移动高压室在电气化铁路既有牵引变电所过渡改造中的应用--中国期刊网

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移动高压室在电气化铁路既有牵引变电所过渡改造中的应用

发表时间：2021/6/23 来源：《基层建设》2021年第6期作者：孙文

[导读] 摘要：以某线既有牵引变电所为例，利用移动高压室来替代既有牵引所高压室功能，天窗点外拆除既有牵引所高压室设备，安装新的高压室设备，完成牵引变电所的高压室升级改造，大大缩减施工周期及对铁路行车的干扰。

        中铁二十四局集团上海电务电化有限公司上海市 200071
        摘要：以某线既有牵引变电所为例，利用移动高压室来替代既有牵引所高压室功能，天窗点外拆除既有牵引所高压室设备，安装新的高压室设备，完成牵引变电所的高压室升级改造，大大缩减施工周期及对铁路行车的干扰。
        关键词：移动高压室；牵引变电所；过渡施工；安装调试
        1 简介
        电气化铁路牵引变电所改造项目施工中，往往会遇到对既有高压室进行改扩建的情况，在以往的工程中一般采用停电或利用“天窗点”进行施工，这样会造成施工周期增长、行车干扰大，为此利用移动高压室来替代既有高压室功能，完成牵引变电所高压室的不停电改造，大大减少施工周期及对铁路行车的干扰。
        移动高压室为户外、交流、金属封闭开关设备，由户内手车式真空断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器及微机成套保护控制装置组成，采用模块化结构，具有集成度高、性能可靠、占地面积小、移动方便、施工安装迅速等优点.
        以某线牵引变电所为例，该既有牵引变电所27.5KV高压室设备采用间隔分立式布置，扩建改造内容为拆除高压室内网栅及设备更换为AIS开关柜。由于该线改扩建工程施工任务重、工期紧，为缩短施工工期，施工过渡方案采用移动高压室进行过渡，过渡期间由移动高压室向接触网进行供电，退出既有27.5KV高压室；在天窗点外拆除既有高压室设备，给高压室土建施工创造条件。在移动高压室过渡期间，待高压室土建施工完成后进行AIS开关柜、控制柜等安装调试。新建高压室施工完成后，退出移动高压室，由新建高压室向接触网供电。
        2 移动高压室介绍
        2.1系统主要参数
        （1）系统参数标称电压27.5kV，最高持续运行电压29kV，雷电冲击试验电压200kV，1min工频试验电压90kv，系统额定频率50Hz。
        （2）真空断路器参数单相，额定电压27.5kV，额定电流1250A，额定开断短路电流31.5kA，额定关合电流及额定动稳电流63kA，断路器机械寿命20000次。
        （3）隔离开关参数额定电压27.5kV，额定电流1250A，额定短时耐受电流31.5kA，额定绝缘水平应满足GB311的规定。
        （4）电压互感器参数额定电压27.5kV，变压比27.5／0.1kV，额定二次负荷150VA，准确级次0.5。
        （5）电流互感器参数额定电压27.5kV，额定变流比800／5A，额定二次负荷100VA，准确级次0.5p／10p（馈线）、10p／10p（母线），额定电流扩大指150％。
        （6）避雷器参数额定电压42kV，标称放电电流5kA，雷电冲击电压下残压120kV。
        （7）电缆连接设备参数最大工作电压52kV，相对地电压30kV，额定电流1250A，额定工频耐受电压95kv，额定雷电冲击耐受电压250kV，额定短时耐受电流．50kA／ls，额定冲击电流160kA。
        （8）高压电缆参数额定电压27.5kV，最大工作电压31.5kV，载流量800A，电缆截面400mm2。
        （9）控制保护设备参数直流电压220V，交流电压100V，交流电流5A。
        （10）箱体外壳防护等级IP4l。
        2.2 接线方式
        2.2.1 主接线方式
        为确保牵引变电所施工过渡期间的运输安全，保障牵引变电所的不间断供电，主接线应满足在两台主变交替运行时，不需长时间倒换作业和调试，其主接线图如下：

        母线采用双隔离开关式的分段母线，两台主变压器27.5kV侧出线分别接在移动高压室两分段进线母线上通过双极隔离开关接通公共母线。公共母线为分相单母线；馈线断路器和电压互感器、避雷器分相接在公共母线上。
        2.2.2 二次接线方式
        （1）微机保护
        主变压器保护：主变压器保护功能全部保留。
        馈线保护：每台馈线断路器配置两套并联工作的微机成套控制保护装置。
        （2）控制与测量
        为提高移动高压室的独立性，配置了临时控制测量柜，安装在控制室或不影响改造施工的地点。控制测量柜上配置有27.5kV母线电压表和馈线电流表、馈线断路器控制开关、位置指示灯、以及端子排、电源开关、熔断器、标签框等辅助设备。
        （3）交流自用电：
        改用10kV自用电变压器，并配置移动发电机设备。
        2.3 间隔布置方式
        依据主接线共设 8个间隔左右对称布置。
        （1）两个主变压器进线间隔：居移动高压室正中，配有两绕组电流互感器和手动双极隔离开关。
        （2）四个馈线断路间隔：居主变压器进线间隔外侧，配有真空断路器及两绕组电流互感器。
        （3）两个电压互感器、避雷器间隔：居移动高压室两端。
        （4）与主变低压侧及馈线的连接是通过27.5kV高压电缆完成的。
        3 安装移动高压室
        3.1 安装
        （1）将移动高压室的安装位置地面夯实，平整，坚实，不积水。
        （2）灌筑基础混凝土，基础应能承载50kN不下陷，各个基础面在同一平面，平面误差不大于3％。把移动高压室安装底架固定在基础上，水平安放。
        （3）将一侧箱体放在安装底架上，使其与底架外侧对齐，用与底架相连的挡板将其固定后，将内侧吊环卸下，并在与另一柜连接处加装三层封条。
        （4）按编号将与其相连的柜体（对应的主变压器低压侧进线间隔）放在安装底架上，并使其与上一个柜对齐后，用M10×40的螺栓将二柜的前后和上部牢固地连接在一起。由于防水要求，螺栓紧固必须到位。
        （5）将各段主母线用连接母线连接。把各间隔之问的连线插头插好。
        （6）按设计敷设一次高压电缆，密封电缆孔，并固定在所接的单装流互、隔离开关支柱上，端头悬空与流互、隔离开关等带电部分之间保持在1.5m以上的安全距离。
        （7）按序号将保护装置安装好，并将端子箱插头与其正确连接。
        （8）按设计敷设移动高压室与临时控制屏问的二次电缆，做到连接正确，接触良好。
        （9）将手车和间隔二次接线端子箱端子排上为防止电流互感器二次线圈开路而设置的联接线拆除，推入断路器手车，将手车上的两个航空插头分别与间隔的插座连接。
        移动高压室安装完成后，检查无误即可进行调试。
        3.2 调试
        在做冲击试验前，对移动高压室设备进行设备全面外观检查以及电气设备绝缘试验，耐压试验、高压电缆绝缘试验、耐压试验，低压（二次）电缆绝缘试验，真空断路器绝缘试验、耐压试验、低压分合闸试验，流互、压互交流耐压试验、绝缘电阻试验，保护装置升流、传动试验和整组跳闸试验。
        （1）将真空断路器手动分合几次，检查动作是否正常。
        （2）将隔离开关分合几次，检查动作是否到位。
        （3）检查所有航空插头是否均已连接完好。
        （4）接通控制电源，进行通电调试。
        4 移动高压室投运方案
        4.1 投运方案
        4.1.1 投运流程图

        4.1.2 准备方案
        （1）将移动高压室运至所内就位，后台放置在主控制室内，对移动高压室及高压电缆进行电气试验及调试。
        （2）移动高压室高压电缆敷设，其中电源侧敷设4条高压电缆分别至1#主变、2#主变馈线侧，敷设4条高压电缆至高压室馈线侧，敷设时电缆用支架架起，避免影响后续施工及对电缆造成破坏。
        （3）从主变保护屏敷设两条控制电缆至移动高压室进行流互机构箱，从并补屏敷设一条控制电缆至移动高压室压互机构箱，从交直流屏敷设两条电源电缆至移动高压室电源机构箱；并完成移动高压室侧接线。
        （4）从交直流屏敷设两条电源电缆至移动高压室214馈线顶部的机构箱内，为移动高压室提供交流电源及直流电源。
        （5）对所有移动高压室的进出线及压互做好相应的标识。
        4.2.3 投运方案
        （1）申请2#系统停电，将移动高压室的202AL、202BL高压电缆接至2#主变低压侧，同时拆除2#主变低压侧至高压室导线；拆除2#主变保护屏至高压室202A、202B流互的控制电缆，将移动高压室202AL、202BL流互的控制电缆接入2#主变保护屏；拆除并补屏低压侧压互4D7\4D9、4D12\4D14的连接线，将移动高压室的1TV、2TV压互电缆接入4D9、4D14。
        （2）接线完成后，对系统加入模拟量进行校验核对。核对完成后将所有断路器小车推至工作位，断路器分位；
        （3）申请天窗点将移动高压室1QS、2QS高压电缆接至212QF、214QF馈线隔离开关内侧，3QS、4QS高压电缆固定至211QF、213QF馈线隔离开关杆上；
        （4）申请1#主变、2#主变并列运行，由2#主变带移动高压室空载运行24小时。
        （5）移动高压室带电24小时稳定后，进行倒闸，由2#主变带移动高压室向接触网供电，1#主变及高压室热备用。
        （6）移动高压室带负荷运行24小时稳定后，利用天窗点，将移动高压室201AL、201BL的高压电缆接至1#主变低压侧，同时拆除1#主变低压侧至高压室导线；拆除高压室穿墙套管至馈线隔离开关的连接导线；拆除1#主变保护屏至高压室201A、201B流互的控制电缆，将移动高压室201AL、201BL流互的控制电缆接入1#主变保护屏，需注意在差动保护的接线中流互的极性需反接；拆除并补屏低压侧压互4D7、4D12的接线，用连接线将4D7\4D9、4D12\4D14进行连接。将移动高压室3QS、4QS高压电缆接至211QF、213QF馈线隔离开关内侧。
        （7）1#主变接入移动高压室后，用1#主变带移动高压室运行，运行时退出差动保护，观察差动保护的数据，待差动数据正常后，投入差动保护。
        5 移动高压室退出方案
        5.1 退出方案
        5.1.1 退出流程图

        5.1.2 准备方案
        （1）将高压室内设备安装完成后进行电气试验及调试；
        （2）将高压室内所有断路器拉至试验位，隔开处于分位；
        （3）将电容室隔开拉至分位。
        5.1.3 退出方案
        （1）申请2#系统停电，连接2#主变低压侧至穿墙套管的导线，拆除2#主变至移动高压室的电缆，拆除移动高压室在2#主变保护屏上的接线。将高压室202A、202B流互的电缆接入2#主变保护屏，需注意在差动保护的接线中流互的极性需反接；拆除2#主变保护屏至柜顶小母线的连接线，将4TV、6TV电缆直接接入2#主变保护屏。修改2#主变保护屏定值。
        （2）接线完成后，对系统加入模拟量进行校验核对。
        （3）申请1#主变、2#主变并列运行，1#主变带移动高压室向接触网供电，由2#主变带高压室空载运行24小时。
        （4）高压室带电24小时稳定后，申请天窗，拆除移动高压室在1#保护屏的电缆接线，拆除移动高压室压互在并补屏上的接线，保留移动高压室的电源。连接1#主变至高压室导线，连接高压室至馈线隔离开关导线。将移动高压室201AL、201BL隔开拉至分位，小车断路器拉至试验位。将201A、201B流互电缆接入1#主变保护屏，3TV、5TV电缆接入并补屏，恢复2#主变保护屏至柜顶小母线电缆，将4TV、6TV电缆接入并补屏。修改1#主变保护屏的定值。
        （5）天窗结束后退出1#主变差动保护，由1#主变带高压室向接触网供电，并观察差动电流及制动电流，正常后投入差动保护。若供电不成功，立即恢复移动高压室向接触网供电，或越区供电。
        （6）高压室带负荷运行24小时稳定后，利用天窗点，拆除移动高压室至1#主变低压侧高压电缆、移动高压室至馈线高压电缆，同时拆除移动高压室电缆电缆。
        6、结束语
        综上所述，此方案采用移动高压室代替牵引所27.5KV高压室实现牵引所不停电过渡施工的工艺，大大减少电气化铁路停电时间和次数，实现最大化的减少对铁路行车的干扰，其中移动高压室投运时只需3个停电点，退出时需3个停电点。上述牵引变电所改造工程采用移动高压室过渡工期仅40天，提前2个月完成高压室的改造，安全有效的顺利完成施工任务。