武广高铁车站自动与远程控制供电的功能改造方案

罗瑞忠，宋 梅

（1 广铁集团公司 供电处，广东广州510088；2 广铁集团公司 长沙供电段，湖南长沙410000）

武广高铁在各车站10kV配电所附近均设有车站10／0.4kV的变电所，由配电所两段母线直供的变压器（电源1、电源2）分开供电，为确保信号、通信、信息及其他一级负荷的供电，又将一级和综合贯通线引入，设一级负荷专用变压器（一级贯通电源、综合贯通电源）作车站一级负荷（III段、IV段母线所接负荷）的备用，即车站信号等一级负荷由4路电源供电，如图1。变电所4路低压电源及母联开关（1QF～7QF）均由PLC自动控制，其余馈出开关由调度中心远程控制。

2010-07-25T18：00时起，雷击造成耒阳西站配电所外电源频繁低电压，PLC多次控制低压开关动作后死机。在18：29时，耒阳西站配电所外电源又同时停电（由相邻所供电的一级和综合贯通线供电正常），由于PLC死机，车站10／0.4kV变电所的开关1QF～7QF均没有动作，直到抢修人员到达处理后才恢复供电，造成耒阳西站停电41min，打乱了正常的行车秩序。

图1 改造前一次主接线图

1 缺陷分析

2010-07-25停电故障发生后，我们查阅了开关的动作记录，进行了仔细的分析，主要存在以下3个方面的问题：

（1）PLC抗干扰能力低。2010-07-25耒阳西站的PLC在短时间内多次运算后即死机，显示PLC抗干扰能力低。该缺陷目前没有解决的办法。

（2）PLC自动控制程序不合理。厂家设计的PLC的控制程序是电源及母联7个开关全连锁，即只有在电源1、电源2都停电后，才会控制开关4QF～7QF动作，投入一级和综合贯通电源。该方式存在当一路电源停电后，如果母联一开关3QF没有合闸，将造成信号等一级负荷单电源供电，供电可靠性较差，不能确保信号等一级负荷的供电。

（3）无后备控制措施。武广高铁的车站变配电所均为无人值班所，开关1QF～7QF又未纳入远动控制，一旦PLC失效，只能派抢修人员到现场操作，延误恢复供电时间。正因为没有完善的后备控制手段，才在2010-07-25故障中，影响耒阳西站供电41min。

（4）通信机、PLC和RTU的电源接引方式不当。由于设备安装图说明不清晰，在设备安装时，通信机、PLC和RTU均从就近的低压屏引接交流220V的电源作为通信机、PLC和RTU的电源也没有设应急备用电源。当低压屏停电后，通信机、PLC和RTU就失效，既不能操作开关，也不能上传信息。2010-07-25故障中，供电调度根本不清楚现场开关的位置及动作情况，影响了故障处理的指挥。

2 功能完善方案

2.1 修改PLC对开关1QF～7QF的控制程序（软件修改）

（1）将开关1QF～7QF分成3组，由PLC实施分组控制。

①开关1QF～3QF为第1组。正常供电时，1QF、2QF在合位，3QF在分位，由电源1、电源2分别带I段、Ⅱ段母线负荷供电；当电源1（或电源2）停电时，1QF（或2QF）分闸，3QF再合闸，由电源2（或电源1）带I段、II段母线负荷供电。

②开关4QF与5QF为第2组。正常供电时，5QF在合位，4QF在分位，Ⅲ段母线的负荷由电源1经Ⅰ段母线供电，一级贯通电源作备用；当Ⅰ段母线无电时，5QF先分闸，4QF再合闸，由一级贯通电源供III段母线的信号等一级负荷。

③开关6QF与7QF为第3组。正常供电时，7QF在合位，6QF在分位，Ⅳ段母线的负荷由电源2经Ⅱ段母线供电，综合贯通电源作备用；当Ⅱ段母线无电时，7QF先分闸，6QF再合闸，由综合贯通电源供IV段母线的信号等一级负荷。

（2）增设4QF～7QF延时3s的动作时间。

在电源1与电源2的转换过程中，Ⅰ段（或Ⅱ段）母线短时无电，将造成5QF（或7QF）分闸，4QF（或6QF）合闸又分闸，5QF（或7QF）再合闸。为避免在电源1与电源2的转换过程中，开关4QF～7QF没必要的分合闸，对4QF～7QF增设了延时3s的动作时间，即当Ⅰ段（或Ⅱ段）母线无电后，延时3s再操作5QF（或7QF）、4QF（或6QF），躲开了电源1与电源2的转换时间。

2.2 增加远程控制开关1QF～7QF的功能

增加RTU至1QF～7QF的控制及信号连线，实现供电调度对开关1QF～7QF进行远程分合闸操作，为避免PLC自动控制与远程控制同时操作开关，在调度主站增加了PLC自动控制与远程控制的连锁功能，同时增加了远程投退PLC的功能（软件修改）。正常情况下仍由PLC控制开关1QF～7QF，调度员在退出PLC后，才能远动操作开关1QF～7QF（如图2）。

图2 改造方案图

2.3 确保远动通信畅通

将低压配电屏RTU、通信机、PLC的电源改用直流电源（每个车站的10kV配电所均有直流220V电源），确保远动通信畅通。

3 结束语

2010-08-06铁道部组织对上述方案进行了专题研究，确定按上述方案进行整改。2010-12完成了对武广高铁各站的整改，并与供电调度一一对应进行了联调联试。运行至今，经历了多次地方电源停电的情况，运行正常，在调度端的信号显示与现场一一对应。

［1］北京南凯自动化系统工程有限公司.NK5730系列RTU产品手册［Z］.北京：北京南凯自动化系统工程有限公司，2009.

［2］施耐德电气有限公司.Twido可编程控制器产品手册［Z］.北京：施耐德电气有限公司，2009.

［3］中华人民共和国铁道部.TB 10008-2006，J660-2007铁路电力设计规范［S］.北京：中国铁道出版社，2007.