電氣化鐵路牽引變電所電氣設(shè)備安裝調(diào)試方法

樊群茂

（中鐵十九局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司，北京 100076）

0 引言

電氣化鐵路的電力機(jī)車需要穩(wěn)定可靠的運(yùn)行電源，在鐵路沿線設(shè)置有許多牽引變電所，其配備的大量電氣設(shè)備能夠把高壓電能轉(zhuǎn)變?yōu)楸ＷC動(dòng)車運(yùn)行的低壓電能。如果不存在牽引變電所，電力機(jī)車將失去運(yùn)行動(dòng)力，無法正常運(yùn)行，而變電所中電氣設(shè)備的安裝和調(diào)試則是保證變電所穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。以下簡要介紹電氣化鐵路中牽引變電所的設(shè)備組成和變電所分類，詳細(xì)介紹其中設(shè)備的調(diào)試與安裝流程方法，結(jié)合這些流程提出在電氣設(shè)備中的各部件監(jiān)測要點(diǎn)。

1 牽引變電所簡介

電氣化鐵路會(huì)在沿線設(shè)置許多的牽引變電所，一般相距40 km 左右，特別是當(dāng)鐵路線路太長時(shí)，就會(huì)將一些高壓線路分段，在每250 km 左右設(shè)有支柱牽引變電所，由該變電所把高壓電網(wǎng)輸送來的電能通過它的母線和輸電線分配給其他中間變電所，利用這種方式滿足長途鐵路的運(yùn)輸。

牽引變電所的設(shè)備組成包括變壓器、隔離開關(guān)和自動(dòng)控制系統(tǒng)等。變壓器是整個(gè)變電所最重要的部分，稱作主變壓器或降壓變壓器，容量可達(dá)1×107VA 以上，是整個(gè)牽引變電所設(shè)備的核心；主斷路器用來斷開電路；隔離開關(guān)則保證電路的安全，并且能夠滿足檢修的需要；自動(dòng)斷電保護(hù)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)運(yùn)行，能夠自行保護(hù)電路的運(yùn)行。

牽引變電所分為直流式和交流式兩種類型。直流式變電所把區(qū)域電網(wǎng)的高壓電能進(jìn)行降壓處理，轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足電氣化鐵路運(yùn)行的DC 1500 V 電能。交流式變電所根據(jù)主體變壓器中的繞組接線差異，分為單相、三相和三相—兩相式：①單相式能夠充分利用變壓器容量，但需要配套專用變壓器，還會(huì)影響三相的系統(tǒng)平衡；②三相式能夠使變壓器的副邊始終保持在三相狀態(tài)下，兼顧變電所和其他地方的電能需求，但不能充分利用變壓器容量；③三相—兩相式的變電所，其變壓器連接高壓線母線共用端連接軌道，副邊用兩相方式連接，另外的兩端和供電分區(qū)連接，結(jié)合了三相和單相的優(yōu)勢，在一定程度上實(shí)現(xiàn)單相和三相的互補(bǔ)。

2 電氣設(shè)備的安裝和調(diào)試

2.1 變壓器的安裝和調(diào)試

2.1.1 安裝前的準(zhǔn)備和檢查

安裝變壓器前需要熟悉變壓器相關(guān)的技術(shù)參數(shù)和資料，技術(shù)人員根據(jù)變壓器廠家的安裝要求確定安裝標(biāo)準(zhǔn)和方法，進(jìn)行安全性和技術(shù)性交底，施工人員提前準(zhǔn)備安裝所需的機(jī)器設(shè)備和測試儀表等。對變壓器進(jìn)行安全性檢查，確認(rèn)出廠合格證書、相關(guān)技術(shù)文件、型號和規(guī)格等，檢查變壓器外觀是否有破損、是否符合設(shè)計(jì)要求，重點(diǎn)檢查是否存在漏油現(xiàn)象。對需要充氮?dú)獾倪@類變壓器，要注意配備檢測和補(bǔ)充的設(shè)備，在運(yùn)輸過程中保證其正壓要求。

2.1.2 運(yùn)行前送電調(diào)試檢查

送電前的調(diào)試檢查一定要嚴(yán)格按照規(guī)定的對接實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，保證符合技術(shù)要求、實(shí)驗(yàn)參數(shù)合格，保證變壓器一次引線與二次引線的相位和相色正確，保證絕緣功能良好，可靠接地，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。

2.1.3 送電調(diào)試的運(yùn)行

（1）變壓器空載投入沖擊實(shí)驗(yàn)。變壓器投入時(shí)不能帶負(fù)荷，負(fù)荷側(cè)的隔離開關(guān)一定要處在分位。新安裝的變壓器按照技術(shù)要求進(jìn)行全電壓的5 次沖擊試驗(yàn)，每次試驗(yàn)時(shí)注意觀察沖擊電流、空載電流和變壓器溫度等，詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)完成后空載運(yùn)行48 h，在保證沒有任何異常的情況下再進(jìn)行帶負(fù)荷運(yùn)行。

（2）空載運(yùn)行的檢查方式。變壓器空載運(yùn)行時(shí)主要依靠聽音檢測，“嗡嗡嗡”的聲音表明是正常狀態(tài)；如果異常時(shí)的聲音較大并且均勻，可能是外加的電壓太高所致；如果聲音非常大并且雜亂，可能鐵芯出現(xiàn)松動(dòng)；如果聲音類似“滋滋滋”的放電聲，表明是鐵芯部與套管之間有閃絡(luò)；如果聲音像爆裂一樣，可能是鐵芯部被擊穿了。

2.2 開關(guān)柜的安裝和調(diào)試

我國牽引供電大多采用分散設(shè)備在戶外進(jìn)行布置的方式，牽引變電所供電主要采用AIS 開關(guān)柜和GIS 開關(guān)柜兩種方式，開關(guān)柜的形式是把母線、斷路器、隔離開關(guān)和保護(hù)裝置等設(shè)備集合在一個(gè)封閉的金屬柜子里，充入絕緣氣體以保證正常工作。安裝開關(guān)柜一定按照安裝要求進(jìn)行，在最終固定前進(jìn)行檢查，檢查開關(guān)柜的垂直程度、平行程度和柜面之間的間隙是否符合安裝要求，再把開關(guān)柜固定在槽鋼上保證不會(huì)松動(dòng)、掉落。主母線在進(jìn)行安裝時(shí)，一定要打開主母線室頂部的蓋子；安裝電纜線的時(shí)候，一定先做好電纜頭，將其固定在電纜架上。在安裝時(shí)保證電氣設(shè)備的接觸面平整，保證連接處連接穩(wěn)固，要不斷進(jìn)行檢查和試驗(yàn)，保證安全運(yùn)行。

2.3 電氣設(shè)備的調(diào)試和檢驗(yàn)

在設(shè)備安裝的過程中，要避免出現(xiàn)錯(cuò)誤接線的情況，嚴(yán)格按照接線規(guī)則接線，確保安裝和運(yùn)行的安全。在制作保護(hù)屏上的電纜頭時(shí)，一定要避免損傷到電纜的絕緣層，預(yù)防漏電，根據(jù)資料對開關(guān)柜內(nèi)的各種元件電器進(jìn)行規(guī)格和型號的檢查，保證符合要求。還要保證母線的連接點(diǎn)接觸良好、連接穩(wěn)固。

以手動(dòng)方法檢查斷路器和隔離開關(guān)等裝置，保證隔離開關(guān)等設(shè)備滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。保證操作的正確性、靈活和可靠性。在進(jìn)行調(diào)試時(shí)，一定要保證開關(guān)柜中的各個(gè)零件都能夠正常運(yùn)行。

電氣設(shè)備在調(diào)試的過程中，主要注意對牽引變壓器保護(hù)、制動(dòng)電流、速斷電流保護(hù)和電壓保護(hù)等的調(diào)試，調(diào)試工作一定要在電氣設(shè)備正式運(yùn)行前開展。在進(jìn)行調(diào)試工作前，要結(jié)合繼電保護(hù)等試驗(yàn)的結(jié)果，保證遙測和遙信的接線信息正確無誤，要保證保護(hù)回路的設(shè)備能夠正常運(yùn)作。在調(diào)試完成以后再進(jìn)行聯(lián)合試驗(yàn)，通過試驗(yàn)工作來保證電氣設(shè)備和元件都能夠正常運(yùn)行之后，才能夠正式投入運(yùn)行。

3 牽引變電所中電氣設(shè)備的安裝注意事項(xiàng)及監(jiān)測要點(diǎn)

3.1 安裝注意事項(xiàng)

（1）變壓器的安裝。變壓器安裝過程中，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范和工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝，做到每一步驟都有據(jù)可依。對安裝的工作人員提出要求，保證施工人員能夠有比較良好的職業(yè)技能和綜合素質(zhì)水平，保證安裝工作能夠順利開展。變壓器要經(jīng)常清理，擦拭干凈，頂部不能有雜物，本體和附件一定要完整，要保證不會(huì)滲油。油浸式的變壓器，其系統(tǒng)的油門一定要拉開，保證油標(biāo)正常，這類變壓器的電壓切換裝置和干式變壓器的分接頭裝置的位置，要放置在正常的電壓檔處。保護(hù)裝置的整定值要符合設(shè)計(jì)要求，保證操作和聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)?zāi)軌蛘＿\(yùn)行。以某地鐵的接線圖為例，說明線路接線（圖1）。

圖1 地鐵線的接線

（2）開關(guān)柜的安裝。開關(guān)柜要按照安裝規(guī)則進(jìn)行安裝，要保證柜內(nèi)其他裝置與開關(guān)柜的接觸良好，沒有縫隙，保證能夠順利運(yùn)行。按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，保證正確性。

3.2 電氣設(shè)備的監(jiān)測要點(diǎn)

（1）監(jiān)測電壓。檢測牽引變電所內(nèi)的三相電壓參數(shù)，為其他監(jiān)測單元提供詳細(xì)的參數(shù)，提高電壓監(jiān)測的準(zhǔn)確性。

（2）監(jiān)測變壓器。監(jiān)測等值電容和末屏電流、鐵芯的接地電流等的電容參數(shù)，能夠?qū)ψ儔浩鞯牡蛪汉透邏哼M(jìn)行很好的監(jiān)測和控制，并且隨時(shí)掌握變壓器的絕緣能力。

（3）監(jiān)測斷路器。斷路器一般使用真空少油或SF6 等類型，在進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，通過檢測其運(yùn)行數(shù)據(jù)來監(jiān)測動(dòng)作電流的最大流通時(shí)間，利用開斷電流來監(jiān)測斷路器的機(jī)械屬性，保證其機(jī)械特性，平穩(wěn)安全地運(yùn)行。

（4）監(jiān)測氧化避雷器。監(jiān)測母線電壓傳來的信號和避雷器電流中所傳來的信號，比較之間的差異，以此實(shí)現(xiàn)對氧化避雷器的監(jiān)測，不僅僅能夠有效分析阻性電流，還能監(jiān)測避雷器的狀態(tài)。

（5）監(jiān)測互感器。牽引變電所中的互感器主要有電流互感器與電壓互感器兩種，都是通過電流、電壓信號中相位之間的差異進(jìn)行工作的，監(jiān)測互感器的末端電流和介質(zhì)損耗參數(shù)，能夠反映出互感器的整體絕緣效果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的絕緣問題。

4 結(jié)語

在安裝牽引變電所中的電氣設(shè)備時(shí)，要熟悉設(shè)備的安裝資料、安裝要求，嚴(yán)格按照安裝圖和接線圖進(jìn)行安裝、調(diào)試，注意安裝事項(xiàng)，滿足安裝和調(diào)試要求，要求工作人員有過硬的專業(yè)素養(yǎng)和技術(shù)水平，以提高設(shè)備的安全性與可靠性，不斷優(yōu)化安裝和調(diào)試的方法，保證能夠?qū)崿F(xiàn)變電所功能，保證鐵路正常運(yùn)行。