牽引變電所備自投試驗順序的擇優方案

程衛軍

0 引言

電氣化鐵道雙 T接線牽引變電所的備自投試驗在新設備投入使用前及設備投入正常使用后進行階段性試驗時是一項非常重要的試驗項目，由于配備微機保護裝置的雙 T接線牽引變電所存在多種運行方式，因此在多種運行方式下進行備自投試驗存在多種試驗順序。合理、科學、有序地組織進行備自投試驗，可有效節省牽引變電所新設備投運前的試驗調試工時及其時間，提高試驗效率，采用擇優的備自投試驗方案對已投運變電所進行階段性的備自投試驗，可極大地縮短天窗停電時間，降低運行線路的供電安全風險，減少運輸干擾，從而保障安全可靠供電，提高經濟效益。

1 雙T接線牽引變電所備自投存在方式

1.1 雙T接線牽引變電所常規設計

目前國內電氣化鐵道牽引變電所110 kV進線至2×27.5 kV母線間一次設備主接線大多采用如圖1所示的雙T接線方式，其接線方式由外橋式接線方式演變而成，相對于橋式接線，外橋將原接線方式橋上斷路器更換為隔離開關，節省了一次投資，但對于備自投運行而言，橋上隔離開關的投退順序相對于斷路器也發生了變化。

1.2 雙T接線牽引變電所的運行及備自投方式

1.2.1 雙T接線牽引變電所運行方式

圖1所示的雙T接線牽引變電所有4種常規運行方式（表1），其中前2種運行方式運用較廣泛。

圖1 雙T接線牽引變電所接線圖

表1 雙T接線牽引變電所運行方式表

1.2.2 雙T接線牽引變電所備自投存在方式

結合變電所的綜合自動化保護裝置，雙T接線牽引變電所在表1所示的4種常規運行方式之間相互自動投切即實現牽引變電所的備自投。

對于方式1，若1#線路失壓結合微機保護裝置，備自投可進行如下2種方式，即采用2#進線+2#主變直列供電或者 2#進線+1#主變交叉供電方式；若1#主變故障結合微機保護裝置，備自投可進行如下2種方式，即采用2#進線+2#主變直列供電或者1#進線+2#主變交叉供電方式。

對于方式2，若2#線路失壓結合微機保護裝置，備自投可進行如下2種方式，即采用1#進線+1#主變直列供電或者 1#進線+2#主變交叉供電方式；若2#主變故障結合微機保護裝置，備自投可進行如下2種方式，即采用1#進線+1#主變直列供電或者2#進線+1#主變交叉供電方式。

對于方式3，若1#線路失壓結合微機保護裝置，備自投可進行如下2種方式，即采用2#進線+2#主變直列供電或者 2#進線+1#主變交叉供電方式；若2#主變故障結合微機保護裝置，備自投可進行如下2種方式，即采用1#進線+1#主變直列供電或者2#進線+1#主變交叉供電方式。

對于方式4，若2#線路失壓結合微機保護裝置，備自投可進行如下2種方式，即采用1#進線+1#主變直列供電或者 1#進線+2#主變交叉供電方式；若1#主變故障結合微機保護裝置，備自投可進行如下2種方式，即采用2#進線+2#主變直列供電或者1#進線+2#主變交叉供電方式。

1.3 牽引變電所備自投試驗擇優選擇的必要性

通過對實際供電運行中 4種常規運行方式及相應備自投方式的分析可看出，每種運行方式下，線路失壓和主變故障均存在2種備自投方式，共計4種方式。而雙T接線的變電所運行的4種常規方式下則需要進行可能出現的16種不定向備自投試驗，且不難發現若無序地進行這16種備自投試驗，則每種運行狀態將會多次重復運行。

同時，由于備自投運行涉及2臺主變高低壓側多臺斷路器、隔離開關的投退，每種試驗過程中都需要一定的調控反應時間進行上述開關的投切。

現實生產實踐中新建電氣化鐵道整條線路在送電前按照相關規范應進行新設備投運前的試驗，備自投試驗是為了確保電氣化鐵道牽引變電所設備安全可靠的正常運行，線路正常供電的一項非常重要的試驗內容，通常情況下，整條電氣化鐵路牽引變電所在送電前的試驗任務相當大，在開通送電任務緊急，試驗設備、試驗人員有限的情況下，若無序地進行備自投試驗，不僅浪費大量工時，占用試驗儀器，同時也無法保障完成試驗任務。

既有變電所進行階段性試驗，往往采用中斷線路運輸，申請天窗停電點進行備自投試驗，由于運輸生產任務大，申請到的天窗停電時間較短，很難在一個天窗停電點內完成 4種常規模式下所有方式的備自投試驗，這將造成供電安全隱患。因此，擇優選擇備自投試驗順序，合理、科學地進行牽引變電所備自投試驗迫在眉睫。

2 牽引變電所備自投試驗的擇優方案

2.1 合理設定微機保護裝置備自投優先級

廠家提供的備自投微機保護裝置根據雙 T接線牽引變電所的4種常規運行模式，可在備自投保護裝置中設定備自投優先級，使每種運行方式下失壓、主變故障各有一種對應的優先備自投模式。

2.1.1 直列優先進行備自投方式

直列優先進行備自投方式參見表2。

表2 直列優先進行備自投方式一覽表

2.1.2 交叉優先進行備自投方式

交叉優先進行備自投方式參見表3。

表3 交叉優先進行備自投方式一覽表

2.1.3 與既有供電模式反模式備自投方式

在進行備自投試驗前微機保護裝置判據既有供電模式（直列或者交叉供電），進行反模式備自投（表 4），即原直列運行模式備自投為交叉供電模式，原交叉運行模式備自投為直列供電模式。

表4 與既有供電模式反模式備自投方式一覽表

通過上述3種備自投優先級的設定，將原牽引變電所4種常規運行模式的16種不定向備自投結果，確定為4種運行模式8種有序自投結果，備自投邏輯清晰、明確，且便于備自投執行。

同時從表2、表3不難看出，列舉的直列優先備自投方式、交叉優先備自投方式其結果只能體現出單一的直列運行模式或者單一的交叉運行模式，造成供電運行過程中缺少多樣的運行模式，降低了供電運行的可靠性。而表4列舉的與既有供電模式反模式的備自投方式其結果包含了牽引變電所常規的4種運行模式。因此建議在微機保護優先級設定過程中采用與既有供電模式反模式備自投優先級設定模式。特別是在進行備自投試驗過程中需要確保試驗數據的完整性，包含所有的常規運行模式，所以采用與既有供電模式反模式備自投優先級設定模式。

2.2 科學排列備自投試驗順序

在確定選用與既有供電模式反模式備自投優先級設定模式的前提下，結合表4不難看出，常規的4種運行模式分別在失壓與主變故障這2種備自投條件下，其備自投結果是每種常規運行模式仍然出現2次。合理排列試驗順序，即形成運行模式與備自投結果的承接，避免在試驗過程中進行倒閘作業再次擬定運行模式進行試驗，這樣便極大地節省了試驗時間，達到了對備自投試驗順序的擇優選擇。其結果如表5所示。

表5 備自投試驗的擇優方案一覽表

通過表5設計的備自投試驗順序，可以發現雙T接線牽引變電所常規的4種運行模式對應的備自投結果也為常規的4種運行模式，且通過該試驗順序進行試驗，所有的備自投方式均進行了一次試驗，試驗過程中其試驗前運行模式與試驗結果前后承接，形成循環，避免了試驗過程中為達到某種試驗結果進行倒閘操作，擬定運行模式，進而造成對寶貴試驗時間的浪費。按照表5的任一序號向下進行試驗，只需要8次連貫試驗即可完成整體備自投試驗，回到初始運行模式，并節約了試驗時間。

3 結語

本文提出的牽引變電所備自投試驗擇優方案，不論是在現實供電運行中進行階段性變電所備自投試驗，還是在新建變電所投運前進行的備自投試驗，都有極大的參考價值，試驗方案科學、合理，極大地節省了試驗時間，提高了試驗效率。

[1]賀威俊.電力牽引供變電技術.ISBN/7811041510[M].成都：西南交通大學出版社，2005.

[2]陳德樹.計算機繼電保護原理學技術[M].北京：水利電力出版社，1992.

[3]王漢兵.牽引變電所備自投系統存在問題及解決方案[J].電氣化鐵道，2011，2（1）：26-28.