高速鐵路10KV貫通線路自動裝置投退方式的探討

【摘 要】高速鐵路10KV配電所貫通線路擔負著鐵路沿線通信、信號等重要負荷的供電，為進一步提高其供電可靠性，為其設置了重合閘、備自投自動裝置。本文針對重合閘、備自投自動裝置投退方式的優缺點進行了分析和探討，得出一種比較適合高速鐵路10KV貫通線路運行的自動裝置投退方式。

【關鍵詞】高速鐵路；貫通線路；自動裝置；投退

0 引言

隨著高速鐵路的發展，列車的運行速度越來越高，這使得對供電可靠性的要求越來越高。電力10KV貫通線路擔負著鐵路沿線通信、信號等重要負荷的供電，確保它的安全穩定運行也顯得尤為重要，因此為其設置了重合閘、備自投自動裝置，進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的10kV電力線路，它分為一級負荷貫通線和綜合負荷貫通線兩種，由相鄰兩配電所互為備供。全線采用單芯電纜，其長度一般為40～60 KM，負荷的主要特點是點多但容量小，且要確保不間斷供電。貫通線上每隔3KM左右有一個智能箱式變電站，其負荷類型主要為通信、信號、防災設備等一級負荷以及區間攝像機等二級負荷。一級負荷直接關系到行車安全，通信、信號負荷中斷供電將直接導致運輸生產的中斷乃至事故發生。

2 高速鐵路電力10KV貫通線路自動裝置

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

3 高速鐵路電力10KV貫通線路自動裝置投退方式

貫通線路由相鄰兩配電所互為備供，正常運行時，主供所貫通線斷路器閉合，備供所貫通線斷路器斷開，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

當貫通線路發生瞬時故障或主供甲所電源因故障停電時，主供甲所保護動作，1DL跳閘，線路失壓，備供乙所檢測到線路失壓，在母線有壓的情況下，失壓備自投動作，2DL閉合，恢復線路供電，線路有壓。主供甲所檢測到線路有壓，則重合閘不動作，乙所變為主供，甲所變為備供。

當貫通線路發生永久性故障時，主供甲所保護動作，1DL跳閘，線路失壓，備供乙所檢測到線路失壓，在母線有壓的情況下，失壓備自投動作，2DL閉合，動作到故障線路上，乙所保護動作，2DL跳閘，乙所保護重合閘放電，閉鎖重合閘，甲所經重合閘延時，在母線有壓，線路無壓的情況下，重合閘動作，重合到永久性故障，1DL再次跳閘，線路失壓。

該種貫通線路自動裝置投退方式在貫通線發生瞬時故障或主供所電源因故障停電時，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，受外界環境等外力因素影響發生瞬時故障的概率較小，故障多為永久性，當貫通線路發生永久性故障時將會使貫通線路及設備連續三次受到大故障電流的沖擊，對供電設備，尤其是電纜造成損害，縮短壽命。另外在此種方式下發生故障時SCADA系統中將會產生大量的故障信息，不利于供電調度員在短時間內根據故障信息判斷出最小故障區段，迅速將最小故障區段切除，恢復非故障區段供電。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，當時SCADA系統中產生了多達70條故障信息，供電調度員很難在短時間內根據故障信息判斷出最小故障區段，直到16：34分通過開口分段試送電的方法才查找出最小故障區段。

3.2 主供所、備供所重合閘及備自投裝置均退出

當貫通線路發生故障或主供甲所電源因故障停電時，主供甲所保護動作，1DL跳閘，線路失壓。

該種貫通線路自動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生瞬時故障或主供甲所電源因故障停電時，都會導致貫通線路停電，需供電調度員遠動操作相關所開關恢復貫通線路供電。但當貫通線路發生永久性故障時，能夠避免貫通線路及設備多次連續受到大故障電流的沖擊，并且供電調度員能夠根據故障信息快速判斷出最小故障區段，將最小故障區段切除，較快地恢復非故障區段供電。目前京滬高鐵10KV貫通線路自動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

當貫通線路發生瞬時故障或主供甲所電源因故障停電時，主供甲所保護動作，1DL跳閘，線路失壓，備供乙所檢測到線路失壓，在母線有壓的情況下，失壓備自投動作，2DL閉合，恢復線路供電，線路有壓。乙所變為主供，甲所變為備供。

當貫通線路發生永久性故障時，主供甲所保護動作，1DL跳閘，線路失壓，備供乙所檢測到線路失壓，在母線有壓的情況下，失壓備自投動作，2DL閉合，動作到故障線路上，乙所保護動作，2DL跳閘，線路失壓。

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

4 結束語

綜上所述，筆者認為3.1中所提到的貫通線路自動裝置投退方式不可取，而3.2中所提到的貫通線路自動裝置投退方式更多地傾向于確保故障情況下供電設備的安全性，3.3中所提到的貫通線路自動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年來的運行情況來看，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備二次故障，則需要付出更多的搶修時間才能恢復供電，造成的影響較大，即便是貫通線路發生瞬時故障或電源故障停電造成貫通線路失壓，供電調度員也可通過操作相關所開關短時間內恢復供電，對動車組運行的影響可以說是微乎其微，因此筆者認為3.2中所提到的貫通線路自動裝置投退方式更適合高速鐵路10KV貫通線路的運行。

[責任編輯：周娜]