既有铁路10KV配电所综合自动化改造重难点分析及对策

摘要：随着近几年铁路建设的不断发展，一些既有铁路为了提高使用效率需要进行电气化改造，作为配套的电力工程同步需要进行更新，本文结合宁西二线既有铁路改造，针对铁路供电枢纽的10KV配电所的综合自动化改造重难点进行分析，制定相应的对策。

关键词：铁路、配电所、综合自动化、电力、改造

中图分类号：F530文献标识码： A

前言：宁西既有铁路电力系统均为10年前施工，配电所及区间均为单电源供电模式，本次改造为增加一路10KV电源形成双电源，在增加所内高压柜的同时，将既有配电所的综合自动化系统（主要有微机保护柜、交直流柜、电度表柜、远动通信柜等）全部进行更换。由于既有线行车要求，在尽量短的时间内必须完成综合自动化安装、二次接线、试验、调试等工作，而在工作的同时必须保证保证行车的一级负荷不间断供电，以上要求同步满足都给改造工程带来很大施工难度和安全压力。本文以宁西铁路商城10KV配电所改造工程为例，主要针对综合自动化改造中需要注意的重难点进行分析并研究其对策。

一、改造范围及设备选型

1、改造范围

宁西铁路既有商城10KV配电所目前为人员24小时值班配电所，调度权限为信阳供电段，调度方式为电话调度，值班员通过调度指令进行所内高压设备的操作。该配电所为单电源单母线供电供电方式；改造增加高压设备后既有商城10kv配电所主接线为双电源单母线真空断路器分段，正常运行时，两路电源分别向两段母线同时供电，母联断路器断开；当任一路电源失电时，母联断路器自动投入，由另一路电源供电。贯通馈出线经调压器后向区间供电。

2、设备选型

商城10kv配电所改造新增高压开关柜13台，型号与既有保持一致采用XGN-10型固定式

高压开关柜，另增加调压器1台及更换改造既有电容柜、馈线柜电流互感器。

改造全所微机综合自动化系统装置，增加1面电度表柜、2面微机保护柜、1面远动柜、1面交流电源屏柜、1面直流电源屏柜，电度表柜及微机保护柜选用铁路常用的PK-10型。

3、综合自动化改造

本次改造配电所微机综合自动化装置控制保护采用数字继电器及微机综合自动化系统，各电气参数均能在微机综合自动化系统中显示，微机综合自动化系统需配置两套接地选线装置，并提供远动接口，系统采用冗余方式的双以太网传输网络，控制室配置一台后台机及服务器，继电保护及传输均由集中安装在微机保护柜上的智能化微保装置完成；交直流屏增设相应的模块设备已满足电力远动的监控需求，纳入远动系统；除此之外需改造配电所既有视频监控系统装置；从而实现全所微机自动化监控系统。

10KV配电所微机综合自动化系统构成示意图（见图一）。

二、改造前重点准备工作

1、前期调查

改造的前期调查主要集中在新设备预留空间及电缆、管线的通道预留情况，利用既有主体的房屋建筑，根据改造设备的要求进行改造既有配电所相关的沟槽管洞及基础等，整修不能满足配电所运行要求的其他房建设施（如图二、三为目前配电所相关情况）

图二：所内既有微机保护设备 图三：所内既有高压设备及新设备空间预

留及二次电缆沟预留情况

图一：10KV配电所微机综合自动化系统构成示意图

2.电源过渡方案

由于涉及既有线改造，改造过程中必须停电进行，为了保证改造施工过程中，铁路沿线

设备正常用电，本配电所退出运行进行改造时，由相邻配电所（潢川35/10配电所）进行跨所供电，以保障宁西铁路商城至局界段沿线铁路设备用电。具体方案为：设置一台满足跨所供电的户外隔离开关柜，商城配电所正常运行时，负荷开关合上，同时机械闭锁隔离开关禁止合闸，所内高压柜出线经负荷开关分别向贯通西和贯通南两路馈出；配电所退出运行时，负荷开关分闸，同时合上隔离开关，潢川配电所电源直通式直接向沿线贯通线进行供电。户外隔离开关柜主接线图（见图四）。

图四：配电所户外隔离高压开关柜主接线图

3、成立二次改造专项施工方案

微机保护设备定型，业主确定了中标厂家后，由设计提供二次接线设计图。当拿到设计图后必须进行施工图审查，与厂家原理图进行二次功能对比，避免缺项、漏项；同时完成二次改造专项施工方案，方案中重点控制施工的流程和主要停电施工阶段的安全措施，特别涉及到二次回来过渡过程的临时接线措施方案，必须详细编制，使方案优化到位。积极争取问题的及时落实和风险的有效规避。

三、综自改造主要步骤

商城配电所所内结构为控制室和高压室分开，控制柜和新增高压柜单独组屏；保护系统的硬件结构采用集中组屏方式分层分布式放置。新增高压开关柜并排平行与既有高压柜安装与高压室，微保屏则与交直流屏并排装在一起安装与控制室内。

综自改造主要步骤如下：

（1）新微机保护装置、电度表屏、交直流屏、控制台临时安装在控制室；将新装电度表屏、交直流屏与新微保屏间二次接线完成，进行调试好；

（2）新增高压柜柜间闭锁二次接线，及与新微机保护屏间的‘三遥’功能二线接线完成，并进行调试完毕。

（3）既有高压设备退出运行（此时线路跨所供电），将既有进线及计费柜、电源柜、所有变柜、母互柜、母隔柜进行改造施工；先将既有控制电缆进行拆除，从新微保屏敷设控制电缆至本次需改造的既有高压柜，二次接线完毕，并把相应的回路功能调试完成。恢复既有电源供电方式。

（4）既有高压设备退出运行（此时线路跨所供电），将既有电容柜、贯通调压器柜、联络柜、及母互柜进行改造施工；先将既有控制电缆进行拆除，从新微保屏敷设控制电缆至本次需改造的既有高压柜，二次接线完毕，并把相应的回路功能调试完成。恢复既有电源供电方式。

（5）既有高压设备退出运行（此时线路跨所供电），将既有剩余为改造的所有馈线柜进行改造施工；先将既有控制电缆进行拆除，从新微保屏敷设控制电缆至本次需改造的既有高压柜，二次接线完毕，并把相应的回路功能调试完成，恢复既有电源供电方式；

（6）拆除旧的继电保护屏和电度表屏、交直流屏，把新的综合自动化系统设备按图纸要求准确就位后，重新进按设计图要求进行调试完毕；

（7）启用第二路电源，电源一、电源二按设计要求的运行方式同时进行进行联调完毕；

（8）最后完成视频监控的调试以及与远方调度台间远动调试，全所综合自动化系统改造完成。

四、重难点及对策

1、二次回路的危险点分析及预控

毫无疑问配电所综合自动化改造最大且最易出线故障及发生危险的工序是二次回路的拆接线；做好该项工序是保障整个配电所改造过程顺利进行重要因素。在施工过程中主要从以下两方面进行严格把控：

1）安全措施方面

严格按照设计图纸进行功能实现，在挑线之前对电缆进行核对及编号，为保证安全，在挑线之前必须用万用测量，确定无压后，才进行挑线连接；挑线之后还应进行相应线芯的校核，并做好线头的绝缘处理。

在连接遥测信息功能回路时，往往由于安全措施不到位，极易造成PT短路、CT开路；在挑线之前应使用万用表和钳形表测量PT回路确认无电压、CT回路确认无电流；特别要注意CT回路串接设备顺序及回路情况，严格比对设计图要求，避免改造过程中搭错串接的严重问题。