谈牵引变电所
当我学完了《高速铁路变电所运行与维护II》这本书后，才发现自己对牵引变电所有了进一步的认识，又回想起大二第一学期刘让雄老师授课的《牵引变电所》理论知识，加上大三第一学期在广州供电段下元变电所和佛山里水AT分区所的现场实习，我把理论知识与实践相结合在一起，通过师傅的指点和自己的思考，然而，使我对牵引变电所有了更加系统性的了解，今天，就让我来谈谈牵引变电所。
何为牵引变电所？
牵引变电所是铁路电力牵引的专用变电所。牵引变电所把区域电力系统送来的电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统，为地铁电动车辆或电车供电。一条电气化铁路沿线设有多个牵引变电所，相邻变电所间的距离约为40～50公里。在长的电气化铁路中，为了把高压输电线分段以缩小故障范围,一般每隔200～250公里还设有支柱牵引变电所,它除了完成一般变电所的功能外，还把高压电网送来的电能，通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所。牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降低，同时以单相方式馈出。降低电压是由牵引变压器来实现的，将三相变为单相是通过变电所的电气接线来达到的。牵引变压器（主变）是一种特殊电压等级的电力变压器，应满足牵引负荷变化剧烈、外部短路频繁的要求，是牵引变电所的“心脏”。 随着技术水平的提高，我国干线电气化铁路已推广使用集中监视及控制的远动系统，牵引变电所将逐步实现无人值班（如广州北站的所有AT分区所无人值班），都是直接由供电调度实行遥控运行将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电气化铁路的供电系统，又称牵引供电系统，主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV（或220kV）降到27.5kV，经馈电线将电能送至接触网；接触网沿铁路上空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。牵引变电所所在地的接触网设有分相绝缘装置，两相邻牵引变电所之间设有分区亭，接触网在此也相应设有分相绝缘装置。牵引变电所至分区亭之间的接触网（含馈电线）称供电臂。
牵引供电回路是由牵引变电所——馈电线——接触网——电力机车——钢轨——回流联接——（牵引变电所）接地网组成的闭合回路，其中流通的电流称牵引电流，闭合或断开牵引供电回路会产生强烈的电弧，处理不当会造成严重的后果。通常将接触网、钢轨回路（包括大地）、馈电线和回流线统称为牵引网。牵引供电设备的检修运行由供电段负责，牵引供电系统的运行调度则由供电调度负责。
牵引变电所组成
牵引变电所是由主接线、变压器、断路器、隔离开关、互感器、高压熔断器、并联电容补偿装置等设备组成的。 （1）主接线
牵引变电所的主接线可分为电气主接线和二次接线两部分。 电气主接线是指牵引变电所内一次设备(生产、变换、输送、分配和使用电能的设备)的连接方式，也是变电所接受电能、变压和分配电能的通路。它反映了牵引变电所的基本结构和功能。
二次接线是指牵引变电所内二次设备(对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备)的连接方式。二次接线对一次接线的安全运行起着重要作用。
电气主接线的基本形式有：单母线接线、单母线分段接线、单母线分段带旁路母线接线、双母线接线、双母线分段接线、双母线分段带旁路母线接线、一台半断路器接线、桥式接线及分支接线等。 （2）变压器
牵引变电所内的变压器，根据用途不同，分为主变压器(牵引变压器)、自耦变压器(AT)、所用变压器几种；根据结线方式不同，又有单相变压器、三相变压器、三相-二相变压器等。尽管变压器的类型、容量、电压等级千差万别，但其基本原理都是一样的，其作用都是变换电压，传输电能，以供给不同的电负荷。
主变压器是牵引变电所内的核心设备，担负着将电力系统供给的三相110kV(或单相220kV)的电源变换成适合电力机运用的27.5kV的单相电。由于牵引负荷具有极度不稳定、短路故障多、谐波含量大等特点，运行环境比一般电力负荷恶劣的多， 因此要求牵引变压器过负荷和抗短路冲击的能力要强，这也是牵引变压器区别于一般电力变压器的特点。
自耦变压器(AT)是AT供电的专用变压器，自身阻抗很小，一般沿牵引网每10～20km设一台，用以降低线路阻抗，提高网压水平及减少通信干扰。
所用变压器(又称自用电变压器)是给本所的二次设备、检修设备以及日常生活、照明负荷供电的设备，电压一般为27.5/0.4kV或27.5/0.23kV，容量从几十kVA至几百kVA不等。 （3）断路器
断路器依靠本身所具有的强大的灭弧能力，不但可以带负荷切断各种电气设备和牵引网线路，更可与保护装置配合，快速、可靠地切断各种短路故障。它是牵引变电所内最为重要的电气设备之一，其工作最为繁重，地位最为关键结构最为复杂。
牵引变电所目前应用最多的有少油断路器、六氟化硫断路器、压缩空气断路器和真空断路器等几种，各种断路器的区别主要在于所用的灭弧介质不同，如少油断路器采用变压器油作为绝缘和灭弧介质、六氟化硫断路器使用六氟化硫气体(SF6)作为绝缘和灭弧介质，真空断路器则使用真空作为绝缘和灭弧介质等，由于灭弧介质不同，断路器的结构自然有所差别。 （4）隔离开关
隔离开关，是一种在需要时将电气设备、线路与电源隔离开来的开关设备，具有明显可见的、距离足够的断口，它不带灭弧装置，不能开、合负荷电流和短路电流，具体作用为：将需要停电的设备、线路与电源可靠隔离，以保证检修工作的安全。改变供电方式，如110kV进线互投、牵引侧高压母线的分段运行或并联运。开、合小电流电路如电压互感器、避雷器及小容量的空载变压器等。 （5）互感器
牵引变电所内仅有变压器、开关等变、配电设备是远远不能满足安全、可靠、高效供电等要求的，还需要用二次设备将其有效的监控、保护起来，因此，就需要一种变换装置将主设备中的电气参数传递给二次设备，如仪表、继电器等。这种将高电压、大电流变换成低电压、小电流的设备就是互感器，变换电压的设备叫电压互感器，变换电流的设备叫电流互感器。
互感器作用将高电压、大电流变换成低电压、小电流，以供仪表、继电器等二次设备使用。将高电压与低电压可靠地隔离开来，以保障二次设备及人身的安全。将电压互感器二次输出电压统一规定为100V，电流互感器二次输出电流统一规定为5A，便于设备设计和制造的标准化，并降低生产成本，牵引变电所等级一般为1.5级。 （6）高压熔断器
作为结构简单的保护电器，高压熔断器通常用于保护功率较小和对保护性能要求不高的场合。它可以在过载或短路故障时单独断开电路，达到保护设备目的，也可与负荷开关配合，组成“F-C”接线。 常用的高压熔断器可分为限流式(如牵引变电所中用于保护电压互感器的熔断器)与跌落式两类。 （7）并联电容补偿装置
电力系统的电力负荷有功负荷和无功负荷，前者做功后者不做功。对电力系统来说，其供电能力即容量是一定的，为有功功率和无功功率之和，无功份量所占比重大了，势必造成有功输出减少、降低电力系统的容量和利用率，对经济运行极为不利。因此总希望无功份量越小越好，并引入一个衡量指标β，即有功负荷所占总负荷的比值。
牵引用电为感性负荷，利用感性负载和容性负载相位相反，互相抵消的原理，牵引变电所采用了并联电容补偿装置，以弥补牵引负荷带来的无功损失。该套装置并接在牵引侧高压母线上，由数个电容器串、并连接成组，再与电抗器串联而成。由于电容器具有过电压、电流能力较差，断电后有残压，合闸送电会产生过电压和涌流等特性，装设有避雷器、熔断器、放电线圈和电抗器等加以保护。电容器与电抗器是并联补偿装置的主要设备。
牵引变电所的运行管理
还记得在下元变电所实习的那段日子，每天我们除了要值班、交接班，还必须在值班时每隔一个小时到控制室和高压设备室巡视一遍，而且，有时候还要做倒闸作业等工作，的确，我在变电所时学了很多东西，也粗略地懂得牵引变电所的运行管理以及管理制度。 牵引变电所运行分值班、巡视、倒闸。值班人员为值班员与助理值班员2人。巡视，值班人员当班时，不少于1次，夜间熄灯巡视每周不少于1次。所有倒闸作业均必须有2人同时进行，助理值班员操作，值班员监护。凡属电力调度下令倒闸设备，倒闸前要由值班员向电力调度提出申请，经电力调度审查后，发布倒闸作业命令。每个倒闸命令，发令人和受令人均要填写倒闸操作命令记录。
牵引变电所的修程分为小修、中修、大修3种。小修，进行设备检查、清扫、调整、涂油，更换或整修磨损到限的零部件，保证设备正常的技术状态；中修，包括小修全部项目，还需部分解体检修，恢复设备的电气和机械强度；大修，全部解体设备，更新不合格标准的零部件，外壳除锈涂漆，恢复设备原有的性能，必要时进行技术改造，提高电气和机械性能。
安全第一
安全意识的提升，在变电所工作，安全是最重要的一件事，我们应该提升自己的安全意识，做高电压工作应该按照安全规范来操作，因为一旦发生事故会对人身安全造成危害，时时刻刻提醒自己注意安全，做到胆大心细，安全第一。记得那时顶岗实习前，刘老师与学校领导给我们讲得最多的是安全知识，不断地叮嘱我们实习时期要注意自身的安全，以自身安全为前提，再尽力地去完成自己的任务，还有去到供电段时，段领导第一件事还是安全意识的讲解，给大家在顶岗前打下了一支预防针。
自我感想
通过书本上理论知识和现场实习的经验，我了解到变电所的组成，开阔了视野，加深了对电气设备如断路器，隔离开关，负荷开关，接地开关，电压互感器，电流互感器，熔断器，变压器，电抗器，高压补偿器, 避雷器，母线等的认识，了解了变电所检测的原理与重要性。了解控制屏、保护屏的布置情况及主控室的总体布置情况，了解了变电所工作人员的工作，增强了电气识图能力，作为电气工作人员最起码得看懂电气系统图，平面图，接线图为今后学习指明了方向，为今后工作岗位打下了很好的基础。
其实，对我来说，牵引变电所的学习，更多是从我的理论知识联系实际操作收获到的，实际操作更能加深对理论知识的认识。例如，电气主接线方式，电器学中讲到的电器如变压器，断路器，负荷开关，隔离开关等，从课本到实际，加深对理论知识的理解。比如说断路器与负荷开关的区别，变压器抽头的理解。在配电柜里的控制大多是继电器控制，怎么不采用单片机或PLC 控制，是为了提高系统的可靠性。高电压技术中讲到的电气设备的绝缘以及防止放电，看到变压器上的绝缘套管认识到高电压还是很有用的，为以后学习提供了动力。
发现问题，分析问题，解决问题的能力的培养。无论在在工作还是生活学习中，我们不应该放过任何一个小问题，特别是从事电力行业的工作人员，要明白故障的所在，这就需要有发现问题的能力，这当然要有渊博的知识和丰富的经验。
总而言之，牵引变电所在未来电气化铁路的发展中起到了举足轻重的作用，谈完了牵引变电所以后，感觉自己脑海里又把它给温习了一遍，加深对牵引变电所的印象。总之，自己能学到牵引变电所这么多的知识，少不了老师的辛勤教导、师傅们的耐心指点与同学们的热心帮助，我将会把学到的知识应用于生活中，不会辜负他们的期待。
