牵引变电所备自投试验顺序的择优方案

时间：2024-07-28

程卫军

0 引言

电气化铁道双 T接线牵引变电所的备自投试验在新设备投入使用前及设备投入正常使用后进行阶段性试验时是一项非常重要的试验项目，由于配备微机保护装置的双 T接线牵引变电所存在多种运行方式，因此在多种运行方式下进行备自投试验存在多种试验顺序。合理、科学、有序地组织进行备自投试验，可有效节省牵引变电所新设备投运前的试验调试工时及其时间，提高试验效率，采用择优的备自投试验方案对已投运变电所进行阶段性的备自投试验，可极大地缩短天窗停电时间，降低运行线路的供电安全风险，减少运输干扰，从而保障安全可靠供电，提高经济效益。

1 双T接线牵引变电所备自投存在方式

1.1 双T接线牵引变电所常规设计

目前国内电气化铁道牵引变电所110 kV进线至2×27.5 kV母线间一次设备主接线大多采用如图1所示的双T接线方式，其接线方式由外桥式接线方式演变而成，相对于桥式接线，外桥将原接线方式桥上断路器更换为隔离开关，节省了一次投资，但对于备自投运行而言，桥上隔离开关的投退顺序相对于断路器也发生了变化。

1.2 双T接线牵引变电所的运行及备自投方式

1.2.1 双T接线牵引变电所运行方式

图1所示的双T接线牵引变电所有4种常规运行方式（表1），其中前2种运行方式运用较广泛。

图1 双T接线牵引变电所接线图

表1 双T接线牵引变电所运行方式表

1.2.2 双T接线牵引变电所备自投存在方式

结合变电所的综合自动化保护装置，双T接线牵引变电所在表1所示的4种常规运行方式之间相互自动投切即实现牵引变电所的备自投。

对于方式1，若1#线路失压结合微机保护装置，备自投可进行如下2种方式，即采用2#进线+2#主变直列供电或者 2#进线+1#主变交叉供电方式；若1#主变故障结合微机保护装置，备自投可进行如下2种方式，即采用2#进线+2#主变直列供电或者1#进线+2#主变交叉供电方式。

对于方式2，若2#线路失压结合微机保护装置，备自投可进行如下2种方式，即采用1#进线+1#主变直列供电或者 1#进线+2#主变交叉供电方式；若2#主变故障结合微机保护装置，备自投可进行如下2种方式，即采用1#进线+1#主变直列供电或者2#进线+1#主变交叉供电方式。

对于方式3，若1#线路失压结合微机保护装置，备自投可进行如下2种方式，即采用2#进线+2#主变直列供电或者 2#进线+1#主变交叉供电方式；若2#主变故障结合微机保护装置，备自投可进行如下2种方式，即采用1#进线+1#主变直列供电或者2#进线+1#主变交叉供电方式。

对于方式4，若2#线路失压结合微机保护装置，备自投可进行如下2种方式，即采用1#进线+1#主变直列供电或者 1#进线+2#主变交叉供电方式；若1#主变故障结合微机保护装置，备自投可进行如下2种方式，即采用2#进线+2#主变直列供电或者1#进线+2#主变交叉供电方式。

1.3 牵引变电所备自投试验择优选择的必要性

通过对实际供电运行中 4种常规运行方式及相应备自投方式的分析可看出，每种运行方式下，线路失压和主变故障均存在2种备自投方式，共计4种方式。而双T接线的变电所运行的4种常规方式下则需要进行可能出现的16种不定向备自投试验，且不难发现若无序地进行这16种备自投试验，则每种运行状态将会多次重复运行。

同时，由于备自投运行涉及2台主变高低压侧多台断路器、隔离开关的投退，每种试验过程中都需要一定的调控反应时间进行上述开关的投切。

现实生产实践中新建电气化铁道整条线路在送电前按照相关规范应进行新设备投运前的试验，备自投试验是为了确保电气化铁道牵引变电所设备安全可靠的正常运行，线路正常供电的一项非常重要的试验内容，通常情况下，整条电气化铁路牵引变电所在送电前的试验任务相当大，在开通送电任务紧急，试验设备、试验人员有限的情况下，若无序地进行备自投试验，不仅浪费大量工时，占用试验仪器，同时也无法保障完成试验任务。

既有变电所进行阶段性试验，往往采用中断线路运输，申请天窗停电点进行备自投试验，由于运输生产任务大，申请到的天窗停电时间较短，很难在一个天窗停电点内完成 4种常规模式下所有方式的备自投试验，这将造成供电安全隐患。因此，择优选择备自投试验顺序，合理、科学地进行牵引变电所备自投试验迫在眉睫。

2 牵引变电所备自投试验的择优方案

2.1 合理设定微机保护装置备自投优先级

厂家提供的备自投微机保护装置根据双 T接线牵引变电所的4种常规运行模式，可在备自投保护装置中设定备自投优先级，使每种运行方式下失压、主变故障各有一种对应的优先备自投模式。

2.1.1 直列优先进行备自投方式

直列优先进行备自投方式参见表2。

表2 直列优先进行备自投方式一览表

2.1.2 交叉优先进行备自投方式

交叉优先进行备自投方式参见表3。

表3 交叉优先进行备自投方式一览表

2.1.3 与既有供电模式反模式备自投方式

在进行备自投试验前微机保护装置判据既有供电模式（直列或者交叉供电），进行反模式备自投（表 4），即原直列运行模式备自投为交叉供电模式，原交叉运行模式备自投为直列供电模式。

表4 与既有供电模式反模式备自投方式一览表

通过上述3种备自投优先级的设定，将原牵引变电所4种常规运行模式的16种不定向备自投结果，确定为4种运行模式8种有序自投结果，备自投逻辑清晰、明确，且便于备自投执行。

同时从表2、表3不难看出，列举的直列优先备自投方式、交叉优先备自投方式其结果只能体现出单一的直列运行模式或者单一的交叉运行模式，造成供电运行过程中缺少多样的运行模式，降低了供电运行的可靠性。而表4列举的与既有供电模式反模式的备自投方式其结果包含了牵引变电所常规的4种运行模式。因此建议在微机保护优先级设定过程中采用与既有供电模式反模式备自投优先级设定模式。特别是在进行备自投试验过程中需要确保试验数据的完整性，包含所有的常规运行模式，所以采用与既有供电模式反模式备自投优先级设定模式。

2.2 科学排列备自投试验顺序

在确定选用与既有供电模式反模式备自投优先级设定模式的前提下，结合表4不难看出，常规的4种运行模式分别在失压与主变故障这2种备自投条件下，其备自投结果是每种常规运行模式仍然出现2次。合理排列试验顺序，即形成运行模式与备自投结果的承接，避免在试验过程中进行倒闸作业再次拟定运行模式进行试验，这样便极大地节省了试验时间，达到了对备自投试验顺序的择优选择。其结果如表5所示。

表5 备自投试验的择优方案一览表

通过表5设计的备自投试验顺序，可以发现双T接线牵引变电所常规的4种运行模式对应的备自投结果也为常规的4种运行模式，且通过该试验顺序进行试验，所有的备自投方式均进行了一次试验，试验过程中其试验前运行模式与试验结果前后承接，形成循环，避免了试验过程中为达到某种试验结果进行倒闸操作，拟定运行模式，进而造成对宝贵试验时间的浪费。按照表5的任一序号向下进行试验，只需要8次连贯试验即可完成整体备自投试验，回到初始运行模式，并节约了试验时间。