微保備用電源自投裝置在三路電源鐵路變電站的應(yīng)用

武林強(qiáng)

摘 要 本文通過對微保電源備自投裝置的技術(shù)要求、工作原理、應(yīng)用實(shí)例的論述及一起實(shí)際使用中的備用電源自投誤動(dòng)事故分析來闡述具有三路電源的北京站配電室配電室的備用電源自投裝置存在的問題及解決方案。為相關(guān)配電運(yùn)行工作中的值班、技術(shù)人員，在設(shè)備運(yùn)行、試驗(yàn)、檢測、故障處理時(shí)提供參考，積累經(jīng)驗(yàn)，提高在故障情況下的應(yīng)急處理能力，確保特等樞紐站的供電安全。

關(guān)鍵詞 備自投；失壓跳；無壓跳；備自投充電；備自投放電；故障閉鎖

中圖分類號(hào) TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2016）163-0203-02

1 確保鐵路站場可靠供電的常用解決方案

鐵路供電系統(tǒng)為適應(yīng)形勢需要，在經(jīng)過近幾年不斷地建設(shè)發(fā)展和設(shè)備更新改造后，在較大樞紐站場中的變電所、配電室都逐步引進(jìn)了三路供電電源。因其選擇的運(yùn)行方式不同，對備用電源自投方式的選擇也不同，這樣增加了備用電源自投方式的復(fù)雜性。

2 備自投裝置的技術(shù)要求和工作原理、基本判據(jù)條件

微機(jī)型備自投原理基本沿襲傳統(tǒng)的電磁保護(hù)原理，主要包括充電、失壓跳閘和備自投合閘3個(gè)過程。微機(jī)型備自投裝置使用更靈活，可以現(xiàn)場對充電條件、失壓跳條件和備自投條件進(jìn)行編程，滿足各種不同運(yùn)行方式的要求，一臺(tái)微機(jī)型備自投裝置可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)10余種備自投方式，每種方式相當(dāng)于一臺(tái)傳統(tǒng)的電磁型備自投裝置。

2.1 備自投裝置的總體技術(shù)要求

1）當(dāng)母線失壓時(shí)，備用電源應(yīng)自動(dòng)投入，保證不間斷供電。

2）備用電源的投入要迅速，要求裝置的動(dòng)作時(shí)間到備用電源的投入盡可能的短的原則。

3）每次發(fā)生失壓后，備用電源自投裝置只能自投一次。

4）當(dāng)發(fā)生故障，PT二次斷線、手動(dòng)分、合閘或遙控分、合閘時(shí)應(yīng)閉鎖備自投。

5）如備自投投入后發(fā)生故障，應(yīng)該把備用電源迅速斷開，以免故障范圍擴(kuò)大。

2.2 充電

用于識(shí)別確認(rèn)當(dāng)前的穩(wěn)定運(yùn)行工況，激活相應(yīng)的備自投方式，保證在發(fā)生一次失壓時(shí)備自投裝置只動(dòng)作一次，避免在開關(guān)動(dòng)作過程中未進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)發(fā)生多次動(dòng)作。

2.3 放電

在某些運(yùn)行工況下，不允許備用電源自投，此時(shí)為保證備自投動(dòng)作可靠不動(dòng)作需將備自投裝置放電，使其處于無效狀態(tài)。

1）在充電過程中（滿足了充電條件但未完成充電時(shí)），任一個(gè)充電條件發(fā)生變化即放電。

2）閉鎖備自投信號(hào)有效（如速斷、過流、零序保護(hù)動(dòng)作等時(shí)）、備自投退出或備自投成功、失敗，均立即放電。

3）在充電完成后或備自投過程中閉鎖相應(yīng)的放電條件，即任意一個(gè)充電條件發(fā)生變化，經(jīng)整定的充電時(shí)間或備自投結(jié)束后再放電。

2.4 失壓跳

電源失壓跳是為備自投服務(wù)的，在發(fā)生失壓后將失壓電源開關(guān)跳開，切除故障線路（或停電線路）。失壓跳可以由備自投裝置實(shí)現(xiàn)，也可以進(jìn)線保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)，在不設(shè)置備自投時(shí)也需要設(shè)置失壓跳保護(hù)，保證供電安全或有利于恢復(fù)供電。

充電成功后，若失壓跳投入且運(yùn)行工況滿足整定的“失壓跳條件”持續(xù)時(shí)間大于整定的失壓跳延時(shí)，則動(dòng)作于跳閘，若失壓跳出口3s（北京站配電室設(shè)定為4.1s）后保護(hù)裝置仍不能檢測到相應(yīng)的開關(guān)變位信號(hào)則認(rèn)為跳閘不成功，報(bào)“失壓跳失敗”信號(hào)，備自投裝置立即放電。

2.5 備自投閉鎖

某些情況下需要禁止備自投裝置工作，通過進(jìn)入開入信號(hào)閉鎖備自投，如手動(dòng)分閘操作、遙控分閘操作和進(jìn)線保護(hù)跳閘信號(hào)等。

2.6 偷跳

沒有操作或保護(hù)動(dòng)作跳閘驅(qū)動(dòng)時(shí)斷路器發(fā)生跳閘，則認(rèn)為是偷跳，備自投支持偷跳自投。進(jìn)線通過手跳和保護(hù)跳的閉鎖輸出信號(hào)來區(qū)分偷跳；母聯(lián)的手跳通過輸出閉鎖信號(hào)來閉鎖備自投，而故障或異常（如PT斷線）用保護(hù)軟件內(nèi)部實(shí)現(xiàn)閉鎖。

2.7 備自投失敗

在發(fā)生失壓后，備自投裝置需在一定時(shí)間內(nèi)對自投情況進(jìn)行評(píng)判，如不成功則應(yīng)發(fā)出信號(hào)并放電，不能一直處于等待狀態(tài)，導(dǎo)致發(fā)生無法預(yù)期的合閘動(dòng)作。

3 北京站配電室備用電源自投誤動(dòng)事故實(shí)例分析

2013年10月22日北京站配電室203柜進(jìn)線電纜發(fā)生絕緣擊穿故障，引起上級(jí)供電局電站開關(guān)跳閘，造成本所203進(jìn)線和6#母線69PT失壓，256母聯(lián)將203斷路器分開，合自身開關(guān)，恢復(fù)6#母線供電。同時(shí)246母聯(lián)檢測到203進(jìn)線和母線PT69失壓，誤將201柜斷路器跳開。245母聯(lián)備自投裝置，檢測到201偷跳，啟動(dòng)備自投保護(hù)裝置，在15S放電時(shí)間內(nèi)將自身斷路器合上，恢復(fù)4#母線供電，導(dǎo)致一路電源故障時(shí)同時(shí)失去兩路電源的事故。

北京站10kV配電室為三路電源進(jìn)線，正常運(yùn)行時(shí)采用單母線分段運(yùn)行方式，設(shè)3個(gè)母聯(lián)開關(guān)（接線方式如下圖），本次事故發(fā)生前為按分段運(yùn)行方式正常運(yùn)行，245、256、246三個(gè)母聯(lián)開關(guān)均置自投位，設(shè)置動(dòng)作順序?yàn)轫槙r(shí)針方向投入。

事故發(fā)生后，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，故障中246母聯(lián)裝置版本：type：3030？？ver：2.0其保護(hù)、跳閘表設(shè)置為：

保護(hù)投退：備自投方式2投入；備自投閉鎖投入；進(jìn)線PT投入；母線PT投入。

保護(hù)定值：進(jìn)線失壓35V母線失壓35V？失壓延時(shí)4.1S進(jìn)線有壓70V母線有壓70V無流定值0.3A。

跳閘出口：進(jìn)線1失壓：出口5；進(jìn)線2失壓：出口5、7；備自投合分段開關(guān)：？出口4。

當(dāng)203電源進(jìn)線電纜故障引起供電局上級(jí)電站跳閘后，256柜備自投裝置檢測到203進(jìn)線和母線同時(shí)失壓，跳203斷路器，合母聯(lián)開關(guān)256，動(dòng)作正確。

經(jīng)查246柜備自投裝置誤設(shè)了進(jìn)線二失壓跳閘出口5（進(jìn)線一失壓應(yīng)設(shè)跳閘出口5），這樣當(dāng)246檢測到203和母線69PT同時(shí)失壓后，通過跳閘出口5，指揮，跳201，屬于誤動(dòng)。跳閘后不滿足備自投條件（203、201均在分位），未合246分段開關(guān)，正確；245柜備自投裝置認(rèn)為201偷跳，將245分段開關(guān)合上，動(dòng)作正確，實(shí)現(xiàn)一路帶全所，對246柜備自投裝置的誤動(dòng)及時(shí)進(jìn)行了補(bǔ)救。

針對本次事故原因，已對備自投裝置錯(cuò)誤設(shè)置參數(shù)進(jìn)行改正，并對其它裝置進(jìn)行了排查，對相關(guān)定值進(jìn)行了核查。

4 北京站10kV配電室在用備自投方案的評(píng)價(jià)

北京站配電室的母聯(lián)備自投模塊設(shè)備是紫光測控公司于2000年投放市場的DCAP3000（V2.0）系列產(chǎn)品，于2006年安裝使用，運(yùn)行中存在一些不足。

在N-1運(yùn)行方式下，此系列產(chǎn)品存在失壓跳判據(jù)條件簡單，如本次故障中？246母聯(lián)檢測到203和母線69PT同時(shí)失壓后，便啟動(dòng)跳閘功能，具體跳哪一開關(guān)，靠跳閘出口設(shè)置表選項(xiàng)來指揮，一旦設(shè)置錯(cuò)誤，即可發(fā)生誤動(dòng)，擴(kuò)大事故范圍，因此時(shí)201和母線49PT電壓正常，也能有效避免誤跳201情況的發(fā)生。

在N-2運(yùn)行方式下，即當(dāng)一路停電檢修又發(fā)生其中一路電源停電故障時(shí)，通過分析我們發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槟K設(shè)備容量有限，不能接入自投功能需要的全部判據(jù)條件量，致使母聯(lián)備自投不能全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投入功能，部分情況下還需手動(dòng)操作才能恢復(fù)供電。？

此款微保電源備自投設(shè)備功能存在設(shè)計(jì)缺陷，這樣對值班、運(yùn)行、測試人員提出了更高要求，運(yùn)行中相關(guān)人員要熟知本產(chǎn)品性能、特點(diǎn)。根據(jù)選擇的不同運(yùn)行方式，在保護(hù)投退、跳閘表設(shè)置上，精益求精地進(jìn)行慎重選擇，避免因設(shè)置錯(cuò)誤而發(fā)生誤動(dòng)情況。？

參考文獻(xiàn)

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