地铁车站整流变压器更换方案探讨

地铁车站整流变压器更换方案探讨

李漫修

长沙市轨道交通运营有限公司，湖南 长沙 410000

摘要：与普通电力变压器相比，地铁车站整流变压器由于其自身的工作特性，在运行过程中故障率较高，不仅增加了维护工作量，而且缩短了变压器的使用寿命。

关键词：地铁车站；整流变压器；更换施工

1 整流变压器特点

为了获得一定的整流直流电压,必须有相应的交流整流电源。而电力网的交流电压，往往满足不了这种需要，通常采用变压器把电力网的交流电压变换为所需要的直流整流电源。这种用来获得整流电源的变压器叫做整流变压器，它的工作原理和电力变压器相同，但具有以下的特点：

1）虽然整流变压器用正弦波从一次侧供电，但是由于二次线圈每一相只在部分周期才能有电流，因此，在同一周期中导通元件，通过整流臂的电流变为整流变压器的各相线圈的波形为大致矩形波，而不是正弦波，这个特点确定了整流变压器二次容量大于一次容量。

2）整流变压器的二次电流较大，而电压较低，因而线圈和引线都要求较高的机械强度。

3）整流变压器做单相、三相、六相还可多相，相数越多直流脉动越小，输出波形越平直。

4）随着晶闸管增加控制角，尤其是在低电压和大电流整流器中，电流的脉动振幅变大，高次谐波成分和涡流损耗变大。

5）整流变压器的体积、重量，一般都比电力变压器大。

6）整流变压器的电气性能，阻抗电压降、短路损耗、空载损耗等参数，目前没有统一标准。但与同容量电力变压器相比，因其总损耗约增加4％，更严重时整流变压器损耗约比电力变压器高14％，因此，可以取同容量电力变压器的参数或稍取大些。如果不放大设计余量，将会导致整流变压器的故障率增加，不仅是维护负荷增加，变压器寿命年数也将很短。

2 地铁车站整流变压器更换的保障措施

（1）在使用平板车进行整流变压器装车时，需在平板车上加装整流变压器底座，防止整流变压器过重导致平板车损坏。（2）更换整流变压器前，需确定降级应急供电方式。（3）将安全防护措施以及施工过程中的风险防控措施写入施工方案。（4）在拆除消防设施的车站配备手提式干粉灭火器，直到消防设施恢复。

3 地铁车站整流变压器更换的施工方案

施工内容包括：原有变压器的拆除运输，更换变压器的运输、安装及变压器连接线缆的拆除、恢复，运输通道墙体及管线、线缆拆除恢复，变压器运输位置的接触网、架空地线拆除、恢复。

（1）墙面管线拆除。施工计划先将外墙上的线管进行拆除，分别需拆除通信漏泄同轴电缆、动力照明管线、消防管线、电缆支架及电缆。

（2）通信漏泄同轴电缆拆除方法。从红树湾里程起点开始拆除漏泄同轴电缆卡扣，拆除至过运输通道2m位置，将漏泄同轴电缆卡扣拆除完成后放置在地面上。

注意事项：漏泄同轴电缆拆除时应轻拿轻放，不能用力拉拽和存在弯曲半径小于400mm的情况；施工时注意墙体上有无钉子、钢筋等容易划伤漏泄同轴电缆表面的东西，平移过程中不得使其表面受伤；电缆及管线拆除时进入施工现场人员必须穿防护服装、佩戴安全帽；高空作业施工人员必须系好安全带，使用梯子时必须有人扶梯才能进行作业。

（3）接触网、架空地线拆除。接触网拆除前必须验电、两端挂设接地线。接触网在X03锚段整体抬高35cm，从渡01-1至01-6逐渐抬高，在01-3、01-4位置抬高35cm，同时将接触网向外侧移动200mm，使用铁线固定在吊柱上，固定时加垫防护，以免汇流排受到损伤。架空地线需整个锚段进行拆除。

注意事项：动力照明管线拆除前确认管线内电缆是否停电，确保此电缆已不带电；管线拆除时应注意内部电缆的保护，不能使其受到损伤；电缆拆除时进入施工现场人员必须穿防护服装、佩戴安全帽；高空作业施工人员必须系好安全带，使用梯子时必须有人扶梯才能进行作业。

（4）消防管线拆除方法。在站台端头手动操作箱接线处拆除，然后从电缆起点开始拆除管线，将电缆逐步抽出。

注意事项：管线拆除时应注意内部电缆的保护，不能使其受到损伤；电缆拆除时进入施工现场人员必须穿防护服装、佩戴安全帽；高空作业施工人员必须系好安全带，使用梯子时必须有人扶梯才能进行作业。

（5）电缆支架及电缆拆除方法。现将电缆支架上线缆扎带解绑，从电缆井和拐弯预留处将电缆导至运输通道处，放置在运输通道位置站台下方，不影响终端设备的正常使用。

注意事项：电缆拆除过程中不得硬拉硬拽，确认固定扎带都解绑后，电缆移出支架位置平缓不能有90°折弯；在电缆移出支架电缆受力位置使用电缆皮进行防护，以免受力处损坏。

(6)部分地区污染强度较小，但控制情况也较差，社会经济不断发展、污染物排放量增加，如果不及时管理，将会影响环境质量和发展水平，应该加大力度保护环境，为经济发展做准备。

（7）墙体拆除。墙体拆除前对线缆管线进行全面检查，确认墙体拆除过程中不会伤及其他设备。墙体拆除先上后下，拆除过程中应考虑结构的安全性，搭设必须的安全操作架和卸荷支撑，在留用部分和拆除部分划好分界线，使用水钻密排钻孔，再用钢凿轻轻修平预留部分，敲击拆除部分时不得伤及预留部分。

（8）运输平台搭设。为了保证运输平台使用安全性，使用枕木从地面搭设至与房间地面平齐，枕木之间使用抓钉固定牢固，在顶面先铺一层5cm木板使用铁钉与枕木固定牢固，然后使用钢板满铺。在轨道车平板上加垫2根枕木作为变压器运输导轨（枕木厚度160mm），在顶部铺设木板、钢板，使其与RT1整流变压器设备房地面高差在5mm以内。

（9）变压器运输。变压器吊卸地点选在就近车辆段装车线进行吊卸作业，为了减少轨行区行车次数，先将新到变压器吊装至轨道车，变压器装车时靠近车头方向，为需要更换的变压器预留摆放位置，将新变压器运至变电所，将原有变压器运至轨道车平板，再将新到变压器运至设备房内，轨道车将原有变压器运至原计划车辆段进行吊卸。

由于设备房整流变压器顶部风管高度仅为3200mm，变压器轮子无法安装，所以先使用千斤顶抬起下方铺设钢板，然后分别在变压器底座4个角安装“地坦克”，分别在设备房及轨行区地面使用4颗膨胀螺栓安装1根300mm长的工字钢，使用2个10t链条葫芦作为防溜尾措施及牵引，缓慢将变压器牵引至轨道车平台并完成转向。使用4个千斤顶支在变压器底架4个支撑点上，同时操作顶升变压器，逐层拆除变压器下方钢板、枕木。将需更换的变压器在轨道车平台上进行固定后，再通过运输平台将新变压器运输至设备房，将变压器调整至与基础孔洞位置一致后，采用焊接方式进行固定，焊接完成后要对焊接处进行防锈处理。变压器完成更换后进行电缆恢复时确认各组电缆接线位置是否正确，恢复时必须进行校线，确保电缆接线的正确性，施工完成后施工负责人对螺栓的紧固情况进行检查，确保电缆连接牢固。电缆接线恢复完成后对每组电缆孔洞进行防火封堵，先使用防火板作为托盘在地板固定，内部填充防火包，然后顶部使用防火板密封，电缆周围缝隙使用防火泥进行填充。变压器安装完成后进行调试试验，按照变压器出厂参数，根据国家标准及设备采购合同要求对变压器进行试验测试，测试合格后出具试验报告，投入空载运行。

结语

本文对地铁整流变压器的整个更换过程及验收工作做了比较详细的阐述，希望可以为地铁变压器等大型设备的更换提供参考。

参考文献：

[1]柴段鲲.城市轨道交通直流供电系统故障建模与保护仿真系统开发[D].北京交通大学，2017.

[2]丁俊杰.地铁变电所自动化系统通信管理机的研制[D].西南交通大学，2016.