微机数字式贯通自闭线路保护测控装置的设计

摘 要 文章主要论述了在电气化铁路系统中，当贯通线路区间因故障或其他原因造成供电电源断开，如何将其他进线电源迅速投入，不造成线路区间断电的一种微机数字式保护方式，并简要阐述了当前国内生产的电力系统二次保护设备的主要特征。

关键词 贯通自闭线路保护；微机数字式保护

中图分类号：TM773 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）01-0064-01

电能，以其绿色、低廉等特性广泛的应用于人们的生活和企业的生产中，随着科学技术的不断进步，各种用电设备规模不断增大，用电量日益增加，对电力系统稳定性提出了更高的要求。然而在电力系统运行中，随时可能发生各种故障和不正常的运行状态，如何将故障部分迅速、准确切除，并保证正常部分继续工作成为我们电力者的首要任务。微机数字式保护，正以其稳定、高效、智能、体积小等诸多特点，逐步替代传统继电保护，更多的应用到电力系统中。

1 概述

数字式贯通自闭线路保护测控装置在电气化铁路系统中的使用，是保证系统安全、可靠、稳定运行的有力技术手段。对提高多电源供电可靠性，保证连续供电有重要作用。

现以我公司ARL856型数字式贯通自闭线路保护测控装置为例，分析一下一次失压备自投及一次自动恢复供电在现实中的应用，并对其原理设计做简要的介绍。

2 硬件设计

根据功能要求，本装置在总体设计、各插件设计上均充分考虑了可靠性的要求，并在程序执行、信号指示、通信等方面给与了详尽考虑，共配备了五块功能插件：交流插件，主板插件，出口插件，电源插件，人机对话板。

3 保护原理设计

目前电气化铁路系统中最重要的部分应该是贯通线区间，必须通过两个配电所相互配合来保证这一区间的电能的供给。下面我们针对一些配电所所需要三相二次重合闸、一次失压备自投及一次自动恢复供电功能，来简单分析一下这一功能在这一领域的应用。

一次失压备自投及一次自动恢复供电、三相二次重合闸按贯通或自闭馈出线上配置自动分段装置，保护功能与自动分段装置的配合设计，系统接线如下图。

正常运行情况下，线路两端的两个供电所如图所示，一个作为主供所，另一个为备供所。主供电所微机保护应配置三相二次重合闸功能，备供电所微机保护应配置一次失压备自投及一次自动恢复供电功能。

当变配电所设置为主供所时，在对侧备自投失败后，进行故障分段和恢复本侧非故障区段的供电。保护动作以后，经过一段延时线路仍然无压时，将启动三相一次重合闸进行故障定位和故障分段，如果重合于永久性故障上则后加速动作再次跳开断路器。当重合于永久故障而再次跳开后，启动第二次重合闸来给非故障区段恢复供电。

当变配电所设置为备供所时，当自闭贯通线路失压或出现其他故障时，主供所一侧的保护将动作跳开断路器QF2，对于备供所一侧的保护，在母线有压线路无压的情况下，保护将启动一次失压备自投合断路器QF1，以保证自闭贯通线路正常供电。

如果第一次失压备自投到永久性故障上，备自投失败，在主供所经多次重合闸将主供侧故障分段并恢复主供侧非故障区段供电后，一次自动恢复供电功能经过一段时间延时恢复备供侧非故障区段的供电。

主供侧配置三相二次重合闸功能，同时，闭锁一次备自投和一次自动恢复功能。重合闸启动方式有两种：保护启动及跳位（不对应）启动。

当选择一次重合闸时，在合闸于故障线路的情况下，保护跳闸后，重合闸不再起动。当选择二次重合闸时，在合闸于故障线路的情况下，保护跳闸后，重合闸会再次起动，作二次重合闸。

重合闸必须在“充电”完成后才能投入，以避免多次重合闸。在满足充电条件，而放电条件不满足时，充电计数器开始计数。当起动重合闸的保护动作未返回时，重合闸不会起动。当放电条件满足时，充电计数器清零，代表重合闸充电的标记为空。在装置充电完成后，代表重合闸充电的标记为满。

备供侧配置一次失压备自投和一次自动恢复供电功能，同时，闭锁三相二次重合闸功能。为了避免多次自投，必须在“充电”完成后才能启动合闸回路。

一次失压备自投和一次自动恢复供电功能投入，充电完毕，断路器在分位，当母线有压，因线路故障或主供侧故障而使线路无压时，一次失压备自投动作合断路器。若合闸到故障线路，则加速跳闸。同时启动一次自动恢复功能，在自动恢复延时到后，将备供侧的非故障区段恢复供电。备自投放电。备自投充电条件不满足，也就不再充电，直到故障解除，手跳或遥跳DL，恢复正常备供侧供电模式，再次充电。

初始运行状态自动识别功能：在线路初次带电时，装置可根据线路电压和断路器位置自动识别运行状态——线路带电（判线路线电压最大值）且断路器处于合位时，装置判定为主供状态。线路带电（判线路线电压最大值）且断路器处于分位时，装置判定为备供状态。

运行过程中状态自动识别功能——备供转主供：线路因故障跳闸后，当备供所线路保护检测到三相失压并启动备自投快投；当备自投动作之后，启动延时t，如果线路带电时间≥t，则说明备投成功，此时原备供所保护自动改变运行方式，切换到主供运行方式。其中：t应大于保护的最长动作时间。如果上述条件不满足，则说明备投不成功，此时备供所保护维持原运行方式不变。

运行过程中状态自动识别功能——主供转备供：同样，线路因故障跳闸后，当主供所保护在0.15 s之后当又检测到线路带电，启动t延时（断路器变位时启动计时器），判带电时间≥t，则主供所保护认为线路发生瞬时性故障，备供所一次失压备自投投入成功，此时原主供所保护自动改变运行方式，切换到备供运行方式。否则的话就认为线路发生永久性故障，备供所一次失压备自投投入不成功，依然需要主供所来重合，主供所保护维持原运行方式不变。

人工操作断路器运行状态自动转换功能——备供转主供：在备供状态下，通过手动合闸或者通过后台遥合断路器，如果断路器合位，在线路带电（判线路线电压）时间≥t，则装置自动改为主供状态运行。

人工操作断路器运行状态自动转换功能——主供转备供：在主供状态下，手动分闸或者通过后台遥分断路器，如果断路器分位，在线路带电（判线路线电压）时间≥t，则装置自动改为备供状态运行。

4 结论

伴随着人类文明的不断进步，我们对现有的世界有了更深入的认识，现有的一切也对我们提出了更高的要求，作为电力工作者的我们，应该对电力系统有更深刻的理解，让微机数字式保护选择更准确，动作更迅速，反应更灵敏，整体更可靠。

参考文献

[1]许敬贤，张道民.电力系统继电保护[M].北京电力出版社，1963.

[2]贺家李，李永丽，董新洲，李斌.电力系统继电保护原理第四版[M].中国电力出版社，2010.

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