微保备用电源自投装置在三路电源铁路变电站的应用

武林强

摘 要 本文通过对微保电源备自投装置的技术要求、工作原理、应用实例的论述及一起实际使用中的备用电源自投误动事故分析来阐述具有三路电源的北京站配电室配电室的备用电源自投装置存在的问题及解决方案。为相关配电运行工作中的值班、技术人员，在设备运行、试验、检测、故障处理时提供参考，积累经验，提高在故障情况下的应急处理能力，确保特等枢纽站的供电安全。

关键词 备自投；失压跳；无压跳；备自投充电；备自投放电；故障闭锁

中图分类号 TM6 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）163-0203-02

1 确保铁路站场可靠供电的常用解决方案

铁路供电系统为适应形势需要，在经过近几年不断地建设发展和设备更新改造后，在较大枢纽站场中的变电所、配电室都逐步引进了三路供电电源。因其选择的运行方式不同，对备用电源自投方式的选择也不同，这样增加了备用电源自投方式的复杂性。

2 备自投装置的技术要求和工作原理、基本判据条件

微机型备自投原理基本沿袭传统的电磁保护原理，主要包括充电、失压跳闸和备自投合闸3个过程。微机型备自投装置使用更灵活，可以现场对充电条件、失压跳条件和备自投条件进行编程，满足各种不同运行方式的要求，一台微机型备自投装置可以同时实现10余种备自投方式，每种方式相当于一台传统的电磁型备自投装置。

2.1 备自投装置的总体技术要求

1）当母线失压时，备用电源应自动投入，保证不间断供电。

2）备用电源的投入要迅速，要求装置的动作时间到备用电源的投入尽可能的短的原则。

3）每次发生失压后，备用电源自投装置只能自投一次。

4）当发生故障，PT二次断线、手动分、合闸或遥控分、合闸时应闭锁备自投。

5）如备自投投入后发生故障，应该把备用电源迅速断开，以免故障范围扩大。

2.2 充电

用于识别确认当前的稳定运行工况，激活相应的备自投方式，保证在发生一次失压时备自投装置只动作一次，避免在开关动作过程中未进入稳定状态时发生多次动作。

2.3 放电

在某些运行工况下，不允许备用电源自投，此时为保证备自投动作可靠不动作需将备自投装置放电，使其处于无效状态。

1）在充电过程中（满足了充电条件但未完成充电时），任一个充电条件发生变化即放电。

2）闭锁备自投信号有效（如速断、过流、零序保护动作等时）、备自投退出或备自投成功、失败，均立即放电。

3）在充电完成后或备自投过程中闭锁相应的放电条件，即任意一个充电条件发生变化，经整定的充电时间或备自投结束后再放电。

2.4 失压跳

电源失压跳是为备自投服务的，在发生失压后将失压电源开关跳开，切除故障线路（或停电线路）。失压跳可以由备自投装置实现，也可以进线保护装置实现，在不设置备自投时也需要设置失压跳保护，保证供电安全或有利于恢复供电。

充电成功后，若失压跳投入且运行工况满足整定的“失压跳条件”持续时间大于整定的失压跳延时，则动作于跳闸，若失压跳出口3s（北京站配电室设定为4.1s）后保护装置仍不能检测到相应的开关变位信号则认为跳闸不成功，报“失压跳失败”信号，备自投装置立即放电。

2.5 备自投闭锁

某些情况下需要禁止备自投装置工作，通过进入开入信号闭锁备自投，如手动分闸操作、遥控分闸操作和进线保护跳闸信号等。

2.6 偷跳

没有操作或保护动作跳闸驱动时断路器发生跳闸，则认为是偷跳，备自投支持偷跳自投。进线通过手跳和保护跳的闭锁输出信号来区分偷跳；母联的手跳通过输出闭锁信号来闭锁备自投，而故障或异常（如PT断线）用保护软件内部实现闭锁。

2.7 备自投失败

在发生失压后，备自投装置需在一定时间内对自投情况进行评判，如不成功则应发出信号并放电，不能一直处于等待状态，导致发生无法预期的合闸动作。

3 北京站配电室备用电源自投误动事故实例分析

2013年10月22日北京站配电室203柜进线电缆发生绝缘击穿故障，引起上级供电局电站开关跳闸，造成本所203进线和6#母线69PT失压，256母联将203断路器分开，合自身开关，恢复6#母线供电。同时246母联检测到203进线和母线PT69失压，误将201柜断路器跳开。245母联备自投装置，检测到201偷跳，启动备自投保护装置，在15S放电时间内将自身断路器合上，恢复4#母线供电，导致一路电源故障时同时失去两路电源的事故。

北京站10kV配电室为三路电源进线，正常运行时采用单母线分段运行方式，设3个母联开关（接线方式如下图），本次事故发生前为按分段运行方式正常运行，245、256、246三个母联开关均置自投位，设置动作顺序为顺时针方向投入。

事故发生后，经现场调查，故障中246母联装置版本：type：3030？？ver：2.0其保护、跳闸表设置为：

保护投退：备自投方式2投入；备自投闭锁投入；进线PT投入；母线PT投入。

保护定值：进线失压35V母线失压35V？失压延时4.1S进线有压70V母线有压70V无流定值0.3A。

跳闸出口：进线1失压：出口5；进线2失压：出口5、7；备自投合分段开关：？出口4。

当203电源进线电缆故障引起供电局上级电站跳闸后，256柜备自投装置检测到203进线和母线同时失压，跳203断路器，合母联开关256，动作正确。

经查246柜备自投装置误设了进线二失压跳闸出口5（进线一失压应设跳闸出口5），这样当246检测到203和母线69PT同时失压后，通过跳闸出口5，指挥，跳201，属于误动。跳闸后不满足备自投条件（203、201均在分位），未合246分段开关，正确；245柜备自投装置认为201偷跳，将245分段开关合上，动作正确，实现一路带全所，对246柜备自投装置的误动及时进行了补救。

针对本次事故原因，已对备自投装置错误设置参数进行改正，并对其它装置进行了排查，对相关定值进行了核查。

4 北京站10kV配电室在用备自投方案的评价

北京站配电室的母联备自投模块设备是紫光测控公司于2000年投放市场的DCAP3000（V2.0）系列产品，于2006年安装使用，运行中存在一些不足。

在N-1运行方式下，此系列产品存在失压跳判据条件简单，如本次故障中？246母联检测到203和母线69PT同时失压后，便启动跳闸功能，具体跳哪一开关，靠跳闸出口设置表选项来指挥，一旦设置错误，即可发生误动，扩大事故范围，因此时201和母线49PT电压正常，也能有效避免误跳201情况的发生。

在N-2运行方式下，即当一路停电检修又发生其中一路电源停电故障时，通过分析我们发现，因为模块设备容量有限，不能接入自投功能需要的全部判据条件量，致使母联备自投不能全部实现自动投入功能，部分情况下还需手动操作才能恢复供电。？

此款微保电源备自投设备功能存在设计缺陷，这样对值班、运行、测试人员提出了更高要求，运行中相关人员要熟知本产品性能、特点。根据选择的不同运行方式，在保护投退、跳闸表设置上，精益求精地进行慎重选择，避免因设置错误而发生误动情况。？

参考文献

[1]eDCAP600系列微机保护装置技术说明书.紫光测控有限公司，2012.

[2]静态继电保护及安全自动装置通用技术条件.DL T 478-2001.

[3]微机线路保护通用技术条件.GB/T15145-2008.