4.3.2.1 供变电设备布置方案
牵引变电所的220kV配电装置、主变压器为户外布置方式，2×27.5kV/1×27.5kV配电装置为户内六氟化硫气体绝缘（GIS）开关柜布置方式，预留滤波装置的场地。
由于广南（新广州）牵引变电所选址、用地困难，因此，广南（新广州）牵引变电所除牵引变压器和电力变压器及相对应的中性点设备为户外布置方式外，其余220kV设备和2×27.5kV/1×27.5kV配电装置均为户内六氟化硫气体绝缘（GIS）组合电器和六氟化硫气体绝缘（GIS）开关柜布置方式。该变电所作为工程的典型方案之一，将在第6章第2节专题介绍。
除武昌东、武花（新花都）、广南（新广州）牵引变电所的220kV进线采用电缆进线方式外，其余牵引变电所的220kV进线采用架空方式。27.5kV进线、馈线均采用电缆引入引出，回流线全部采用电缆敷设；10kV自用变压器采用户内布置，高、低压侧均采用电缆引入。
1）典型的变电所户外设备平面布置
安装实例如边山（新长沙）牵引变电所220kV设备平面布置图，见图4.56。
图4.56 边山（新长沙）牵引变电所220kV设备平面布置图
典型的区间牵引变电所的平面布置图，见图4.57。
图4.57 区间牵引变电所220kV设备平面布置图
2）户内设备布置及其电缆进出线
分区所、AT所除自耦变压器为户外布置外，其余2×27.5kV配电装置为户内六氟化硫气体绝缘（GIS）开关柜布置方式。2×27.5kV进出线均采用电缆引入引出和回流线全部采用电缆敷设；10kV自用变压器采用户内布置，高、低压侧均采用电缆引入。一般的牵引变电所户内设备平面布置如图4.58所示。
图4.58 区间牵引变电所户内设备平面布置图
（1）户内开关设备。开闭所27.5kV设备为户内六氟化硫气体绝缘（GIS）开关柜布置方式，实例见图4.59。
图4.59 武汉动车段箱式直供开闭所2.75kV高压室开关设备
（2）电缆进出线方式。现场实物照片见图4.60、图4.61所示。图为乐昌牵引变电所变压器出线电缆支架。
图4.60 乐昌牵引变电所变压器出线电缆支架
牵引变电所电缆夹层电缆桥架安装实物照片见图4.61。
图4.61 牵引变电所电缆夹层中27.5kV电缆固定安装
（3）电缆监测系统的安装方案。在武广高铁工程的牵引供电电缆的馈线段，均增设了电缆温度在线监测装置。光纤光栅温度在线监测系统主要由七部分组成。
A.光纤光栅温度传感器。由光纤光栅测温探头和连接光缆组成，安装在测温现场。
B.耦合器模块。安装在电缆附近，实现各个测温点信号的合并，接入一个光通道。
C.信号传输光缆。单模铠装光纤，实现测温现场和监控室的光信号传输。
D.通道扩展模块。负责至多32路光通道的切换，安装在传输光缆和下位机之间，由光纤光栅温度在线监测仪通过串口RS232控制，单套系统可实现512支传感器的测量。
E.光纤光栅温度在线监测仪。俗称“下位机”，安装在监控室，为现场光纤光栅测温计提供光源信号，并读取现场传感器的返回光信号进行数据处理，输出温度信号至软件，通过判断实测温度值与阈值的比较，传递报警或故障信号至报警输出模块。
F.报警输出模块。安装在监控室，由光纤光栅温度在线监测仪通过RS485总线控制，实现故障和过热报警。
G.主控制计算机。俗称“上位机”，适宜于工业控制模式，单台上位机可实现多台光纤光栅温度在线监测仪的控制。
通常，监测原理和安装位置的选择应与故障常发地段一致。根据经验统计，电缆故障产生的原因有四类：由电缆的中间连接头、终端头的制作质量不高而造成的；电缆终端或中间连接头的金属屏蔽接地不完善造成的；电缆的安装质量不高造成故障；电缆长期过负荷运行也会导致故障。
图4.62为故障前兆的温度监测情况（示例）。由于电缆的过热事故90％以上发生在接头处，因此过程中一般都将温度传感器布设在电缆接头的外护套上。如图4.63为典型的监测点设置和安装方式。
图4.62 故障前兆的温度异常情况示例
（a）场强不均匀造成温度过高（b）接头工艺不良原因引起
图4.63 典型的监测点设置和安装方式
（a）变压器附近和上网点处的传感器安装（b）电缆出线转架空处的传感器
3）集中组屏方式的综合自动化系统
变电所、分区所和AT所的系统图原理如图4.64、图4.65、图4.66所示。现场设备实物照片见图4.70、图4.71和图4.72。(www.xing528.com)
图4.64 牵引变电所综合自动化系统组网图
图4.65 分区所综合自动化系统组网图
图4.66 AT所综合自动化系统组网图
4.3.2.2 设备选型
1）变压器
有多种类型和用途的变压器。
（1）牵引变压器。采用单相、油浸、自冷式并预留风冷条件牵引变压器，如图4.67。
（2）电力变压器。与铁路电力变配电所合建的牵引变电所中的电力变压器采用油浸三相变压器。
（3）自耦变压器。采用油浸、自冷式、绝缘安装自耦变压器。
（4）自用变压器。采用干式变压器。
图4.67 牵引变压器
2）220kV设备
除广南（新广州）牵引变电所的断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器采用户内六氟化硫气体绝缘（GIS）组合电器外，其他牵引变电所均采用户外柱式安装设备，各设备选型如下。
（1）220kV断路器。采用SF6断路器配弹簧储能操作机构。
（2）220kV隔离开关。改变运行方式的隔离开关采用电动操作机构，检修用的隔离开关均采用手动操作机构并配电磁锁。
（3）220kV电流互感器。采用干式电流互感器。
（4）220kV电压互感器。采用电容式电压互感器。
（5）220kV避雷器。采用氧化锌避雷器配在线监测器。
现场照片，如图4.68所示。
图4.68 牵引变电所的220kV进线设备
3）2×27.5kV/27.5kV设备
包括2×27.5kV/27.5kV设备的断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器采用户内六氟化硫气体绝缘（GIS）开关柜。
（1）断路器。采用真空断路器配弹簧储能操作机构。
（2）隔离开关。采用三工位隔离开关配电动隔离开关。
（3）避雷器。采用氧化锌避雷器配在线监测器。
实物照片如图4.69所示。
图4.69 2×2.75kV GIS开关柜设备
（4）集中组屏方式的综合自动化系统，如图4.70、图4.71和图4.72。
图4.70 分区所集中组屏方式的综合自动化设备
图4.71 牵引变电所综合自动化系统监控屏
图4.72 牵引变电所220kV电源电能质量监测设备（测试电压相位、波形）
对以上主要的设备型号规格和主要技术参数，将在下面章节做详细说明。
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