甘永忠，黃 旗

改進(jìn)牽引變電所母線壓互監(jiān)測(cè)電路的探討

甘永忠，黃 旗

從提高變電所母線壓互電氣回路運(yùn)行可靠性出發(fā)，分析了既有壓互工作、監(jiān)測(cè)電路在實(shí)際運(yùn)行中的缺陷和不足，提出相應(yīng)的改進(jìn)方案，使得主、備用壓互回路的運(yùn)行狀態(tài)均得到實(shí)時(shí)、有效地監(jiān)測(cè)，在發(fā)生異常時(shí)發(fā)出告警信號(hào)，并分別討論了針對(duì)既有變電所、新建變電所及變電所“無人化”發(fā)展的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。

變電所；母線；電壓互感器；PT斷線

0 引言

牽引變電所母線為分段設(shè)計(jì)時(shí)，各分段均設(shè)有電壓互感器（以下簡稱壓互）。在不分段運(yùn)行的情況下，一般只投入一組壓互，另一組備用。備用壓互回路應(yīng)保證完好，在運(yùn)行壓互故障或其他情況下要求具備隨時(shí)投運(yùn)的條件。運(yùn)行的壓互回路發(fā)生故障時(shí)可依靠保護(hù)裝置的“壓互斷線告警”功能對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但對(duì)備用壓互目前只能依靠人工定期檢查、測(cè)量的方式，該方式必然存在中斷監(jiān)測(cè)的問題，這不僅增加了管理及作業(yè)的負(fù)擔(dān)，也不利于設(shè)備的安全運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)“無人化”發(fā)展要求。另外，在運(yùn)行和備用回路間切換存在短暫“失電”過程，可能導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動(dòng)。因此，有必要對(duì)其工作電路進(jìn)行改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)可靠、完善和有效的運(yùn)行、監(jiān)測(cè)功能，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

1 壓互回路工作方式

目前，典型壓互回路的電路原理如圖1所示，壓互轉(zhuǎn)換開關(guān)多采用雙工位或三工位萬用開關(guān)，少數(shù)也有采用4只空氣開關(guān)的。

對(duì)該電路多年運(yùn)行中發(fā)生的問題進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)主要存在如下缺陷：

（1）在運(yùn)行、備用壓互回路間切換存在短暫的“失電”過程，可能導(dǎo)致母線斷路器“低壓啟動(dòng)過流保護(hù)”、電容斷路器“失壓”保護(hù)誤動(dòng)。

（2）備用壓互目前只能靠人工定期檢查、測(cè)量的方式，存在中斷監(jiān)測(cè)的問題，為了加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，只能一味地增加人工作業(yè)頻次，這不僅增加了作業(yè)及管理的負(fù)擔(dān)，也不利于設(shè)備的安全運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行“無人化”的發(fā)展要求。

圖1 牽引變電所壓互回路典型電路原理圖

2 壓互二次電路改進(jìn)方案

2.1 既有電路增設(shè)監(jiān)測(cè)告警回路

（1）增設(shè)監(jiān)測(cè)電壓表。在設(shè)備盤面上增設(shè)監(jiān)測(cè)電壓表，對(duì)全部壓互回路進(jìn)行監(jiān)測(cè)，方便實(shí)時(shí)巡視、檢查，不需專門測(cè)量，值班人員能夠方便、及時(shí)地發(fā)現(xiàn)回路故障。

該方案簡單、可靠，易于實(shí)現(xiàn)，在有人值班場(chǎng)所完全滿足需要，即實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備狀態(tài)的有效監(jiān)測(cè)，又消除了工作人員頻繁測(cè)量帶來的作業(yè)負(fù)擔(dān)和安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2）增設(shè)監(jiān)測(cè)告警回路。在增設(shè)監(jiān)測(cè)電壓表的基礎(chǔ)上，增加電壓繼電器用以判斷回路狀態(tài)，并接至告警回路，實(shí)現(xiàn)“壓互斷線”實(shí)時(shí)告警功能。如果將該告警信號(hào)納入遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，便可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，實(shí)現(xiàn)“無人化”管理。

該方案功能較為完善，實(shí)現(xiàn)了電壓監(jiān)測(cè)、告警功能，滿足“遠(yuǎn)程”管理的條件，適用于無人值班的場(chǎng)所。

圖2為壓互二次增設(shè)電壓監(jiān)測(cè)、告警功能的電路原理圖，為簡化起見，監(jiān)測(cè)、告警回路只畫出1條，實(shí)際應(yīng)為4條。

圖2 牽引變電所壓互回路監(jiān)測(cè)、告警電路原理圖

2.2 利用綜自系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)控

在綜自系統(tǒng)的保護(hù)、測(cè)控裝置中，一般均有冗余的電壓采集回路，通過對(duì)既有電路的改進(jìn)，保持主用壓互回路工作方式不變，將備用壓互回路接入裝置的冗余回路（圖 3），并進(jìn)行相應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)置和通訊設(shè)置，實(shí)現(xiàn)回路的監(jiān)測(cè)、狀態(tài)判斷及告警功能。為方便區(qū)分，可在備用回路告警信息中增加“備用”字樣。這樣便可實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行、備用壓互回路的不間斷監(jiān)測(cè)，工作人員在接到告警信息后，結(jié)合電壓檢測(cè)或前述的電壓表監(jiān)測(cè)指示，可明確判斷故障回路，及時(shí)處置。

該方案硬件接線簡單，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）不需要增加新的裝置和元件，只對(duì)電路接線稍做改進(jìn)，對(duì)綜自系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，便可在既有的綜自系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行、備用壓互回路完善的監(jiān)測(cè)、告警功能。

（2）通過綜自系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)配置，在當(dāng)?shù)亍⑦h(yuǎn)程均方便實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、告警功能，有利于設(shè)備“無人化”運(yùn)行。

（3）通過對(duì)測(cè)控裝置內(nèi)部編程、配置，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行、備用壓互回路的自動(dòng)切換功能。

圖3 保護(hù)測(cè)控裝置監(jiān)測(cè)原理圖

運(yùn)行、備用壓互回路監(jiān)測(cè)、告警及自動(dòng)切換工作邏輯如圖4所示。

圖4 壓互回路監(jiān)測(cè)、告警及自動(dòng)切換邏輯圖

既有綜自系統(tǒng)中，多數(shù)廠家的測(cè)控裝置均有冗余的電壓采集端子。如補(bǔ)償電容保護(hù)測(cè)控裝置有冗余的“差壓”回路，主變后備保護(hù)測(cè)控裝置有冗余的“中性點(diǎn)電壓”回路等，改造時(shí)可靈活應(yīng)用，在新的綜自系統(tǒng)中，可將其設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)配置。

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3 結(jié)語

本文所述的牽引變電所壓互回路電路結(jié)構(gòu)及工作方式改進(jìn)方案，在對(duì)設(shè)備改動(dòng)工作量很小的情況下，完善了設(shè)備運(yùn)行功能，減少了人工檢測(cè)作業(yè)工作量及安全風(fēng)險(xiǎn)因素，降低了運(yùn)行、管理成本，也方便納入系統(tǒng)遠(yuǎn)程管理，有利于實(shí)現(xiàn)變電所“無人化”運(yùn)行。在既有設(shè)備改造中，多種方案可根據(jù)實(shí)際需要靈活運(yùn)用。

[1] 陳小川.鐵路供電繼電保護(hù)與自動(dòng)化[M].北京：中國鐵道出版社，2010.

Starting from improving the bus bar potential transformer electrical circuit reliable operation of substation, analyzes the defects and insufficiencies of existed potential transformers and monitoring circuits in their actual operation, proposes relative improvement program to execute real-time and effective monitoring of running state of main and standby potential transformer circuits, the warning alarm will be signaled once there is any abnormality; and discusses respectively the design schemes for improvement of existed substation and newly built substation as well as development of unmanned substation.

Substation; bus; potential transformer; PT disconnection

U224.2+4

：B

：1007-936X(2015)03-0005-02

2014-08-10

甘永忠.蘭州鐵路局供電處，高級(jí)工程師，電話：13619330118；

黃 旗.蘭州鐵路局嘉峪關(guān)供電段，工程師。