浅谈10kV及以下配网在铁路的运维和管理

马辉

摘 要：徐沛铁路电力配网系统是大屯煤电公司煤炭铁路外运的运输生产的重要能源，其10kV及以下配网系统担负着徐沛铁路指挥系统、运行系统、牵引系统以及其他多项铁路运行工作的供电任务，它就像铁路线的大动脉，为铁路的安全运行保驾护航。可靠的供电系统对提高铁路的运输效率及行车安全至关重要。徐沛铁路管理处电力配网系统较之全大屯煤电公司供电网络，存在管内线路长，电压低的特点，且线路用电单位均为一级负荷，对用电可靠性要求较高。10kV及其以下的配网容易在运行的过程当中发生故障，因此对其进行检修以及相关的管理进行思考显得尤为的重要。为提高供、用电可靠性，我处供电部门采取合理配制保护器件，完善用电制度等措施，有效的提高了供、用电可靠性。本文就这些措施进行一些探讨，以达到共同提高的目的。

关键词：铁路电力；配网运行；10kV；可靠性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.144

配网指的是电力系统中的运输和配送电力的过程中所对电力进行配置。而在10kV及其以下的配网运行的过程当中，由于其具有覆盖面比较广并且其质量分配不均匀的特点，因此容易受到多方面的影响，而铁路电力系统又区别于其他电力系统，它的负荷不像其他电力系统那样是一个区域，或者说是一个面。它的负荷贯穿在一条铁路线上，就像铁路系统的大动脉，担负着指挥、运行、牵引等多个系统的供电任务，为铁路的安全运输保驾护航。而使其运行中的线路受到损坏，从面影响网的运行效果。因此当配网运行发生故障时，对相应维修措施以及管理方案的探讨最得尤为重要，因此本文对10kV及以下配网运维检修与管理的方法进行了思考。

徐沛铁路管理处为央企中煤集团自营铁路，是隶属于上海大屯能源股份有限公司的二级运输企业，成立于上世纪70年代，管内拥有自营铁路线路共近200余千米，覆盖于大屯煤电公司全境。它一直担负着大屯矿区煤炭外部运输的重任，40多年来，为大屯矿区的繁荣与发展做出了重大贡献！徐沛铁路处电务段10kV及以下配网系统是目前大屯煤电公司电力供电线路最长的单位，高压供电线路伴随铁路线路也达到100余公里，沿铁路线分布拥有高压架空线路65公里，（途经沛县、张寨、崔寨、湾集、郑集、刘集六站，与国铁沙塘站接轨，按线路走向方位简称南线）。为保证用户取得高质量的电能及保证可靠性，一直在设法优化电网，并取得了一定的成绩。但持续停电、短暂停电及电压下降的情况依然时有发生，且多是电力系统故障引起的，本文结合本单位维修实际情况简要介绍减少电力系统故障影响的措施。

1 建立完善的管理体系

可靠性指标是一项综合性指标，它反映了供电企业管理水平的高低，同时也直接影响着企业的经济效益。我段变配电检修工区制定了下列措施。

（1）建立健全可靠性管理的资料、档案；使可靠性管理规范化和标准化。

（2）变电所每月认真及时、准确地进行可靠性统计工作，按要求上报。

（3）工区定期检查分析可靠性指标完成情况，并按季由专责人写出可靠性分析总结，及时向上级反映和研究存在的问题。

2 提高设备健康水平，降低故障率

（1）合理配置保护器件，采用新产品，提高设备的运行可靠性。 徐沛铁路管理处管内高压线路众多，最长距离的AH7南线线路达到60余公里。显然在大屯公司选煤厂35kV变电站直供的供电电压（6kV）条件下无法满足供电距离要求，且线路用电单位均为一级负荷，对用电可靠性要求较高。因此我供电部门在沛屯供电站设置升压装置将6kV电压提高到10kV，已基本解决长距离供电要求，又在线路末段刘集站设置第二电源，各站用电地点安装UPS电池供电系统。我单位在2014年采用了山东烟台东方电子公司的电力远程控制系统，新建电力调度中心主站系统1座，将南线10kV高压配电系统十多个配电点和刘集、沛屯变电所两个综自站纳入电力远动监控系统中（包括各车站、道口电力远动终端动接入）。新建徐沛电力调度中心主站系统设网络交换机、前置机、数据库服务器、磁盘阵列、调度工作站、WEB服务器、投影仪、UPS电源、机柜、通讯设备以及若干复视工作站等设备。远方增设监控终端装置（FTU/DTU）、柱上高压断路器、桿上PT、低压总开关箱、柱上接线箱和若干线缆。南线10kV高压系统为两端供电，线路正常运行状态是以沛屯变电所为主供电源，刘集变电所为备用电源，在沛屯变电所和刘集变电所之间的线路中安装28台柱上真空断路器，并配套监控终端实现远程监控，分段开关、微机保护等优良产品来提高设备运行的可靠性。事实证明，采用优质的设备大大减少了停电机会，减少了因设备原因而造成的停电次数，有效地提高了运行可靠性。

沛屯变电所建立先进的SCADA/EMS电力自动化主站系统，对南线配电网进行监视和控制，使运行人员随时掌握配电系统的状态（如系统的构成、开关的开合、负荷大小、事故发生的情形等），可迅速处理用户和系统的一切反应，在故障（接地、短路、缺相等）情况下，能快速地进行故障检测、判断、定位、隔离故障区段，恢复非故障线路的供电，减少停电范围与时间，提高供电可靠性。电力远程监控系统的远动功能，又称SCADA功能：能够满足“三遥”基本功能，完成基本远动功能的上传包括各车站开关的遥信、遥测和遥控。首先，遥控操作方式有：单独控制、自动控制、手动置位操作。无论何种方式，对同一个被控终端而言，在同一时间只允许一个调度员工作站对其具有控制权，而同一台的另一个调度员工作站的控制权自动取消。两调度员工作站能很方便地进行控制权的转换，并自动实现控制权互锁，只有具有控制权的调度员工作站才能完成遥控操作。且遥控操作具有口令和要限双重保护，既可防止非法用户操作，又能防止用户误操作。其次，遥信具有监视功能，接收来自各个远控终端装置的遥信信号显示、记录在控制中心，实现集中监视各站点的运行状态。对供电系统及供电设备运行状态的进行监视，异常状态下非紧急故障的信息内容及发生事故后的紧急故障的信息内容发出警报。再次，遥测主要是对铁路南线各配电室进线、母线相线电压、电流（进线、馈线）及过负荷发生时间和持续时间等直接进行交流采样，通过A/D及处理后送至控制中心处理。

分段管理功能能够遥控分段开关，人工隔离故障区间，根据站端设备上传的故障数据实现自动判断和迅速隔离故障区段，恢复正常线路供电，以减少人工遥控隔离故障时，合闸至故障线路对电力设备的冲击。

我段在铁路南线AH7线路上采用了新型ZW20A-12/G型高压真空开关，该开关自带隔离刀闸，与开关本体有机械闭锁，便于线路分段，故障查找，维修操作人员的人身安全较以往也有了更好的安全保障。同时引进了WT-07氧化锌避雷器现场无线测试仪，解决了原避雷器测试过程中，需将被测线路或设备停电，再进行避雷器拆除测试，费时费工，效率低下，停电范围大，影响正常行车及生产。推广使用该产品后，可以在线路不停电测试，且测试快速准确，减少了职工的劳动强度，保证了人身安全，提高了工作效率。在节能技改中引进了S11系列变压器，将原运行中的S9以下系列，高耗能产品全部进行了更换，降低了电能损耗，提高了电网的功率因数，同时也提高了整个供电系统的质量。在变配电技改项目中，将沛屯及刘集两重要变电所先后进行了综自系统改造，新更换的KYN28A-12型铠装高压开关柜具备了“五防”功能及“四遥”功能，所有保护及电能数据均由微机自动进行分析和监测。通过改造，设备的稳定性及运行值班人员的人身安全性都较以往有了很大的提高。引进了GCS低压开关柜（全密封式）取代了原GGD型开关柜（裸露式），电度表全部采用了DTS881新型表具，电度表具有RS485通信功能。低压开关柜总开关采用CM2智能型万能断路器，产品性能高，保护完善可靠，同时开关具有RS485通信功能，为下一步全处电表实行集控抄表提供了设备硬件条件。

维修案例：2010年5月16日，AH7南线架空线路42KM+385处，因跨越的地方高压线路断线，导致我AH7线路A、B相相间短路，造成B相导线烧断。临近故障点，AH7线路同时跨越2处农用高压供电线路，由于农忙期间，农用电无法停电，至使该线路短期内不能修复。对此情况我供電部门及时投用第二电源，采取两段供电的办法，保证了各车站的生产用电，确保了行车安全。因在南线AH7线路上安装了真空开关和分段开关，确保了两段供电的办法得到及时的实施，减少了故障用电单位的影响。

（2）认真做好运行维护工作，提高设备健康水平。电力系统的各种电气设备，输配电线路以及保护和自动装置，都有可能因发生故障而影响系统的正常运行和对用户的正常供电。提高设备的健康水平，做好预防工作和事故预想是保证设备安全运行，减少设备故障的有效方法。运行人员加强巡视维护质量，可以及时发现或消除设备隐患，提高供电可靠性。

在10kV及其以下的配电运行的过程当中，经常容易发生的故障为线路短路和接地故障。造成线路短路和接地的原因大部分是受到外界环境因素的影响。由于配网系统大都暴露在没有遮挡的外部环境当中，因此树木的碰撞会使配网运行的线路遭到破坏从而出现线路短路的现象，线路短路的发生所造成的结果往往比较严重。针对这一情况，徐沛铁路处电务段每年都会在春季开展一次集中清理输电线路树障的工作。利用一周的时间，全面清理线路下超高树障工作，切实保证辖区内的选17和选18两条进线线路在天气恶劣的环境下安全可靠运行，消除辖区内线路和人身安全隐患。

为切实解决树障难问题，我段成立了清除“树障”工作小组，对线路下存在的树障难题进行了专题讨论，重新梳理树障台账，对已到期清理的树木，根据轻重缓急制定了清理工作计划。电力外线工区在对配置的油锯、高枝剪等砍树工具进行全面修理维护的同时，严格树障责任段制，做到每个巡视区段都有相应的巡视责任人。我段积极与地方政府、村委会联系，取得当地群众对树障清理工作的理解与支持，同时加强供电设施保护和安全供用电宣传力度，发放电力设施保护宣传资料、张贴图片及通告、悬挂标语，使当地百姓了解线路障碍对人身和财产的危害，保证了树障清理工作的有序进行。

由于配网运行的工作具有长期性的特点，在长期使用的过程当中其运行的线路会出现老化或者是断裂的问题，如果不进行及时的检査以及巡视，则很容易因为线路的老化以及断裂的问趔而引发配网运行的故障。因此在10kV及其以下配网运行的过程当中，要做好相关的检查以及巡视的工作，特别是在雷雨天容易对电路造成影响的环境下，更加要注意对配网线路进行检查，对于老化以及断裂的线路要进行及时更换以及处理。

3 降低故障率的规划

减少故障的最好方法是要把减少故障的措施“制度化”起来。在弄清楚大多数普通故障的原因后，要执行消除故障隐患的各项规划。主要有：

（1）要有良好的设计。

（2）现场的停电检查能帮助发现薄弱环节，减少故障率。

（3）要加强工程检查，确保工程队规范施工，增强责任心。

（4）对故障回路重复检查。故障能在某些回路集结，并倾向于在同一位置重复发生，其原因可能是该回路施工质量差，有严重的树木危害或由重复故障引起的一些不良结构。对故障回路重复检查可找出大多数的故障隐患并避免重复故障。此外，我段还进一步加大对现场隐患排查，加强线路巡视力度，特别是电网的薄弱环节、问题多发地带，以“全覆盖、严排查、急治理”要求做到提前检查，重点督查，一日发现问题立即记录并向上级汇报，坚决杜绝漏报、瞒报隐患情况。

（5）改进配电网。如更换陈旧的避雷器、架空线路及电缆、增加树木间隔、检查与更换电杆。对组立电线杆进行相关的维护在对组立电线杆进行相关的护时，要对电线杆的高度、位置以及掩埋的情祝进行准珶的把握。而在对电线杆的高度进行确立时则要考虑电线杆周围的树木高度情视，与树本的距离不能太过靠近，避免因为树木的触碰而发生线路短路的情況。

4 结束语

徐沛铁路的电网通过对采取合理配制保护器件，完善用电制度等措施，有效的提高了供、用电可靠性，为铁路处正常运输生产、行车安全提供了坚实的保障。

参考文献：

[1]曹阳.铁路电力远动技术[M].西安：西安交通大学出版社，2015.