铁路10kV变电站母联自投改进方案

      《铁路工程设计技术手册电力》（以下简称手册）中给出了两种母联自投原理图（原图见手册），但这两种自投方案存在重大缺陷：在下列两种情况下，一路电源故障跳闸后，母联可能将另一路电源自投到故障点上，造成全变电所失电，扩大事故，一种情况是母线故障，进线开关跳闸，另一种情况是某一出线故障，出线开关拒跳或保护配合不当造成进线开关跳闸。为了解决此重大缺陷，《江苏电机工程》2002年4月第21卷第2期刊登了一篇《铁路10KV配电所母联自投方案的改进》文章，对手册中给的方案进行了修改，方法是在中心配电所每路电源进线处各加装一组电压互感器，以电源侧是否有电压作为母联自投的依据。但该方案仍有缺陷，现分析该方案的缺陷并给出另一个更为可靠、简单的改进方案。

一、   对《江苏电机工程》给出的改进方案的分析

改进方案如图一：

图一 原改进方案的交、直流回路展开图

      改进方案的核心是将电压检测从母线PT改为进线PT，以判断是母线故障还是进线线路故障。但这不能消除上述缺陷，原因是：

      （1）当母线上出现短路时，母线PT和进线PT的电压检测值一致，电压降到1YJ、2YJ、3YJ的整定值时，备用电源自投装置仍可能投到故障点上，造成全变电所失电。

      （2）某一出线上发生短路故障，出线开关拒动，进线开关跳闸，电压降到1YJ、2YJ、3YJ的整定值时，备用电源自投装置仍可能投到故障点上，造成全变电所失电。

      （3）对于有些老变电所，可能没有位置安装进线电压互感器。

下面给出两个更为可靠的改进方案。

二、   改进方案一

      针对以上情况，现提出一种更为可靠、简单的备用电源自动投入回路。见图二。

图二  改进后的方案二次展开图

      在上述方案中，低电压继电器接在进线电压互感器1YH1、2YH1二次侧。如果有些变电所没有进线电压互感器或者没有地方装进线互感器，则可将低电压继电器接在各段母线互感器1YH2、2YH2二次侧，这时要注意防止手动拉进线开关时BZT误投，方法是手动拉闸时通过万能转换开关或压板解除BZT，这种方法不增加一次设备投资，更重要的是对老变电所不占用柜位。

      该方案的基本工作原理是：当进线电流互感器以下发生故障时，不管故障点是在母线上还是出线回路上，由于过电流保护的定值小于电流速断保护，因此不管是速断保护出口跳闸还是过电流保护出口跳闸，进线过电流继电器都会瞬时起动，过电流继电器一旦动作，立即闭锁备用电源自动投入装置，防止将另一路电源误投到故障点引起全变电所失电。

三、改进方案二

      在母联上安装一套充电保护，在母联合闸的瞬间保护自动投入，自投成功后延时0.5S自动退出，使用这种改进方法的前提是:变电所的两条进线的电流速断保护动作时限必须与充电保护配合，保证母联自投时动作的选择性。这种改进方法没有第一种改进方法安全可靠，因为即使母联自投至故障点后充电保护正确动作，但是对电力系统形成了第二次冲击，影响系统中另一部分设备的正常供电。该方案不需要增加一次设备。