高速鐵路變電所綜合自動化備自投裝置動作優化方案探討

摘 要：綜合自動化系統改變了鐵路變電所傳統的運行管理方式，使變電所運行管理智能化、高效化，文章對管內高速鐵路變電所備自投裝置進行了研究分析，并提出優化方案，改善備自投流程，以不斷提高接觸網供電可靠性。

關鍵詞：牽引變電所；綜合自動化；備自投裝置；優化方案

引言

高速鐵路中運行的動車組速度高、密度大，社會關注度高，一旦中斷供電，將造成列車大量晚點，造成嚴重的社會影響，作為高速鐵路供電系統重要組成部分的牽引變電所要求采用雙電源獨立回路供電，固定備用方式，要求故障時自動迅速投切，避免拒動或切換時間過長造成動車組的停車。

京滬高速鐵路運行兩年多來，發生過因外電源故障和所內設備故障導致的備自投動作失敗和時間過長的案例，影響了動車組的安全正點運行，因此為提高變電所供電可靠性，文章對備自投裝置存在問題進行分析，并提出優化方案。

1 存在問題分析

我單位管內京滬高速鐵路牽引變電所綜合自動化系統采用國電南京自動化公司的綜自系統，其中備自投裝置采用WBT-65A型微機備自投裝置，以泰鐵變電所為例（下圖），采用三相V/X接線，變壓器采用單相變壓器組連接形式。

泰鐵變電所主接線圖

其備自投邏輯為：當1#進線+1#、3#B運行時，發生進線失壓或主變故障時，備自投啟動，依次分開101DL、201DL、203DL、2011GK、2031GK，依次合2021GK、2041GK、102DL、202DL、204DL。

案例1：2013年8月11日泰鐵變電所備自投試驗為例，設備管理單位進行主變備自投試驗時發現，1#、3#主變備投2#、4#失敗，102DL拒合。檢查發現2021GK信號回路端子松動。

案例2：2013年10月10日0：01：44泰鐵變電所1#進線因地方電源線故障停電，101DL、201DL、203DL失壓跳閘，10：02：29泰鐵變電所2#進線備投成功，2#、4#變壓器投入運行。

從案例中可以看出，備自投保護裝置存在如下問題：

（1）備自投流程中隔離開關參與動作。隔離開關在運行中動作可靠性不如斷路器，較易發生各類電氣或機械故障，出現各種原因引起的拒動、接點轉換不到位、分合不到位等故障，導致備自投裝置動作失敗。

（2）備自投動作時間長。通過備自投動作報告可以看出在備自投整個流程動作時間可達45s，其中隔離開關動作及程序確認位置時間達40-43s，導致中斷供電時間長，使運行動車組近1分鐘無電而停車。

2 優化方案

2.1 改變運行方式。將主變二次隔離開關備用狀態時處于常開位置調整為常閉位置，使主變完全處于熱備用狀態。

2.2 修改備自投程序。綜合自動化系統廠家對備自投程序進行修改升級，將備自投程序中2011GK、2031GK（2021GK、2041GK）去掉，不參與動作，運行時保持常閉狀態，可以有效壓縮備自投動作時間。程序啟動時在分合斷路器時僅需對隔離開關閉合狀態進行確認。

2.3 調整閉鎖方式。調整WBT-65A型微機備自投裝置的接線，解除2011GK、2031GK（2021GK、2041GK）對102DL（101DL）斷路器的閉鎖，保證斷路器的迅速可靠動作。

經過上述修改后，備自投動作時間：失壓時為斷路器動作時間（2s）加失壓保護啟動時間（3s），可控制在4-6s。主變故障時由于主變保護動作時間更短，可控制在3-5s之間。

3 方案安全評估

改變運行方式及閉鎖方式后，備自投動作流程如：當1#進線+1#、3#B運行時，發生進線失壓或主變故障時，備自投啟動，依次分開101DL、201DL、203DL，依次合102DL、202DL、204DL。斷路器之間仍存在閉鎖，不會造成主變在二次并列運行，不會危及設備及人身安全。

經過改進后，備自投動作時間短，對動車組的運行影響小，可以有效避免動車組運行中因備自投切換時間過長導致停車情況的發生，提高了供電可靠性。

4 運行中應注意的幾個問題

4.1 在變電所新投運時，必須做備自投的帶開關跳、合試驗，不能用簡單的模擬試驗來代替，模擬試驗只能用來檢測備自投的一般邏輯功能。

4.2 備自投要完全獨立于保護裝置，不能影響保護的正確動作，其回路應避免與保護回路混雜。在進行備自投的邏輯試驗時，首先要通過執行安全措施，把備自投完全獨立出來，以免試驗時引起誤動或者拒動。

4.3 定期進行備自投試驗。每年對主變進行保護試驗時，對備自投裝置同步進行試驗，確保備自投裝置的動作可靠性。

5 結束語

隨著綜合自動化系統在高速鐵路供電系統的廣泛應用，綜合自動化系統在保障設備安全運行方面起著舉足輕重的重要作用，牽引變電所綜合自動化備自投裝置的正確迅速可靠動作，將大大提高供電可靠性，保證動車組的正常運行，為人們的舒適快捷出行提供重要的保障。在今后的運行中，將不斷對綜合自動化系統進行研究和優化，不斷積累經驗，為高速鐵路的安全運行提供可靠的供電保障。

參考文獻

[1]國電南京自動化公司.WBT-65A型微機備自投裝置說明書

[2]汪偉民.微機備自投裝置應用及相關問題的分析與探討[J].中國教育，2010.