fā)展，大功率電力機(jī)車(chē)大量的普及應(yīng)用，引起既有牽引變電所出現(xiàn)設(shè)備過(guò)負(fù)荷問(wèn)題，為保證牽引變電所設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行，既有牽引變電所需進(jìn)行擴(kuò)能改造，而在改造過(guò)程中通常要對(duì)變電所高壓室進(jìn)行改建、擴(kuò)建，怎樣安全可靠對(duì)既有設(shè)備進(jìn)行供電無(wú)間斷改造是施工主要問(wèn)題。

在膠濟(jì)客專(zhuān)線(xiàn)的既有牽引變電所改造中，北園牽引變電所高壓室改造達(dá)到80%以上，所有硬母線(xiàn)均需更換，工程量大，施工難度高?，F(xiàn)以北園牽引變電所改造施工為例，簡(jiǎn)述牽引變電所改造的施工特點(diǎn)及施工過(guò)渡方法。

1、概況

北園牽引變電所設(shè)有五條饋線(xiàn)，分別為濟(jì)南上下行，黃臺(tái)上下行及桑梓供電臂，為濟(jì)南樞紐各車(chē)站供電，其主要供電的車(chē)站有濟(jì)南站、濟(jì)南東站、黃臺(tái)站、北園站、濼口站等，是膠濟(jì)線(xiàn)、膠濟(jì)客線(xiàn)、京滬線(xiàn)、京滬高鐵線(xiàn)連接的重要樞紐地帶，在供電位置上起著極為重要的作用。此次北園擴(kuò)能改造工程主要將變電所室外主變壓器、電流互感器及高壓室硬母線(xiàn)、穿墻套管、隔離開(kāi)關(guān)、斷路器進(jìn)行更換，更換為容量大設(shè)備，其中硬母線(xiàn)更換為雙銅質(zhì)硬母線(xiàn)。變電所擴(kuò)能改造后徹底解決變壓器過(guò)負(fù)荷問(wèn)題，提高供電能力，保障運(yùn)輸安全。如圖1：

圖1 北園變電所主接線(xiàn)圖

2、方案選擇

根據(jù)變電所高壓室改造內(nèi)容，若要進(jìn)行設(shè)備更換須變電所進(jìn)行停電，一般停電只能根據(jù)線(xiàn)路機(jī)車(chē)車(chē)空時(shí)間段進(jìn)行停電，即“天窗”時(shí)間，而這種時(shí)段往往很短，一般一天之內(nèi)最多只有1小時(shí)，北園變電所位于濟(jì)南樞紐地區(qū)，其全所停電時(shí)間只有10分鐘，若需延長(zhǎng)必須扣下一定數(shù)量的車(chē)輛，方可進(jìn)行停電施工。同時(shí)，高壓室設(shè)備緊湊，空間小，已不是從人員數(shù)量上能解決的問(wèn)題，并且有大量的停送電手續(xù)辦理，安全措施布置工作進(jìn)行，稍不注意，就可能發(fā)生人身傷害，作業(yè)延時(shí)等問(wèn)題，就會(huì)造成事故，可見(jiàn)在“天窗”時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行施工，其施工時(shí)間受到限制，而高壓設(shè)備室改造工程量大，從而導(dǎo)致工程施工周期長(zhǎng)、行車(chē)干擾大、供電安全無(wú)保障等問(wèn)題。

對(duì)此，采用“天窗”時(shí)間段進(jìn)行施工是不可行，若采用新建高壓室雖然沒(méi)有上述問(wèn)題，但其工程造價(jià)將成倍增加，且浪費(fèi)資源，唯有采用移動(dòng)高壓室代替原高壓室的功能，實(shí)現(xiàn)牽引變電所的施工改造為首選方案。用移動(dòng)高壓室向接觸網(wǎng)供電，既可保證牽引變電所的正常運(yùn)行，又可將原高壓設(shè)備退出運(yùn)行進(jìn)行停電改造；這種方式下施工效率高，施工周期短，施工人員安全有保障，對(duì)線(xiàn)路行車(chē)無(wú)影響，保證了鐵路的正常運(yùn)輸。

3、移動(dòng)高壓室

移動(dòng)高壓室為戶(hù)外、金屬全封閉的開(kāi)關(guān)設(shè)備，箱內(nèi)由手車(chē)式真空斷路器（含電流互感器）、手車(chē)式電壓互感器、避雷器及微機(jī)饋線(xiàn)保護(hù)控制裝置等部件組成，具有集成度高、可靠性強(qiáng)、占地面積小、運(yùn)輸方便、安裝便捷等特點(diǎn)。如圖2

圖2-1 移動(dòng)高壓室正面

圖2-2 移動(dòng)高壓室背面

移動(dòng)高壓室箱體側(cè)面底部設(shè)有起吊用裝置和自然進(jìn)氣、排氣通道，具有良好的通風(fēng)性，箱內(nèi)設(shè)有空調(diào)可調(diào)節(jié)箱內(nèi)溫度，箱體設(shè)正常照明和采用應(yīng)急燈的應(yīng)急照明。每個(gè)間隔內(nèi)的二次接線(xiàn)集中在保護(hù)測(cè)控盤(pán)上。高壓電纜進(jìn)出線(xiàn)采用27.5kV專(zhuān)用高壓電纜，箱體背面預(yù)留有電纜過(guò)孔，進(jìn)線(xiàn)為雙支高壓電纜，箱體底部設(shè)置安裝固定高壓電纜支架。移動(dòng)高壓室的工作電源均從即有牽引變電所控制室內(nèi)交直流盤(pán)引出。

在即有變電所控制室內(nèi)設(shè)有筆記本電腦后臺(tái)，是通過(guò)后臺(tái)可以監(jiān)控移動(dòng)高壓室開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各類(lèi)報(bào)警及保護(hù)跳閘信息。移動(dòng)高壓室中的斷路器可在控制室通過(guò)筆記本電腦實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，在移動(dòng)高壓室保護(hù)測(cè)控盤(pán)上實(shí)現(xiàn)盤(pán)控，在高壓隔間處實(shí)現(xiàn)本地操作及應(yīng)急操作。

4、過(guò)渡方案

北園變電所主變壓器為三相V/V接線(xiàn)方式，主變低壓側(cè)出α相和β相，此次高壓室改造需用兩個(gè)移動(dòng)高壓室代替即有高壓室α、β相設(shè)備，根據(jù)北園主接線(xiàn)圖，兩移動(dòng)高壓室最低配置一個(gè)2進(jìn)4出和一個(gè)2進(jìn)1出的設(shè)備。

利用全所停電“天窗”時(shí)間，將4條進(jìn)線(xiàn)與1#B、2#B主變低壓側(cè)套管相連，5條饋線(xiàn)與移動(dòng)高壓相連，其中2進(jìn)4出移動(dòng)高壓室進(jìn)線(xiàn)接A相（20000KVA線(xiàn)圈），饋線(xiàn)接213濟(jì)南上行、214濟(jì)南下行、211黃臺(tái)上行、212黃臺(tái)下行供電臂；2進(jìn)1出移動(dòng)高壓室進(jìn)線(xiàn)接B相（10000KVA線(xiàn)圈），饋線(xiàn)接216桑梓供電臂。進(jìn)線(xiàn)1#B、2#B同步接入，即1#B、2#B帶移動(dòng)高壓室。如圖3：

圖3 移動(dòng)高壓室過(guò)渡主接線(xiàn)圖

主變保護(hù)仍使用既有控制室內(nèi)的主變保護(hù)裝置，將兩移動(dòng)高壓室內(nèi)四臺(tái)進(jìn)線(xiàn)斷路器的保護(hù)、控制、信號(hào)、測(cè)量回路，分別接入即有1#B、2#B主變保護(hù)裝置中，其保護(hù)配置及定值與原來(lái)一致，投入差動(dòng)速斷、比率差動(dòng)、過(guò)負(fù)荷、低電壓過(guò)電流、失壓保護(hù)、自投保護(hù)、瓦斯保護(hù)、溫度保護(hù)、壓力釋放保護(hù)。

饋線(xiàn)保護(hù)使用移動(dòng)高壓室自帶的保護(hù)裝置，保護(hù)配置及定值與原來(lái)一致，投入電流速斷、過(guò)電流、電流增量、阻抗保護(hù)、重合閘保護(hù)。

5、方案優(yōu)化

經(jīng)過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐和模擬演練，最為可靠、時(shí)間最短、施工安全最有保障的接線(xiàn)方案，整個(gè)過(guò)渡時(shí)間用時(shí)不到30分鐘。

5.1進(jìn)線(xiàn)接線(xiàn)

將1#B、2#B主變低壓套管處的引線(xiàn)拆除，并將引線(xiàn)綁至門(mén)型架構(gòu)爬梯上，通過(guò)預(yù)制的軟母線(xiàn)與高壓電纜相連，引入移動(dòng)高壓室，高壓電纜固定在主變散熱片上，如圖4：

5.2饋線(xiàn)接線(xiàn)

移動(dòng)高壓通過(guò)高壓電纜引出5條饋線(xiàn)，與饋線(xiàn)2112、2122、2132、2142、2162旁路隔開(kāi)的負(fù)荷側(cè)相連，同時(shí)將2111、2121、2131、2141、2161主隔開(kāi)負(fù)荷側(cè)的引線(xiàn)拆除，并將引線(xiàn)并至旁路隔開(kāi)負(fù)荷側(cè)引線(xiàn)上，用并鉤線(xiàn)夾進(jìn)行固定。如圖5：

圖4 移動(dòng)高壓室進(jìn)線(xiàn)的連接

圖5 饋線(xiàn)側(cè)電纜連接

5.3控制室二次接線(xiàn)

在控制室將移動(dòng)高壓室中201、202、203、204斷路器的二次接線(xiàn)與即有1#、2#主變保護(hù)測(cè)控盤(pán)相連。

6、注意事項(xiàng)

6.1若移動(dòng)高壓室的電流感互器變比與即有不一致，必須根據(jù)其變比變化情況重新計(jì)算保護(hù)定值。6.2兩移高壓室中的斷路器，應(yīng)為同一型號(hào)，這樣在出現(xiàn)斷路器故障時(shí)可迅速通過(guò)推拉斷路器小車(chē)進(jìn)行更換，快速處理設(shè)備故障。6.3移動(dòng)高壓室內(nèi)所有設(shè)備必須按照電氣交接試驗(yàn)進(jìn)行，并進(jìn)行空載24小時(shí)實(shí)驗(yàn)，以確保設(shè)備的可靠性。6.4主變送電前，退出其比率差動(dòng)保護(hù)，待主變送電饋線(xiàn)帶負(fù)荷后，觀(guān)察其差動(dòng)電流、制動(dòng)電流及相位角的情況，確定電流感互器極性接線(xiàn)正確后，方可投入主變比率差動(dòng)保護(hù)，防止保護(hù)誤動(dòng)。6.5高壓電纜接入移動(dòng)高壓室時(shí)必須通過(guò)電纜支架固定，防止高壓電纜受力，造成移動(dòng)高壓室內(nèi)的觸指移位，斷路器接觸不良。6.6高壓電纜一端在移動(dòng)高壓定處統(tǒng)一通過(guò)護(hù)層保護(hù)器進(jìn)行接地，另一端通過(guò)軟銅編織線(xiàn)與接地螺栓進(jìn)行連接，確保接地良好可靠。6.7由于高壓電纜為單芯電纜，在固定高壓電纜的抱箍必須非磁性物質(zhì)，以防止渦流發(fā)熱燒傷電纜。6.8在使用移動(dòng)高壓室過(guò)渡期間，應(yīng)停止或減少接觸網(wǎng)設(shè)備停電檢修，防止移動(dòng)高壓室在操作過(guò)程中出現(xiàn)故障。

7、應(yīng)用特點(diǎn)

7.1降低了對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊?。通過(guò)移動(dòng)高壓室的應(yīng)用，使?fàn)恳冸娝邏菏腋脑熘恍枰暾?qǐng)兩次“天窗”點(diǎn)，即移動(dòng)高壓室投入和退出，將對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊懡档搅俗钚』?.2大大提高了施工安全系數(shù)。需改造的高壓室完全脫離供電系統(tǒng)，施工作業(yè)人員從根本上杜絕了觸電的傷害，極大的保障了施工人員的安全。7.3施工質(zhì)量有保障。既有高壓室不再受“天窗”時(shí)間限制后，施工人員可完全按照施工工藝進(jìn)行設(shè)備的安裝、調(diào)試，發(fā)現(xiàn)的設(shè)備缺陷可以立即處理，保障了設(shè)備施工質(zhì)量。7.4施工效率大大提高。既有高壓室退出后，施工單位可以全力組織人員對(duì)高壓室設(shè)備進(jìn)行更換，施工進(jìn)度實(shí)現(xiàn)最大化，使過(guò)去的無(wú)期限施工變?yōu)閹滋炀涂赏旯ぁ?.5施工效益可觀(guān)。通過(guò)移動(dòng)高壓室代替即有高壓室這種方案，不僅減少了人力物力，同時(shí)縮短了的工期，大大減少了過(guò)渡期投入的資金。

8、結(jié)束語(yǔ)

隨著鐵路運(yùn)輸能力逐步的提高，最大化減少對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)挠绊憣⒊蔀槭┕し桨钢姓紦?jù)著決定性因素，為此，怎樣保證安全最穩(wěn)、影響最小、效益最大的施工方案，是施工的重中之重的任務(wù)，亦需要我們?cè)诓粩嗝?、?shí)踐中進(jìn)行總結(jié)、創(chuàng)新。

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