武廣高鐵車站自動與遠程控制供電的功能改造方案

羅瑞忠，宋 梅

（1 廣鐵集團公司 供電處，廣東廣州510088；2 廣鐵集團公司 長沙供電段，湖南長沙410000）

武廣高鐵在各車站10kV配電所附近均設有車站10／0.4kV的變電所，由配電所兩段母線直供的變壓器（電源1、電源2）分開供電，為確保信號、通信、信息及其他一級負荷的供電，又將一級和綜合貫通線引入，設一級負荷專用變壓器（一級貫通電源、綜合貫通電源）作車站一級負荷（III段、IV段母線所接負荷）的備用，即車站信號等一級負荷由4路電源供電，如圖1。變電所4路低壓電源及母聯(lián)開關（1QF～7QF）均由PLC自動控制，其余饋出開關由調(diào)度中心遠程控制。

2010-07-25T18：00時起，雷擊造成耒陽西站配電所外電源頻繁低電壓，PLC多次控制低壓開關動作后死機。在18：29時，耒陽西站配電所外電源又同時停電（由相鄰所供電的一級和綜合貫通線供電正常），由于PLC死機，車站10／0.4kV變電所的開關1QF～7QF均沒有動作，直到搶修人員到達處理后才恢復供電，造成耒陽西站停電41min，打亂了正常的行車秩序。

圖1 改造前一次主接線圖

1 缺陷分析

2010-07-25停電故障發(fā)生后，我們查閱了開關的動作記錄，進行了仔細的分析，主要存在以下3個方面的問題：

（1）PLC抗干擾能力低。2010-07-25耒陽西站的PLC在短時間內(nèi)多次運算后即死機，顯示PLC抗干擾能力低。該缺陷目前沒有解決的辦法。

（2）PLC自動控制程序不合理。廠家設計的PLC的控制程序是電源及母聯(lián)7個開關全連鎖，即只有在電源1、電源2都停電后，才會控制開關4QF～7QF動作，投入一級和綜合貫通電源。該方式存在當一路電源停電后，如果母聯(lián)一開關3QF沒有合閘，將造成信號等一級負荷單電源供電，供電可靠性較差，不能確保信號等一級負荷的供電。

（3）無后備控制措施。武廣高鐵的車站變配電所均為無人值班所，開關1QF～7QF又未納入遠動控制，一旦PLC失效，只能派搶修人員到現(xiàn)場操作，延誤恢復供電時間。正因為沒有完善的后備控制手段，才在2010-07-25故障中，影響耒陽西站供電41min。

（4）通信機、PLC和RTU的電源接引方式不當。由于設備安裝圖說明不清晰，在設備安裝時，通信機、PLC和RTU均從就近的低壓屏引接交流220V的電源作為通信機、PLC和RTU的電源也沒有設應急備用電源。當?shù)蛪浩镣ｋ姾?，通信機、PLC和RTU就失效，既不能操作開關，也不能上傳信息。2010-07-25故障中，供電調(diào)度根本不清楚現(xiàn)場開關的位置及動作情況，影響了故障處理的指揮。

2 功能完善方案

2.1 修改PLC對開關1QF～7QF的控制程序（軟件修改）

（1）將開關1QF～7QF分成3組，由PLC實施分組控制。

①開關1QF～3QF為第1組。正常供電時，1QF、2QF在合位，3QF在分位，由電源1、電源2分別帶I段、Ⅱ段母線負荷供電；當電源1（或電源2）停電時，1QF（或2QF）分閘，3QF再合閘，由電源2（或電源1）帶I段、II段母線負荷供電。

②開關4QF與5QF為第2組。正常供電時，5QF在合位，4QF在分位，Ⅲ段母線的負荷由電源1經(jīng)Ⅰ段母線供電，一級貫通電源作備用；當Ⅰ段母線無電時，5QF先分閘，4QF再合閘，由一級貫通電源供III段母線的信號等一級負荷。

③開關6QF與7QF為第3組。正常供電時，7QF在合位，6QF在分位，Ⅳ段母線的負荷由電源2經(jīng)Ⅱ段母線供電，綜合貫通電源作備用；當Ⅱ段母線無電時，7QF先分閘，6QF再合閘，由綜合貫通電源供IV段母線的信號等一級負荷。

（2）增設4QF～7QF延時3s的動作時間。

在電源1與電源2的轉(zhuǎn)換過程中，Ⅰ段（或Ⅱ段）母線短時無電，將造成5QF（或7QF）分閘，4QF（或6QF）合閘又分閘，5QF（或7QF）再合閘。為避免在電源1與電源2的轉(zhuǎn)換過程中，開關4QF～7QF沒必要的分合閘，對4QF～7QF增設了延時3s的動作時間，即當Ⅰ段（或Ⅱ段）母線無電后，延時3s再操作5QF（或7QF）、4QF（或6QF），躲開了電源1與電源2的轉(zhuǎn)換時間。

2.2 增加遠程控制開關1QF～7QF的功能

增加RTU至1QF～7QF的控制及信號連線，實現(xiàn)供電調(diào)度對開關1QF～7QF進行遠程分合閘操作，為避免PLC自動控制與遠程控制同時操作開關，在調(diào)度主站增加了PLC自動控制與遠程控制的連鎖功能，同時增加了遠程投退PLC的功能（軟件修改）。正常情況下仍由PLC控制開關1QF～7QF，調(diào)度員在退出PLC后，才能遠動操作開關1QF～7QF（如圖2）。

圖2 改造方案圖

2.3 確保遠動通信暢通

將低壓配電屏RTU、通信機、PLC的電源改用直流電源（每個車站的10kV配電所均有直流220V電源），確保遠動通信暢通。

3 結(jié)束語

2010-08-06鐵道部組織對上述方案進行了專題研究，確定按上述方案進行整改。2010-12完成了對武廣高鐵各站的整改，并與供電調(diào)度一一對應進行了聯(lián)調(diào)聯(lián)試。運行至今，經(jīng)歷了多次地方電源停電的情況，運行正常，在調(diào)度端的信號顯示與現(xiàn)場一一對應。

［1］北京南凱自動化系統(tǒng)工程有限公司.NK5730系列RTU產(chǎn)品手冊［Z］.北京：北京南凱自動化系統(tǒng)工程有限公司，2009.

［2］施耐德電氣有限公司.Twido可編程控制器產(chǎn)品手冊［Z］.北京：施耐德電氣有限公司，2009.

［3］中華人民共和國鐵道部.TB 10008-2006，J660-2007鐵路電力設計規(guī)范［S］.北京：中國鐵道出版社，2007.