微保備用電源自投裝置在三路電源鐵路變電站的應用

武林強

摘 要 本文通過對微保電源備自投裝置的技術要求、工作原理、應用實例的論述及一起實際使用中的備用電源自投誤動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。為相關配電運行工作中的值班、技術人員，在設備運行、試驗、檢測、故障處理時提供參考，積累經驗，提高在故障情況下的應急處理能力，確保特等樞紐站的供電安全。

關鍵詞 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 TM6 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）163-0203-02

1 確保鐵路站場可靠供電的常用解決方案

鐵路供電系統為適應形勢需要，在經過近幾年不斷地建設發展和設備更新改造后，在較大樞紐站場中的變電所、配電室都逐步引進了三路供電電源。因其選擇的運行方式不同，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雜性。

2 備自投裝置的技術要求和工作原理、基本判據條件

微機型備自投原理基本沿襲傳統的電磁保護原理，主要包括充電、失壓跳閘和備自投合閘3個過程。微機型備自投裝置使用更靈活，可以現場對充電條件、失壓跳條件和備自投條件進行編程，滿足各種不同運行方式的要求，一臺微機型備自投裝置可以同時實現10余種備自投方式，每種方式相當于一臺傳統的電磁型備自投裝置。

2.1 備自投裝置的總體技術要求

1）當母線失壓時，備用電源應自動投入，保證不間斷供電。

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

3）每次發生失壓后，備用電源自投裝置只能自投一次。

4）當發生故障，PT二次斷線、手動分、合閘或遙控分、合閘時應閉鎖備自投。

5）如備自投投入后發生故障，應該把備用電源迅速斷開，以免故障范圍擴大。

2.2 充電

用于識別確認當前的穩定運行工況，激活相應的備自投方式，保證在發生一次失壓時備自投裝置只動作一次，避免在開關動作過程中未進入穩定狀態時發生多次動作。

2.3 放電

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

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

2）閉鎖備自投信號有效（如速斷、過流、零序保護動作等時）、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的放電條件，即任意一個充電條件發生變化，經整定的充電時間或備自投結束后再放電。

2.4 失壓跳

電源失壓跳是為備自投服務的，在發生失壓后將失壓電源開關跳開，切除故障線路（或停電線路）。失壓跳可以由備自投裝置實現，也可以進線保護裝置實現，在不設置備自投時也需要設置失壓跳保護，保證供電安全或有利于恢復供電。

充電成功后，若失壓跳投入且運行工況滿足整定的“失壓跳條件”持續時間大于整定的失壓跳延時，則動作于跳閘，若失壓跳出口3s（北京站配電室設定為4.1s）后保護裝置仍不能檢測到相應的開關變位信號則認為跳閘不成功，報“失壓跳失敗”信號，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，通過進入開入信號閉鎖備自投，如手動分閘操作、遙控分閘操作和進線保護跳閘信號等。

2.6 偷跳

沒有操作或保護動作跳閘驅動時斷路器發生跳閘，則認為是偷跳，備自投支持偷跳自投。進線通過手跳和保護跳的閉鎖輸出信號來區分偷跳；母聯的手跳通過輸出閉鎖信號來閉鎖備自投，而故障或異常（如PT斷線）用保護軟件內部實現閉鎖。

2.7 備自投失敗

在發生失壓后，備自投裝置需在一定時間內對自投情況進行評判，如不成功則應發出信號并放電，不能一直處于等待狀態，導致發生無法預期的合閘動作。

3 北京站配電室備用電源自投誤動事故實例分析

2013年10月22日北京站配電室203柜進線電纜發生絕緣擊穿故障，引起上級供電局電站開關跳閘，造成本所203進線和6#母線69PT失壓，256母聯將203斷路器分開，合自身開關，恢復6#母線供電。同時246母聯檢測到203進線和母線PT69失壓，誤將201柜斷路器跳開。245母聯備自投裝置，檢測到201偷跳，啟動備自投保護裝置，在15S放電時間內將自身斷路器合上，恢復4#母線供電，導致一路電源故障時同時失去兩路電源的事故。

北京站10kV配電室為三路電源進線，正常運行時采用單母線分段運行方式，設3個母聯開關（接線方式如下圖），本次事故發生前為按分段運行方式正常運行，245、256、246三個母聯開關均置自投位，設置動作順序為順時針方向投入。

事故發生后，經現場調查，故障中246母聯裝置版本：type：3030？？ver：2.0其保護、跳閘表設置為：

保護投退：備自投方式2投入；備自投閉鎖投入；進線PT投入；母線PT投入。

保護定值：進線失壓35V母線失壓35V？失壓延時4.1S進線有壓70V母線有壓70V無流定值0.3A。

跳閘出口：進線1失壓：出口5；進線2失壓：出口5、7；備自投合分段開關：？出口4。

當203電源進線電纜故障引起供電局上級電站跳閘后，256柜備自投裝置檢測到203進線和母線同時失壓，跳203斷路器，合母聯開關256，動作正確。

經查246柜備自投裝置誤設了進線二失壓跳閘出口5（進線一失壓應設跳閘出口5），這樣當246檢測到203和母線69PT同時失壓后，通過跳閘出口5，指揮，跳201，屬于誤動。跳閘后不滿足備自投條件（203、201均在分位），未合246分段開關，正確；245柜備自投裝置認為201偷跳，將245分段開關合上，動作正確，實現一路帶全所，對246柜備自投裝置的誤動及時進行了補救。

針對本次事故原因，已對備自投裝置錯誤設置參數進行改正，并對其它裝置進行了排查，對相關定值進行了核查。

4 北京站10kV配電室在用備自投方案的評價

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

在N-1運行方式下，此系列產品存在失壓跳判據條件簡單，如本次故障中？246母聯檢測到203和母線69PT同時失壓后，便啟動跳閘功能，具體跳哪一開關，靠跳閘出口設置表選項來指揮，一旦設置錯誤，即可發生誤動，擴大事故范圍，因此時201和母線49PT電壓正常，也能有效避免誤跳201情況的發生。

在N-2運行方式下，即當一路停電檢修又發生其中一路電源停電故障時，通過分析我們發現，因為模塊設備容量有限，不能接入自投功能需要的全部判據條件量，致使母聯備自投不能全部實現自動投入功能，部分情況下還需手動操作才能恢復供電。？

此款微保電源備自投設備功能存在設計缺陷，這樣對值班、運行、測試人員提出了更高要求，運行中相關人員要熟知本產品性能、特點。根據選擇的不同運行方式，在保護投退、跳閘表設置上，精益求精地進行慎重選擇，避免因設置錯誤而發生誤動情況。？

參考文獻

[1]eDCAP600系列微機保護裝置技術說明書.紫光測控有限公司，2012.

[2]靜態繼電保護及安全自動裝置通用技術條件.DL T 478-2001.

[3]微機線路保護通用技術條件.GB/T15145-2008.