浅谈移动高压室在变电所施工改造中的应用

文斯良 冯新伟 王凯 贾立胜

【摘要】通过北园变电所扩能施工改造，指出了施工方案采取均以安全最稳、影响最小、效益最大、周期最短优先，阐述了移动高压室在施工改造中的应用，对采用移动高压室的实施过程、现场应用、注意事项提出了建议。

【关键词】变电所；施工改造；移动高压室

引言

随着电气化铁路快速发展，大功率电力机车大量的普及应用，引起既有牵引变电所出现设备过负荷问题，为保证牵引变电所设备安全、稳定运行，既有牵引变电所需进行扩能改造，而在改造过程中通常要对变电所高压室进行改建、扩建，怎样安全可靠对既有设备进行供电无间断改造是施工主要问题。

在胶济客专线的既有牵引变电所改造中，北园牵引变电所高压室改造达到80%以上，所有硬母线均需更换，工程量大，施工难度高。现以北园牵引变电所改造施工为例，简述牵引变电所改造的施工特点及施工过渡方法。

1、概况

北园牵引变电所设有五条馈线，分别为济南上下行，黄台上下行及桑梓供电臂，为济南枢纽各车站供电，其主要供电的车站有济南站、济南东站、黄台站、北园站、泺口站等，是胶济线、胶济客线、京沪线、京沪高铁线连接的重要枢纽地带，在供电位置上起着极为重要的作用。此次北园扩能改造工程主要将变电所室外主变压器、电流互感器及高压室硬母线、穿墙套管、隔离开关、断路器进行更换，更换为容量大设备，其中硬母线更换为双铜质硬母线。变电所扩能改造后彻底解决变压器过负荷问题，提高供电能力，保障运输安全。如图1：

图1 北园变电所主接线图

2、方案选择

根据变电所高压室改造内容，若要进行设备更换须变电所进行停电，一般停电只能根据线路机车车空时间段进行停电，即“天窗”时间，而这种时段往往很短，一般一天之内最多只有1小时，北园变电所位于济南枢纽地区，其全所停电时间只有10分钟，若需延长必须扣下一定数量的车辆，方可进行停电施工。同时，高压室设备紧凑，空间小，已不是从人员数量上能解决的问题，并且有大量的停送电手续办理，安全措施布置工作进行，稍不注意，就可能发生人身伤害，作业延时等问题，就会造成事故，可见在“天窗”时间段内进行施工，其施工时间受到限制，而高压设备室改造工程量大，从而导致工程施工周期长、行车干扰大、供电安全无保障等问题。

对此，采用“天窗”时间段进行施工是不可行，若采用新建高压室虽然没有上述问题，但其工程造价将成倍增加，且浪费资源，唯有采用移动高压室代替原高压室的功能，实现牵引变电所的施工改造为首选方案。用移动高压室向接触网供电，既可保证牵引变电所的正常运行，又可将原高压设备退出运行进行停电改造；这种方式下施工效率高，施工周期短，施工人员安全有保障，对线路行车无影响，保证了铁路的正常运输。

3、移动高压室

移动高压室为户外、金属全封闭的开关设备，箱内由手车式真空断路器（含电流互感器）、手车式电压互感器、避雷器及微机馈线保护控制装置等部件组成，具有集成度高、可靠性强、占地面积小、运输方便、安装便捷等特点。如图2

图2-1 移动高压室正面

图2-2 移动高压室背面

移动高压室箱体侧面底部设有起吊用装置和自然进气、排气通道，具有良好的通风性，箱内设有空调可调节箱内温度，箱体设正常照明和采用应急灯的应急照明。每个间隔内的二次接线集中在保护测控盘上。高压电缆进出线采用27.5kV专用高压电缆，箱体背面预留有电缆过孔，进线为双支高压电缆，箱体底部设置安装固定高压电缆支架。移动高压室的工作电源均从即有牵引变电所控制室内交直流盘引出。

在即有变电所控制室内设有笔记本电脑后台，是通过后台可以监控移动高压室开关状态、各类报警及保护跳闸信息。移动高压室中的断路器可在控制室通过笔记本电脑实现远程控制，在移动高压室保护测控盘上实现盘控，在高压隔间处实现本地操作及应急操作。

4、过渡方案

北园变电所主变压器为三相V/V接线方式，主变低压侧出α相和β相，此次高压室改造需用两个移动高压室代替即有高压室α、β相设备，根据北园主接线图，两移动高压室最低配置一个2进4出和一个2进1出的设备。

利用全所停电“天窗”时间，将4条进线与1#B、2#B主变低压侧套管相连，5条馈线与移动高压相连，其中2进4出移动高压室进线接A相（20000KVA线圈），馈线接213济南上行、214济南下行、211黄台上行、212黄台下行供电臂；2进1出移动高压室进线接B相（10000KVA线圈），馈线接216桑梓供电臂。进线1#B、2#B同步接入，即1#B、2#B带移动高压室。如图3：

图3 移动高压室过渡主接线图

主变保护仍使用既有控制室内的主变保护装置，将两移动高压室内四台进线断路器的保护、控制、信号、测量回路，分别接入即有1#B、2#B主变保护装置中，其保护配置及定值与原来一致，投入差动速断、比率差动、过负荷、低电压过电流、失压保护、自投保护、瓦斯保护、温度保护、压力释放保护。

馈线保护使用移动高压室自带的保护装置，保护配置及定值与原来一致，投入电流速断、过电流、电流增量、阻抗保护、重合闸保护。

5、方案优化

经过多次现场实践和模拟演练，最为可靠、时间最短、施工安全最有保障的接线方案，整个过渡时间用时不到30分钟。

5.1进线接线

将1#B、2#B主变低压套管处的引线拆除，并将引线绑至门型架构爬梯上，通过预制的软母线与高压电缆相连，引入移动高压室，高压电缆固定在主变散热片上，如图4：

5.2馈线接线

移动高压通过高压电缆引出5条馈线，与馈线2112、2122、2132、2142、2162旁路隔开的负荷侧相连，同时将2111、2121、2131、2141、2161主隔开负荷侧的引线拆除，并將引线并至旁路隔开负荷侧引线上，用并钩线夹进行固定。如图5：

图4 移动高压室进线的连接

图5 馈线侧电缆连接

5.3控制室二次接线

在控制室将移动高压室中201、202、203、204断路器的二次接线与即有1#、2#主变保护测控盘相连。

6、注意事项

6.1若移动高压室的电流感互器变比与即有不一致，必须根据其变比变化情况重新计算保护定值。6.2两移高压室中的断路器，应为同一型号，这样在出现断路器故障时可迅速通过推拉断路器小车进行更换，快速处理设备故障。6.3移动高压室内所有设备必须按照电气交接试验进行，并进行空载24小时实验，以确保设备的可靠性。6.4主变送电前，退出其比率差动保护，待主变送电馈线带负荷后，观察其差动电流、制动电流及相位角的情况，确定电流感互器极性接线正确后，方可投入主变比率差动保护，防止保护误动。6.5高压电缆接入移动高压室时必须通过电缆支架固定，防止高压电缆受力，造成移动高压室内的触指移位，断路器接触不良。6.6高压电缆一端在移动高压定处统一通过护层保护器进行接地，另一端通过软铜编织线与接地螺栓进行连接，确保接地良好可靠。6.7由于高压电缆为单芯电缆，在固定高压电缆的抱箍必须非磁性物质，以防止涡流发热烧伤电缆。6.8在使用移动高压室过渡期间，应停止或减少接触网设备停电检修，防止移动高压室在操作过程中出现故障。

7、应用特点

7.1降低了对运输的影响。通过移动高压室的应用，使牵引变电所高压室改造只需要申请两次“天窗”点，即移动高压室投入和退出，将对运输的影响降到了最小化。7.2大大提高了施工安全系数。需改造的高压室完全脱离供电系统，施工作业人员从根本上杜绝了触电的伤害，极大的保障了施工人员的安全。7.3施工质量有保障。既有高压室不再受“天窗”时间限制后，施工人员可完全按照施工工艺进行设备的安装、调试，发现的设备缺陷可以立即处理，保障了设备施工质量。7.4施工效率大大提高。既有高压室退出后，施工单位可以全力组织人员对高压室設备进行更换，施工进度实现最大化，使过去的无期限施工变为几天就可完工。7.5施工效益可观。通过移动高压室代替即有高压室这种方案，不仅减少了人力物力，同时缩短了的工期，大大减少了过渡期投入的资金。

8、结束语

随着铁路运输能力逐步的提高，最大化减少对铁路运输的影响将成为施工方案中占据着决定性因素，为此，怎样保证安全最稳、影响最小、效益最大的施工方案，是施工的重中之重的任务，亦需要我们在不断摸索、实践中进行总结、创新。

参考文献

[1]陆燕荪，陆延昌.中国电气工程大典.第8卷，电力系统工程.北京：中国电力出版社，2009

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