高速铁路电力设备运行与维护

1高速铁路电力设备运行与维护本章重点介绍高铁与普速电力专业在运行、维护、安全管理的差异及特点。高速铁路采用高速、高密度、长编组的运输组织方式，高速铁路电力专业的运行、维护、安全管理等项工作与普速铁路相比有较大的不同，技术要求更高、设备更可靠、对安全管理更加严格。第一节高速铁路电力设备运行1.1.在电力运行方面，高铁与普速的不同之处由于高速铁路与普速铁路运输组织方式不同，高速铁路电力运行模式与普速铁路相比，在外部条件方面有较大不同，主要体现在以下几个方面：1、高速铁路线路实行全部封闭运行，列车开行时间内不允许任何人员进入线路及为线路提供服务的设备处所。2、严格贯彻行车不施工、施工不行车的方针。实行昼间行车、夜间检修的作业方式。3、遇有已影响行车或构成行车安全所必须紧急处置的故障，列车将停止运行，处理故障。非此类情况，应维持运行。4、所有变、配电所均为无人值班有人值守模式。在上述条件下，高速铁路与普速铁路电力运行有如下不同：1、统一由铁路局供电调度通过SCADA系统远程监控运行2普速铁路电力运行是以沿线设置的工区为主、调度为辅。主要依靠电力工区和配电所值班人员对运行设备进行巡视、检测、监视、记录。即使设置电力远动设备，也主要是为故障抢修和处理的辅助设施。高速铁路电力运行则是以铁路局供电调度为主、工区为辅。供电调度使用SCADA系统对全线电力设备进行远程、实时监测与控制，遇有设备故障则组织、指挥故障处理。沿线工区人员、值班人员必须听从调度命令从事各项上线作业，不得擅自进入设备所在处所，各项工作只有经过供电调度允许才能上线作业或进行故障抢修。高铁电力运行的这种模式，对供电调度员业务素质要求较高，供电调度员承担了普速铁路沿线所有电力工区人员、变配电所值班员的日常巡视、监控工作，在设备发生故障时，直接负责组织、指挥故障处理等工作，其承担的责任非常重要。为做好这项工作，供电调度员必须做到：一是熟悉电力系统运行方式，二是掌握高铁电力设备布局及工作原理，三是熟练使用SCADA系统，四具有较丰富的现场经验，五是全面掌握故障抢修预案并实施，六是具备较高的分析判断、组织协调、决策指挥能力。2、统一规范的设备编号与运行密切相关，尤为重要普速铁路电力设备编号一般路局颁发编制原则，各站段根据管理习惯自行编制自己管段设备编号，每处编号可以独立编制，与相邻设备、系统设备关联作用不大。一条线路多个站段管理可以采用不同编号，如这个段习惯汉字编号，那个段习惯拼音编号等。而高速铁路由电调监控全部的运行设备，整条线路、整个系统所有的电力设备运行3数据均显示在调度台屏幕上供调度员使用。因此，采用统一规范的设备编号，对供电调度人员日常运行及故障处理是非常有利的。否则，没有统一规范的设备编号，则极易造成供电调度人员在日常倒闸和故障处理时头脑混乱、判断错误，导致误操作、误判断等概率增加，给安全管理带来隐患。因此，高铁电力设备编号应由铁路局统一编制，其原则是：首先从供电系统安全管理的要求出发做到准确、易记、唯一性，二是保持各条高铁的一致性，三是应在设备安装前制定方案并在施工中组织实施。举例：沿线箱式变电站高压、低压开关编号（调度台显示）（1）箱变名称以所名+数字编号以公里标编号以数字大排行编号AB1#AB2#ABn#AB3#AB4#A变配电所B变配电所KxxxKxxxKxxxKxxxKxxxA变配电所B变配电所4这些编号不仅体现在系统图上，还要考虑到报警、调用，应方便调度员易记、迅速查找。选择一种适用的编号方式非常重要，可起到事半功倍的效果。例如：报警显示“Kxxx公里故障或38#箱变故障”，供电调度员不能立即反映出故障在哪个区间、哪个供电臂？还需要查阅其他资料。但第一种编号方式则比较直观，例如：“AB3#报警”就可直观知道是A\B所供电臂第三个箱变报警。可见，编号方式的重要性。（2）高压开关编号，尤其箱变曾经某局规定箱变高压开关以汉字编号，分别为一级贯通进线，一级贯通出线，一级贯通变压器，综合贯通进线，综合贯通出线，综合贯通变压器。箱变到达安装现场后，施工不知如何接线（见图A）。询问供电段，不同施工区段得到不同答复，一个说按照电源方向（一级上行综合下行），一个说按照配电所方向，结果（见图B、C、D）17#18#nnn#19#20#A变配电所B变配电所一级进线一级出线一级变压器综合进线综合出线综合变压器一级进线一级出线一级变压器综合进线综合出线综合变压器一级进线一级出线一级变压器综合进线综合出线综合变压器5图A图B图C图D较好的编号：一级进线一级出线一级变压器综合进线综合出线综合变压器一级进线一级出线一级变压器综合进线综合出线综合变压器一级进线一级出线一级变压器综合进线综合出线综合变压器一级进线一级出线一级变压器综合出线综合进线综合变压器一级进线一级出线一级变压器综合进线综合出线综合变压器Y1Y3Y2Z1Z3Z2Y1Y3Y2Z1Z3Z2Y1Y3Y2Z1Z3Z2Y1Y3Y2Z1Z3Z2Y1Y3Y2Z1Z3Z2Y1Y3Y2Z1Z3Z26编号变得好，不仅施工方便，今后运行现场操作、调度操作、查找电缆等均方便，应予以重视。（3）低压开关编号高速铁路电力低压柜一般采用间隔式配电柜，编号例：以数字编号P1P2P3P4P5P1-1P2-1P3-1P4-1P5-1P1-2P2-2P3-2P4-2P5-2P1-3P2-3P3-3P4-3P5-3P1-4P2-4P3-4P4-4P5-4P1-5P2-5P3-5P4-5P5-5P1-6P2-6P3-6P4-6P5-6P1-7P2-7P3-7P4-7P5-7P1-8P2-8P3-8P4-8P5-8P1-9P2-9P3-9P4-9P5-9以汉字编号P1P2P3P4P5空调1空调2空调3空调4空调51#电梯2#电梯3#电梯4#电梯5#电梯1#照明2#照明3#照明4#照明5#照明XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX根据高速铁路电力运行经验，一般设备编号应为：柜号+开关编号（数字）+汉字，可以根据不同设备筛选如：低开关柜（图）P1P2P3P4P5P1-1空调1P2-1空调2P3-1XXXXP4-1XXXXP5-1XXXXP1-21#电梯P2-22#电梯P3-2XXXXP4-2XXXXP5-2XXXXP1-3XXXXP2-3XXXXP3-3XXXXP4-3XXXXP5-3XXXX7P1-4XXXXP2-4XXXXP3-4XXXXP4-4XXXXP5-4XXXXP1-5XXXXP2-5XXXXP3-5XXXXP4-5XXXXP5-5XXXXP1-6XXXXP2-6XXXXP3-6XXXXP4-6XXXXP5-6XXXXP1-7XXXXP2-7XXXXP3-7XXXXP4-7XXXXP5-7XXXXP1-8XXXXP2-8XXXXP3-8XXXXP4-8XXXXP5-8XXXXP1-9备用P2-9备用P3-9XXXXP4-9XXXXP5-9XXXX3、正常运行方式、非正常运行方式、故障运行方式区分高速铁路运行的基本观点：一是设备只要是正常的就应按照正常运行方式运行，只要在正常运行方式下运行就是安全的；二是如果按照非正常运行方式运行，必有原因，其中故障方式下运行必须补充相应的安全保障措施，确保行车安全。普速铁路电力运行，一般由铁路局制定正常运行方式，但比较粗线条，原则上的内容多，可操作性的方式一般是供电段根据铁路局精神自行掌握。高速铁路运行的要求对电力而言，应使电力正常运行方式更加具体化、细致化、可操作，即应具体到配电所、箱变等每个高压开关，每天“天窗”结束必须导入正常运行方式。且应保持如下习惯：只要进入非常运行方式，必须注明原因；只要进入故障运行方式，必须速报，并采取相应安全措施。例：AB1#AB2#ABn#AB3#AB4#A变配电所B变配电所8普速铁路：贯通线AB，BA均可视为正常运行方式。高速铁路：应明确规定一级贯通线AB，综合贯通线BA为正常运行方式。一级贯通线BA，综合贯通线AB，均为非正常运行，必须注明原因，可能是配电所电源停电导致电源互送。例：A配电所白天进行试验工作，需要前一“天窗”进行倒闸使A配电所（或单段母线）退出运行，在列车开行时间内，属于非正常运行方式运行。如果线路故障导致开口双向送电，即为故障运行方式，上报速报，并应采取相应措施。如果线路故障导致开口双向送电，即为故障运行方式，上报速报，并应采取相应措施。4、日常巡视工作方式发生变化根据高铁运行规则，列车开行时间是不允许人员进入铁路防护栅栏内及有关设备处所。由此，铁路电力日常巡视发生变化。白天列车开行时间内：一是添乘列车巡视防护栅栏内电缆路径有无杂物挤压等，有无电缆冒烟等现象；二是防护栅栏外设备处所环境巡视，且不得擅自动设备。其他设备巡视应在“天窗”内进行，且应结合检测、维护等工作同时进行。9由此，高速铁路电力巡视工作应根据高速特点进行适应性调整。5、贯通线路一般不投入备自投、重合闸原因一：当线路发生故障，配电所馈出开关保护跳闸，从故障点到电源方向配电所A间所有箱变会报警（A所—AB3#），而AB4#--B所间箱变不会报警，调度根据以上状态会及时准确判断故障区段并采取隔离措施。如果备自投投入，B所自投后跳闸，AB4#--B所间箱变也会报警，且与A所跳闸仅差几秒，调度员很难判断。原因二：电缆贯通线有别于架空线路，属于容性电路，断电后再送电需要间隔时间以便电容放电，尽管按照目前设计，断电后0.7秒即可完成放电，但间隔一个时间更加安全。从整个高铁电力系统看，由于采用电缆贯通线，双贯通线同时停电概率极低，且瞬间（且能短时自行恢复）故障几乎不存在，而备自投、重合闸功能基本上是消除瞬间故障或电源停电情况，因此，高铁电力一般不投入备自投或重合闸，即便投入，也加长延时。6、小电阻接地柜隔离开关为什么运行中不能断开AB1#AB2#ABn#AB3#AB4#A变配电所B变配电所10如图：如果断开小电阻接地柜隔离开关，贯通线将变成不接地系统运行，给运行安全带来隐患。因此，在运行中尤其检修后需要格外注意。第二节高速铁路电力设备维护1、维护作业形式的变化----“天窗”作业模式与普速铁路相比，本着行车不施工，施工不行车原则，高速铁路电力绝大部分设备维护工作需要在非列车开行的夜间“天窗”进行。高铁“天窗”作业，与普速白天作业，在管理模式上有很多不同：（1）提前申报设备维修计划，得到批准后方能实施。（2）作业应听从电调命令，得到开工命令后方可开工。（3）贯通线停电工作由电调完成，需要现场确认。（4）作业后消令，电调送电，送电正常后方能撤离作业现场。（5）值得注意，夜间作业应具备所需照明设施，同时应为这些照明配置发电电源。照明设施应标准化，如箱变维护，应根据实际配置固定+移动照明，并统一标准配置。2、维护作业方式的变化----高铁主要电力设备维护高速铁路主要电力设备----电缆、GIS高压开关柜、干式变压器、11干式调压器、低压开关柜、箱式变电站等维护方式与普速铁路有所不同：（1）贯通线电缆：由于在电缆沟敷设或直埋，基本没有维护工作量。电缆中间接头在电缆沟，一般只检测不维护；电缆终端头基本采用肘型头与开关柜连接，一般也不用维护。（2）GIS高压开关柜（环网柜），属于密封结构，密封舱内设备不用维护，仓外操作机构需要专业维护，一般不能随意动，所以主要维护工作量在二次接线。（3）干式变压器、调压器：属于无油化密封设备，只需清扫外观及维护接头。调压器检查调压控制设备。（4）低压开关柜：高速铁路电力低压开关柜主要采用间隔式开关柜，一般选用国际品牌，所以，维护工作主要以清扫和检查接续为主。（5）箱式变电站：由于箱式变电站内部主要由GIS高压环网柜、干式变压器、低压柜组成，因此，主要维护工作量同上。值得注意是箱变内的双电源切换装置和UPS，以及箱变基础内环境（有无积水），确实需要精心维护。3、现代化检测、监测仪器应用从上述内容可以看出，高速铁路电力主要设备适合定期