基于铁路10kV变配电所大修改造的设计重点与难点分析

基于铁路10kV变配电所大修改造的设计重点与难点分析

洪德宇

中铁工程设计咨询集团有限公司郑州设计院，河南 郑州 450001

摘要铁路10kV变配电所由于自然灾害和年久失修等原因，造成对铁路负荷供电不稳定，安全性和可靠性降低。本文基于铁路10kV安阳变配电所水害复旧项目，对铁路10kV安阳变配电所在改造过程中涉及的电缆路径优化、配电所电气设备平面布局、改造作业过程中的不间断供电、和改造后的铁路电力倒接问题进行重点分析。

关键词：铁路变配电所；平面布局；不间断供电；电力倒接

0引言

铁路10kV变配电所是铁路电力系统的重要组成部分，包含外部电源进线部分、高压进出线部分和低压出线部分，主要承担铁路沿线通信、信号、站房、动力照明的供电，位于铁路沿线上每隔40到60km的位置，为铁路车站及沿线区间负荷提供电力供应，对供电的可靠性和灵活性要求较高，对保障列车的行车安全起到重要作用。

1既有铁路变配电所概况

安阳变配电所由两路10kV电源供电，两路电源分别取自“东受电源”和“西受电源”，主母线分段运行，母联备用自投，担负着京广线磁县-安阳-淇县间贯通、自闭及沿线各地区生产生活供电。

安阳变配电所所在地势较低，所内的高压设备、微机保护和交直流设备在本身均已达到大修改造年限的情况下，受7月21日暴雨及泄洪影响，又被水浸泡，室内进水达1米（已漫过高压开关），导致整所退出运行，严重影响了京广线及安阳地区铁路供电秩序和供电安全。

2铁路变配电所不间断供电

铁路10kV变配电所在全所改造作业过程中，考虑到既有设备的拆装难度大，天窗点少，停电时间有限，施工周期长，环境因素干扰，而电力供应又是铁路行车安全中的重中之重，因此必须保证供电不中断，为了克服上述问题，如图1所示，我们设计采用一进四出的移动式配电所保证施工和不间断供电两不误。

图1移动式配电所不间断供电图

在停电计划确定、隔离开关在分位并加锁、挂警示牌和接地封线等安全保护措施准备完成后，首先，从“西受电源”杆引出一条高压电缆到电源联络杆，从电源联络杆引出两条电缆，其中一条高压电缆引至移动式配电所，另一条引至“东受电源”杆；然后，从移动式配电所引出一条电缆送往贯通联络电杆，从贯通联络杆引出两条电缆，一条引至北贯通，一条引至南贯通，从移动式配电所引出一条电缆引至自闭联络电杆，从自闭联络杆引出两条电缆，一条引至北自闭，一条引至南自闭；最后，从移动式配电所引出一条电缆引至养路、地区一和北信，从“东受电源”杆引出一条电缆引至地区二，移动式配电所送电投入运行。

    过渡使用的交流电源及直流电源引入移动式配电所后，需要对移动式配电所电源柜、母互柜、馈出柜、贯通柜、自闭柜各保护装置及开关进行“遥控、遥测、遥信”等调试和完成相关电气试验。

3铁路变配电所设备布局设计

变配电所设备布局也是铁路10kV变配电所改造设计中的一个难点，所内馈线电杆的位置、电缆路径、设备进线管洞的预留等规划要有针对性，避免在设备布局规划方面影响系统的运行和成本的增加。

由于安阳变配电所受年限和暴雨影响，再结合地形、地貌和电源接入点距离等特点，在设计中对室内外电缆沟、高压电缆进出线、高压设备位置和所内出线电杆位置进行了优化调整。高压进线从安阳变配电所院前引入，高压出线从院后引出上馈线杆，为二进八出的形式，改造设计前高压室内设备有26面，改造设计前高压室内设备增加到34面，进一步的保证了供电质量，改造设计前变配电所院内馈线电杆分布于院前和院后，检修分散，改造设计后变配电所院内馈线电杆集中布置在院后，便于检修和维护。

4铁路变配电所电力倒接

4.1“东受电源”倒接

利用停电计划，断开移动式配电所内电源，将移动式配电所退出运行，进行铁路变配电所“东受电源”及贯通侧高压柜、电缆倒接。

“东受电源”及贯通侧高压柜、电缆倒接。驻站联络员前往安阳站信号楼确认电源，进行运通登记，投入第三路电源（或应急发电机组）；地区二、北信、南贯通、北贯通负载停用，断开移动配电所贯通柜3#、北信柜1#的断路器，摇出北信(1#柜)、贯通（3#柜）开关小车，挂禁止合闸警示牌；断开东受电源回路2#、局界至安阳北贯通线路101#、安阳至宝莲寺南贯通线路4#、北信线路15#隔离开关，确认电源联络和贯通联络隔离开关在分位；在东受电源3#、地区二移动配电所到幼儿园中间电缆接头处及车站办公楼变进线处、移动配电所贯通柜、北信柜、局界至安阳贯通102#、安阳至宝莲寺2#、北信线路11#、电源联络开关与东受配电所侧验电并挂接地封线；在东受电源2#、移动配电所贯通柜、北信柜、局界至安阳贯通101#、安阳至宝莲寺4#、北信线路15#、电源联络、贯通联络处加锁并悬挂禁止合闸牌，在移动配电所北信柜、贯通柜挂已接地牌。

4.2“西受电源”倒接

“东受电源”线路，为移动式配电所和安阳电力工区办公供电，影响范围广，因此在“东受电源”倒接完成的情况下，对“西受电源”及自闭侧高压柜、电缆倒接。驻站联络员前往安阳站信号楼确认电源，前往安阳驼峰信号楼确认电源，进行运通登记，投入第三路电源（或应急发电机组）；

地区一、养路、北自闭、南自闭负载侧停用；断开移动配电所自闭柜4#、电源出线柜2#的断路器，摇出自闭(4#柜)、电源出线（2#柜）开关小车、断开局界至安阳自闭线路103#、安阳至宝莲寺自闭线路4#、宝莲寺至汤阴养路13#、地区一3#隔离开关；确认刘家庄变电站西受电源回路已停运、采取安全措施；在移动配电所自闭柜、养路/地区一柜、局界至安阳自闭104#、安阳至宝莲寺2#、安阳至宝莲寺养路线路2#、地区一2#处验电并挂接地封线；拆下西受电源2XS3#、北自闭3BZ3、南自闭3NZ3、地区一2DA3、养路5YL3馈出线路电缆，重新制作电缆头，把配电所西受电源柜、北自闭柜、南自闭柜、地区一柜、养路柜正式电缆接入配电所院内新立电杆；完成新设高压开关柜、出口隔离正常投运供电；供电车间负责核对相位。

5总结

铁路10kV变配电所合理的改造设计是非常重要的，对于铁路配电建设和保障列车的行车安全起到重要作用。本文改造设计的重点如下：

高压设备布局的设计优化调整和馈线电杆优化设计在院内同一区域，使馈出线路更加清晰，避免了检修人员分散检修。

通过设计使用移动式配电所进行过渡供电，在施工完成后，设计移动式配电所电源倒接到变配电所，成功的解决了不间断供电的要求，并对类似既有铁路10 kV变配电所的改造设计具有积极的借鉴和指导作用。