电力无线远动与故障自动隔离系统

YFXRoland

工程量大，投资高，施工难度大，且光电缆维护成本较大。
L1、L2线路所隶属于京广高铁线路，支线连接滠口线路所、谌家矶线路所，位于武汉站进出动车径路中，重要程度不言而喻。线路所分别从京广线孝感至汉阳区段自闭、贯通线路接电，为保证设备高效供电，引入电力无线远动和故障自动隔离系统。解决现场不具备通信传输网，无法接入远动装置的问题。
2 系统结构
系统由TD-1监控机、TD-1分段装置一起构成，如下图所示，实现对铁路电力线路的无线远动控制与故障自动隔离。
TD-1监控机：
TD-1监控机安装于主供配电所、备供配电所（可不用），实现对线路分段开关的远程无线遥控，显示线路运行状态，诊断和指示线路的故障性质和故障位置所在区段。
TD-1分段装置：
TD-1分段装置设备包括：10kV高压开关，专用压互流互，智能分段控制箱，安装于线路分段点，控制线路完成分段停电与送电、诊断和隔离线路故障、指示故障位置在分段开关左侧或右侧。
3主要技术特点
（1）自动诊断和快速隔离短路、缺相故障，保障供电安全。
（2）自动诊断单相接地故障，满足运行规定“可维持2小时”要求。
（3）不需要专用通信通道，不需要外部提供工作电源。
（4）可与既有远动系统或综自系统连接，向电调中心提供监控信息。
（5）不改变原来的继电保护、电气接线和运行程序。
（6）除高压开关，其它设备免维护。
4监控系统结构与功能
4.1 系统结构
（1）电力自闭线
1）汉阳-孝感电力自闭线供电臂上丹水池至滠口区间的132#、133杆处，分别各安装一套“TD-1分段装置”。
2）汉阳配电所对应“汉阳-孝感电力自闭线”控制屏柜的空余处安装一台“TD-1监控机”。
3）系统结构与设备分布，如下图所示。
（2）电力贯通线
1）汉陽-孝感电力贯通线供电臂上丹水池至滠口区间的131#、129杆处，分别各安装一台“TD-1分段装置”。
2）汉阳配电所对应“汉阳-孝感电力贯通线”控制屏柜的空余处安装一台“TD-1监控机”。
3）系统结构与设备分布，如下图所示。
（3）系统工作条件
1）TD-1分段装置、TD-1控制机中必须插入4G网络通信卡。“汉阳-孝感”自闭/贯通供电臂的无线远动与故障自动隔离系统2套，共需要6个4G网络通信卡。
2）必须保持这6个通信卡有足够的通信费，否则，系统不能工作。
5 故障自动诊断与隔离程序
5.1 短路故障诊断与隔离
对瞬时短路故障，自动重合闸；对永久性短路故障，自动隔离。
当自闭线发生短路故障后，132杆、133杆处的2台分段开关跳闸；当贯通线发生短路故障后，131杆、129杆处的2台分段开关跳闸。距离短路故障点和电源最近的分段开关自动闭锁，自动隔离了故障。距离短路故障点和电源远的分段开关不会闭锁，如果线路及时来电，就自动重合闸；如果线路停电超过2分钟后，通过汉阳配电所的无线操作也可以合闸送电。
5.2 单相接地故障诊断与隔离
对单相接地的处理方式，满足运行规定：运行中线路发生单相接地后，线路上的2台分段开关都保持不动（不跳闸），汉阳配电所的监控机上“接地提示”指示灯闪光。
按照调度指令，启动选线时，线路上的分段开关因失压保护跳闸。距离单相接地故障点和电源最近的分段开关自动闭锁，隔离了故障。距离单相接地故障点和电源远的分段开关不会闭锁，可通过汉阳所的无线操作合闸送电。
5.3 缺相故障诊断与隔离
当线路发生缺相故障后，缺相故障点之后的分段开关跳闸。距离缺相故障点最近的分段开关自动闭锁，避免了缺相故障点之后的三相负荷因不对称运行而烧损。距离缺相故障点远的分段开关不会闭锁，如果线路及时来电，就自动重合闸；如果线路停电超过2分钟后，通过汉阳配电所的无线操作也可以合闸送电。
6.结论
本文所探索的电力无线远动和故障自动隔离系统，不需要专用的远动通信通道，不需要外部对线路上分段装置及RTU设备供电，对电力线路的运行状态进行自动化监控，保障铁路供电安全可靠。系统利用4G网络进行“点对点”无线通信，自动拒绝其它信号和病毒干扰。自动诊断和识别线路瞬时与永久性故障，自动隔离永久性短路故障，高压开关灵活操作，故障点快速切除。
该系统于2018年6月份完成安装，投入使用。通过实际应用，各项功能运行状态良好。
参考文献：
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作者简介：
刘猛，本科，电气工程及其自动化专业，中国铁路武汉局集团有限公司武汉供电段，助理工程师， 主要从事铁路电力设备运营和更新改造。