双线四角形接线分区亭及其改造

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1、双线四角形接线分区亭及其改造钱植之摘　要　论述了双线电气化分区亭的接线方式、保护及其特点。关键词　电气化铁路　牵引供电　分区亭　微机保护SectionPostwithDouble—lineQuadripoleWiringanditsRefermationQianZhizi(LocomotiveDepot,XianBranchofZhengZhouRailwayBureau)　　Abstract:Thepaperdiscussedthewiringpattern,protectionandcharacteristicsofelectified

2、sectionpostwithdoublelinequadripolewiring.　　Keywords:electrifiedrailway,tractionfeeding,sectionpost,microcomputerprotection1　前言　　位于双线电气化铁路牵引变电所间的分区亭，具备越区供电、迂回供电及上下行并联供电的功能。它在减少牵引变电所进线电源、设备故障对牵引供电的影响，增加供电灵活性，提高牵引网电压水平，减少电能损耗等方面起着至关重要的作用。　　80年代以来，随着京秦、大秦、西陇海、兰新、京广等双线电气化铁路的投运

3、，分区亭数量剧增。从多年运行中所暴露的问题来看，既有分区亭接线及其保护在操作稳定性、运行灵活性、越区速度、切除短路故障的灵敏度等方面存在不足。因此有必要寻求一种理想的分区亭接线和保护模式加以替代。　　从1995年起，西安铁路分局与西安勘测设计院、铁道部科学研究院机辆所合作，对西陇海电气化铁路窑村分区亭实施了主接线和继电保护的改造。1996年改造完成投运后至今取得了比较满意的效果。现将改造的关键技术进行介绍，并就理想的分区亭主接线模式及保护模式一同进行探讨。2　理想接线模式——四节点完全接线最小联络通道数M的确定　　众所周知，分区亭的主要作用

4、是实现各进线的开关联络。为确保联络的可靠性、灵活性和简捷性，各进线(节点)间的联络通道的数量需满足“完全接线”的理想模式——N个节点的最小通道数M应等于N边形边数的对角线之和，以满足每两个节点间有一直捷通道、N-2条迂回通道的要求。计算公式为M=N.(N-1)/2。由此可推算双线电气化铁路常用的四进线分区亭完全接线的通道数M应为6。但在实际运行中，分区亭的对侧上下行供电臂的直捷通道极少应用，取消后几乎不影响使用效果。从而导出了这种分区亭的理想接线模式是由顺次连接各进线端的通道设备构成的四角形接线。　　参考文献［2］指出：“由多角形构成的主接

5、线，节点联系灵活，互备性好，……但当节点数量多时存在相互牵制大的缺点。当N小于5时，这种牵制大为减少，接线优越性显著。……四角形接线具备了多角形接线的各种优点，而基本克服了它的不足。”本文的推导结果与这个结论是相符的(图1)。图1　完全接线及四角形接线的导出3　不完全四角形接线及其不足　　理想的接线模式不仅仅取决于通道构架的形式，还取决于通道设备的性能。既有直供方式下的分区亭接线（图2），由于在对侧上行及下行供电臂间使用了电动越区隔离开关，使这种接线的联络功能大大下降。图2　不完全四角形分区亭典型主接线281、282—上下行并联断路器；28

6、11、2812、2821、2822—进线电动隔离开关；2801、2802、—下行、上行越区电动隔离开关；1YH、2YH—单相电压互感器；1ZB、2ZB—单相自用变；1YJ、2YJ、3YJ、4YJ—监视四角电压的电压继电器。这种接线存在以下不足：　　这种接线在同侧上下行供电臂间接并联断路器，在断路器支路接入电流互感器配置低电压闭锁电流速断保护。四条进线通过各自的电动隔离开关与角端相连。一对角端装设一组单相电压互感器，另一对角端装设一组单相自用变。　　由于同侧角间、对侧角间装设不同设备，我们称这种接线为“不完全四角形接线”。　　（1）操作联锁复

7、杂　　由于使用了越区隔离开关和装设于并联支路的简单保护，为确保运行和操作安全，设置了包括进线隔离开关、越区隔离开关、并联断路器位置、进线带电状态等一系列复杂联锁（图3），由于联锁复杂，在越区操作过程中稍不注意就会因错步进入死区而延误时机。图3　不完全四角形分区亭的联锁条件　　（2）越区困难　　由于越区隔离开关的操作条件为两端无电，故实施和解除越区时，需将电源侧有车供电臂前后停电两次。这对事故处理无疑是雪上加霜。加之繁忙干线只能利用列车间隙进线停电，等待时间长，严重耽误事故处理。　　为解决上述越区困难，在郑洛电化设计时，设计部门编制了一套越区

8、程控卡。在解除分区亭的操作联锁以后，通过多达11步的操作，可在电源侧供电臂不停电的情况下实施和解除越区。其关键思路是避免所有隔离开关开合负荷，操作过程见图4。图4　不完全四角形分