铁路牵引变电所综合自动化设备更换方案的介绍

铁路牵引变电所综合自动化设备更换方案的介绍

师宏德陈健

(中铁电气化铁路运营管理有限公司北京维管段天津市300193)

摘要：电气化铁路牵引变电所综合自动化设备作为所内设备的中枢控制系统，起着及其重要的作用。本文结合京沪线某电气化铁路牵引变电所综合自动化设备更新工程，介绍了一种不停电情况下更换综合自动化设备的施工方案，对施工流程和步骤进行了说明，这种方法的推广可以有效的减少铁路天窗点对施工的制约，缩小停电范围和缩短施工时间。

关键词：铁路牵引变电所综合自动化设备不停电改造

0引言

随着我国国民经济的快速发展，电气化铁路在公共交通中的地位越来越显著。作为牵引变电所运行监视和控制任务的重要组成部分，综合自动化设备的稳定性和可靠性备受关注,综合自动化设备的大修周期为10-15年。如何在新旧设备更替过程中减少停电影响，完成平稳过渡是本文介绍重点。

1概况综述

1.1改造范围

牵引变电所内的各类保护盘柜一般包括主变保护测控盘、馈线保护测控盘、电容保护测控盘、通信处理盘和后台监控盘，此方案针对以上所有盘柜全部更换。

一次设备及二次电缆不进行更换，一次设备的端子箱内接线不做改动。既有系统的保护配置方案不变。

1.2不停电更换各盘柜的条件

京沪线牵引变电所内主变保护测控盘两面，一主一备互为冗余，改造时临时取消冗余保护功能，先更换备用变压器保护测控装置，然后将进线回路倒切至新盘柜，再更换另一个变压器保护测控装置。

所内每相馈线都有一个备用保护模块作为冗余，改造时增设一面馈线保护测控盘作为过渡，将一面盘上所有馈线倒至过渡盘上，以方便更换新盘柜。

1.3需要准备的设备

另需准备一面馈线保护过渡盘，4-6套断路器航空插头，一台试验用断路器。

2、不停电更换各盘柜的工作步骤

2.1第一阶段：小母线过渡

原综自盘柜的七条小母线水平排列布置在盘柜顶部，整根贯通将综自盘柜串在一起，由于原盘柜顶部七条小母线均为整根贯通安装在盘柜顶部，而本次进行综自设备更新改造需逐一对综自盘柜进行更换，所以必须先将小母线过渡，过渡完成后将原盘柜顶部的小母线退出运行并拆除。

并且，此种供电方式存在弊端，直流屏的2路直流电源通过综自盘的直流电源总开关后，合并接至同一端子排后引上到控制小母线，两路电源并列投入，位于同一保护盘内，改造时需要先对小母线过渡，当发生小母线故障或其他原因烧损综自模块时，将导致进线总开关跳闸，导致综自系统失电，保护失效。

为提高系统直流电源供电可靠性，新的综自盘柜按照分单元供电的方式，每面盘柜小母线独立，不与其他盘柜共用一根，且在盘柜顶部预留安装孔，方便安装拆卸。

小母线过渡效果图

2.2第二阶段：馈线保护测控设备改造

2.2.1馈线保护过渡盘柜的检查、试验准备

首先将馈线保护过渡盘柜放置到位，做好盘体接地后将图3中直流盘、交流盘、电容盘上的引出线接于过渡盘柜上，过渡盘柜通电，查看设备状态；第二，输入既有的保护定值；第三，对过渡盘柜内设备进行单体测试，测试项目包括交流回路、遥信回路、出口回路、保护试验等内容，而后接入后台；最后连接临时航空插头保护设备侧各端子，通过盘控和保护试验等方法验证过渡盘接线及临时航空插头接线正确无误，过渡盘上所有临时航空插头连接线均测试完成，确认无误后即可准备倒切。

2.2.2旧馈线保护测控设备退出运行

以211断路器为例介绍：首先，将211断路器倒闸至21B断路器；然后，将211断路器拉出网栅外，拆除原航空插头和断路器本体的连接，将临时航空插头安装在211断路器上（即将211断路器接入过渡盘柜）如图4，立即进行保护试验，验证断路器保护正常，将211断路器推至工作位，投入相应的保护；最后将21B断路器倒闸至211断路器。其余各馈线依次进行。

利用过渡盘倒接馈线

2.2.3新盘安装、倒接

第一步，B相保护测控盘过渡改造完成后，拆除原盘柜内接线做好绝缘措施，旧盘柜整体拆除，新盘就位、接线；第二步，新盘柜通电确认设备正常后，核对保护定值、将通信接入临时后台系统。第三步，将原航口插头与试验断路器连接，测试新盘柜接线正确无误；第四步，将过渡盘上各条馈线逐一倒切至新盘柜。

2.3第三阶段：主变保护测控盘改造

2.3.1改造前准备

首先，退出变电所备自投装置，第二，断开跨条及与备用变压器相关的隔离开关；第三断开与备用变压器相关的电压互感器二次保险，将高压侧流互、回流线流互、低压侧流互二次端子短封，既有短连片打开，如图5。第四，短封盘柜后两变压器间的闭锁关系节点。

2.3.2新旧主变保护测控盘倒接

第一步，拆除旧盘柜后的引线，旧盘柜整体移除，新盘柜安装就位，按图纸接线；第二步，将通信接入临时后台系统，对测量、控制、信号、保护等内容进行试验。需要注意，备自投装置试验前，确认主用主变保护测控盘备自投连片已断开，因无法带本体试验，只能通过测量备自投装置的开出量，确认备自投装置能正常触发即可；第三步，投入相应的压板（备自投装置暂不投入），设备处于热备状态。

两面主变保护测控盘全部更换完毕后，利用天窗点对备自投装置进行试验。

2.4第四阶段：电容保护测控盘改造

2.4.1改造前准备

将对应电容的断路器退出运行，并将断路器小车拉至设备网栅外。断开原电容保护装置的电源、和对应断路器的控制电源。

2.4.2改造过程简介

断开原盘柜所有电源及和其他盘柜的连接线，拆除原盘柜外侧各条电缆，并做好标记和绝缘。

将盘柜整体拆除，搬运至现场指定地点；将新的电容保护测控盘放置到原有位置，调整好平衡，固定牢固，盘柜接地连接完好，按照新图恢复接线。新盘柜通电确认设备正常。

2.4.3改造完成后的试验

改造完成后，与新后台进行调试，对开关进行盘控及传动试验；并对装置的信号、交流量、保护等内容进行试验；试验开关间的闭锁关系是否正确；尤其核对27.5kV电压母线，试验自动切换功能，电容保护测控盘改造完成。

2.5第五阶段：通信盘、后台监控盘改造

2.5.1改造前准备

利用新通信处理盘作为临时后台，在调度台建立新的界面实施监控，在馈线及主变的保护装置改造过程中，将旧的保护装置通信线从旧的通信盘拆除，新的保护装置接入新通信盘运行。

2.5.2新旧通信盘、后台监控盘倒接

首先，为避免误动，将所内开关的操作方式打至当地位。第二步，拆除旧通信处理盘后接线，旧盘柜整体移除；第三步，暂时断开临时后台的连接线，将新通信处理盘柜安装到位，将控制母线、交流电源、通信线缆等引接至新通信处理盘，查看信号显示、开关位置及电压、电流数据显示正常。第四步，向供电调度申请，将所内通信接至调度端，与供电调度共同确认所内及调度端信号一致且正常。第五步，将所内操作方式打至“远方”位。

2.5.3设备监控测试

馈线设备的监控，供电调度利用倒闸操作进行开关远动操作试验，确认遥控、遥信等状态良好；系统设备的监控，需利用天窗点，对系统设备的监控进行试验，确认遥控、遥信等状态良好。

3结语

随着科技的进步、智能牵引变电所技术的研究推广，综合自动化设备更新项目将越来越多，然而，对于电气化铁路，不停电更换综合自动化设备，将大大减小天窗点对施工的束缚，本文提出的施工方法对以后自动化改造工程有积极的参考意义。

参考文献:

[1]中华人民共和国铁道部.牵引变电所运行检修规程.中国铁道出版社，2000年3月第30页.

[2]刘高原，季子孟，朱俊杰.一种不停电更换自动化总控单元的施工方案介绍.工程技术（全文版），2016年第12月13卷.

[3]TB10009-2006铁路电力牵引供电设计规范[S].北京:中国铁道出版社,2016.