高速鐵路10KV貫通線路自動(dòng)裝置投退方式的探討

鄔江峰

【摘 要】高速鐵路10KV配電所貫通線路擔(dān)負(fù)著鐵路沿線通信、信號(hào)等重要負(fù)荷的供電，為進(jìn)一步提高其供電可靠性，為其設(shè)置了重合閘、備自投自動(dòng)裝置。本文針對(duì)重合閘、備自投自動(dòng)裝置投退方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析和探討，得出一種比較適合高速鐵路10KV貫通線路運(yùn)行的自動(dòng)裝置投退方式。

【關(guān)鍵詞】高速鐵路；貫通線路；自動(dòng)裝置；投退

0 引言

隨著高速鐵路的發(fā)展，列車(chē)的運(yùn)行速度越來(lái)越高，這使得對(duì)供電可靠性的要求越來(lái)越高。電力10KV貫通線路擔(dān)負(fù)著鐵路沿線通信、信號(hào)等重要負(fù)荷的供電，確保它的安全穩(wěn)定運(yùn)行也顯得尤為重要，因此為其設(shè)置了重合閘、備自投自動(dòng)裝置，進(jìn)一步提高其供電可靠性。

1 高速鐵路電力10KV貫通線路

高速鐵路電力10KV貫通線路是由配電所饋出的沿高速鐵路線敷設(shè)的10kV電力線路，它分為一級(jí)負(fù)荷貫通線和綜合負(fù)荷貫通線兩種，由相鄰兩配電所互為備供。全線采用單芯電纜，其長(zhǎng)度一般為40～60 KM，負(fù)荷的主要特點(diǎn)是點(diǎn)多但容量小，且要確保不間斷供電。貫通線上每隔3KM左右有一個(gè)智能箱式變電站，其負(fù)荷類(lèi)型主要為通信、信號(hào)、防災(zāi)設(shè)備等一級(jí)負(fù)荷以及區(qū)間攝像機(jī)等二級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷直接關(guān)系到行車(chē)安全，通信、信號(hào)負(fù)荷中斷供電將直接導(dǎo)致運(yùn)輸生產(chǎn)的中斷乃至事故發(fā)生。

2 高速鐵路電力10KV貫通線路自動(dòng)裝置

為提高高速鐵路10KV電力供電系統(tǒng)的可靠性，貫通線路設(shè)置了重合閘、備自投自動(dòng)裝置。重合閘裝置是將因故障跳開(kāi)后的斷路器按需要自動(dòng)投入的一種自動(dòng)裝置。備自投裝置也稱為備用電源自動(dòng)投入裝置，即當(dāng)工作電源因故障停電后，能自動(dòng)快速地將備用電源投入工作的一種自動(dòng)裝置。

3 高速鐵路電力10KV貫通線路自動(dòng)裝置投退方式

貫通線路由相鄰兩配電所互為備供，正常運(yùn)行時(shí)，主供所貫通線斷路器閉合，備供所貫通線斷路器斷開(kāi)，由主供所供電，線路有壓。以下是10KV配電所貫通線主、備供示意圖。

3.1 主供所、備供所重合閘及備自投裝置均投入

當(dāng)貫通線路發(fā)生瞬時(shí)故障或主供甲所電源因故障停電時(shí)，主供甲所保護(hù)動(dòng)作，1DL跳閘，線路失壓，備供乙所檢測(cè)到線路失壓，在母線有壓的情況下，失壓備自投動(dòng)作，2DL閉合，恢復(fù)線路供電，線路有壓。主供甲所檢測(cè)到線路有壓，則重合閘不動(dòng)作，乙所變?yōu)橹鞴?，甲所變?yōu)閭涔?/p>

當(dāng)貫通線路發(fā)生永久性故障時(shí)，主供甲所保護(hù)動(dòng)作，1DL跳閘，線路失壓，備供乙所檢測(cè)到線路失壓，在母線有壓的情況下，失壓備自投動(dòng)作，2DL閉合，動(dòng)作到故障線路上，乙所保護(hù)動(dòng)作，2DL跳閘，乙所保護(hù)重合閘放電，閉鎖重合閘，甲所經(jīng)重合閘延時(shí)，在母線有壓，線路無(wú)壓的情況下，重合閘動(dòng)作，重合到永久性故障，1DL再次跳閘，線路失壓。

該種貫通線路自動(dòng)裝置投退方式在貫通線發(fā)生瞬時(shí)故障或主供所電源因故障停電時(shí)，能夠很好地確保貫通線路供電的可靠性。但高速鐵路電力貫通線全線采用電纜，受外界環(huán)境等外力因素影響發(fā)生瞬時(shí)故障的概率較小，故障多為永久性，當(dāng)貫通線路發(fā)生永久性故障時(shí)將會(huì)使貫通線路及設(shè)備連續(xù)三次受到大故障電流的沖擊，對(duì)供電設(shè)備，尤其是電纜造成損害，縮短壽命。另外在此種方式下發(fā)生故障時(shí)SCADA系統(tǒng)中將會(huì)產(chǎn)生大量的故障信息，不利于供電調(diào)度員在短時(shí)間內(nèi)根據(jù)故障信息判斷出最小故障區(qū)段，迅速將最小故障區(qū)段切除，恢復(fù)非故障區(qū)段供電。例如2011年10月31日15：53京滬高鐵某配電所綜合貫通線路因外單位施工挖斷電纜跳閘，當(dāng)時(shí)SCADA系統(tǒng)中產(chǎn)生了多達(dá)70條故障信息，供電調(diào)度員很難在短時(shí)間內(nèi)根據(jù)故障信息判斷出最小故障區(qū)段，直到16：34分通過(guò)開(kāi)口分段試送電的方法才查找出最小故障區(qū)段。

3.2 主供所、備供所重合閘及備自投裝置均退出

當(dāng)貫通線路發(fā)生故障或主供甲所電源因故障停電時(shí)，主供甲所保護(hù)動(dòng)作，1DL跳閘，線路失壓。

該種貫通線路自動(dòng)裝置投退方式大大地降低了貫通線路供電可靠性，尤其是在貫通線路發(fā)生瞬時(shí)故障或主供甲所電源因故障停電時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致貫通線路停電，需供電調(diào)度員遠(yuǎn)動(dòng)操作相關(guān)所開(kāi)關(guān)恢復(fù)貫通線路供電。但當(dāng)貫通線路發(fā)生永久性故障時(shí)，能夠避免貫通線路及設(shè)備多次連續(xù)受到大故障電流的沖擊，并且供電調(diào)度員能夠根據(jù)故障信息快速判斷出最小故障區(qū)段，將最小故障區(qū)段切除，較快地恢復(fù)非故障區(qū)段供電。目前京滬高鐵10KV貫通線路自動(dòng)裝置采用該種投退方式。

3.3 主供所重合閘裝置退出，備供所備自投裝置投入

當(dāng)貫通線路發(fā)生瞬時(shí)故障或主供甲所電源因故障停電時(shí)，主供甲所保護(hù)動(dòng)作，1DL跳閘，線路失壓，備供乙所檢測(cè)到線路失壓，在母線有壓的情況下，失壓備自投動(dòng)作，2DL閉合，恢復(fù)線路供電，線路有壓。乙所變?yōu)橹鞴?，甲所變?yōu)閭涔?/p>

當(dāng)貫通線路發(fā)生永久性故障時(shí)，主供甲所保護(hù)動(dòng)作，1DL跳閘，線路失壓，備供乙所檢測(cè)到線路失壓，在母線有壓的情況下，失壓備自投動(dòng)作，2DL閉合，動(dòng)作到故障線路上，乙所保護(hù)動(dòng)作，2DL跳閘，線路失壓。

該種貫通線路自動(dòng)裝置投退方式既確保了當(dāng)貫通線路發(fā)生瞬時(shí)故障或主供甲所電源因故障停電時(shí)貫通線路的供電可靠性，也減少了貫通線路發(fā)生永久性故障時(shí)貫通線路及設(shè)備受到連續(xù)大故障電流沖擊的次數(shù)，但仍有造成供電設(shè)備二次故障的可能。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，筆者認(rèn)為3.1中所提到的貫通線路自動(dòng)裝置投退方式不可取，而3.2中所提到的貫通線路自動(dòng)裝置投退方式更多地傾向于確保故障情況下供電設(shè)備的安全性，3.3中所提到的貫通線路自動(dòng)裝置投退方式則更多地傾向于確保故障情況下供電的可靠性。從我局京滬高鐵10KV配電所3年來(lái)的運(yùn)行情況來(lái)看，貫通線路故障多為以永久性故障，如果因多次故障電流沖擊造成供電設(shè)備二次故障，則需要付出更多的搶修時(shí)間才能恢復(fù)供電，造成的影響較大，即便是貫通線路發(fā)生瞬時(shí)故障或電源故障停電造成貫通線路失壓，供電調(diào)度員也可通過(guò)操作相關(guān)所開(kāi)關(guān)短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)供電，對(duì)動(dòng)車(chē)組運(yùn)行的影響可以說(shuō)是微乎其微，因此筆者認(rèn)為3.2中所提到的貫通線路自動(dòng)裝置投退方式更適合高速鐵路10KV貫通線路的運(yùn)行。

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