科技创新导报2015 NO.02Science and Technology Innovation Herald研究报告
关于两路电源“并路倒闸”问题的探讨①
刘汝谦 裴晓琼
（北京铁路局北京供电段 北京 100036）
为保证配电网中重要用户不间断供电，摘 要：两路电源“并路倒闸”操作越来越被广泛使用。介绍了铁路运行规程对各种负荷停电时间的要
求，讨论了两路电源合环应满足的技术条件，分析了不满足合环条件下强行合环可能会产生短路故障，造成保护跳闸甚至越级跳闸的严重后果，此外论文还研究了并路倒闸时保护装置设置方案，给出微机保护装置设置检同期时所设置的压差门槛值建议。研究结果表明，对10 kV合环倒路存在一定的安全风险，若采取用户两路电源的变压器低压侧400 V短时并列将会减小对整个供电系统的不利影响。关键词：配电网 两路电源 并路倒闸 合环电流
文献标示码： 中图分类号：TN86 A
文章编号：1674-098X(2015)01(b)-0024-02
为了确保电网安全，供电公司在审批供电方案时，一般不允许两路电源“并路倒闸”[1]。设计时要求在变、配电所的电源和母联断路器间装设“三合二”的电气联锁，就是为了保证两路电源和母联断路器不可能同时在合闸状态。但是对于一些极少数不允许短时间断供电的非常重要的用户，供电公司还是允许“合环倒路”的，例如铁路较大车站、站场的用电属一级负荷，瞬时停电将会造成较大的政治影响，在施工设计和供电公司方案审批时允许“并路倒闸”，即当任一路电源需要停电时，可以先合上两路电源间的母联断路器，然后再分开需要停电的电源断路器。这样就实现了重要负荷的不间断供电。
[2]
为此配备了隔离调压器。由于经过调压器与供电电源系统的隔离，加之行车信号供电一般负荷很小，所以北京铁路局在京广、京沪线车站20～30 kVA变压器二次侧还装有低压并路开关。正常运行方式：甲配电室向乙配电室主送供电，乙配电室为甲配电室做备供，当甲配电室电源失压后，乙配电室自动向甲配电室供电。也就是说每个信号点有4路电源确保其供电，确保了行车供电的可靠性。当线路需要停电时，相邻的两配电室采取两1∶1调压器短时并列运行方式，然后需要停电的供电回路再退出运行，有效的防止了行车信号设备瞬时断电的可能。为了实现“并路倒闸”，自闭、贯通柜设置了检同期保护，当两电源相位不同、压差不满足要求时，备供所不具备合闸条件。
电要求的前提下，尽量采取不间断供电的方式，积累了一些经验。
2.1 两路电源合环，必须具备的条件
两路电源合环，相当于为两路电源供电的两台变压器短时并列运行。为了实现两路电源合环，首先两个电源的上级电源必须是在同一个供电系统里合环运行；其次两路电源合环时，两路电源必须相位一致；根据运行经验，两台需并列运行的调压器容量相差不应大于1.5倍，阻抗电压相差不超过10%，压差不大于15 V，角差不大于15度，在这些条件下合环时才不致产生过大的合环电流。
事实上供电系统的运行方式、线路参数经常发生变化，两路电源短时合环时，为电源供电的两台变压器的负荷分配不仅与每台变压器的阻抗有关，还与当时负荷潮流、整个系统阻抗等因素有关，为此供电调度部门在下令“合环”时，需要做大量工作。如图1所示，假设用户在合环前供电系统的
1 铁路车站供电的“并路倒闸”
铁路行车信号、大站电气集中、驼峰道岔自动集中等设备的供电，生产连续性要求很高，短时停电时间要求不得超过0.15 s；铁路信号供电的性质决定，不允许有短时停电，所以自采取自动闭塞信号供电时起，电源切换方式一般均采用“并路倒闸”[3]。
2 两路电源“并路倒闸”的建议
近年来，为提高供用电管理水平，在日常的供用电管理工作中，不断摸索在符合供
图1 供电系统示意图1图2 供电系统示意图2
①作者简介：刘汝谦(1958，1—)，男，北京人，北京铁路局北京供电段电力技术科，工程师，从事电力运行及工程管理工作。
裴晓琼（19，3—），男，北京人，北京铁路局北京供电段段长，高级工程师。
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2015 NO.02Science and Technology Innovation Herald科技创新导报广泛应用，电压采样一般取自二次相电压，所以现在线路电压互感器大多采用Y,yn接线，这样可以监测到线路末端的相电压。压差、角差的计算方法如图3所示，由计算结果可以看出，测量采样为相电压时，压差和角差数值上基本一致。
图4为调压器接线组别母线侧为Y/y0-12，线路侧为D/yn-11时测量到的压角差、角差的向量图，二次压差约为17 V，差约为17度。微保装置设置20 V、20度“并路倒闸”时造成两侧断路器均跳闸。因此，一般微机保护装置设置检同期时，设置压差为相电压不大于15 V，角差小于15度。
图3 压差、角差计算及向量图
3 结论
10 kV合环倒路存在一定的安全风险，执行合环操作时必须谨慎，一旦误合环将威胁供电系统的主变。采取用户两路电源的变压器低压侧（400 V）短时并列，这样对整个供电系统影响要小一些。
事实上即便是一级重要用户，也不是所有负荷均不允许短时间断供电的，只需将这部分重要负荷采用大功率EPS电源供电，即可以解决不间断供电的问题，将风险分散。
参考文献
[1] GB26859-2011电力安全工作规程[S].
中国电力出版社
[2] 杨文杰.10kV开闭站并路倒闸及其应用
[J].智能建筑电气技术，2008（2）：42-图4 接线组别母线侧为Y/y0-12，线路侧为D/yn-11时的压差、角差向量图
220 kV、110 kV、10 kV各级母联断路器均在断开位置，用户合上环点245，两个供电系统的压差、角差将会很大，特别是两个系统在合环的瞬间负荷会再分配，负荷转移势必形成巨大的合环电。
2.2 不满足合环条件，强行合环产生的严重后果
20世纪70年代末，北京铁路局北京供电段某配电室发生过一次误合环，当时不仅造成两路电源跳闸，还造成电压互感器炸裂，巨大的电动力将当时为了防震加固而固定在高压柜上的角钢扭变形。1987年某配电室值班员在执行供电调度“合环”命令时，造成两路电源断路器因环流造成的同时跳闸，事后分析查原因是施工部门在做电源电缆接头盒后未按规定进行核相，造成两电源相位不同。因此，要认真执行和落实供电部门制定的规章制度，当停电电源恢复供电后，用户必须对两路电源进线进行核相。
在日常运行中存在大量“误合环”的可能，譬如用微机远动操作，在有些情况下可以避开“三合二”的电气联锁，而且不经“检同期”及“选掉”即可操作。在图2所示的环形供电线路中，合上环点处的“三联开关”，即可将两路电源合环，且“三联开关”不受
“三合二”联锁的约束。断路器误动及机械合闸，均可能造成误“合环”。
在日常设备运行中，由于系统运行方式、线路参数不断变化，保护装置采集到的数值也在不断变化，当采集到参数不符合所给定的条件时，保护装置自动显示“不同期”，切断了合闸回路。此时必须严格禁止通过打开断路器机械“死点”方式，释放操作机构弹簧储能合闸条件进行强行并路，当相位不同或相角差过大时，极易引发短路故障，造成保护的跳闸，甚至可造成保护越级跳闸，此种方法危害极大。2.3 并路倒闸时保护装置设置方案
作为重要用户的北京站、北京南站、北京西站、铁路局调度楼等配电室，供电部门允许并路倒闸。一般只设置了“合环选掉”保护，即：如果合环电流造成保护动作，选掉需要停电的断路器，譬如：图2中201电源需要停电检修，那么就选掉201。
以往铁路10 kV线路侧电压互感器大多采用V-V型接线，压差比较的是母线与线路电压互感器的二次线电压100 V，同步继电器一般设置压差不大于40 V，相当于角差小于23度。随着设备的不断更新改造，既有的电磁保护逐步淘汰，微机保护得到
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[3] 王玉国.铁路单回路电力贯通线路短时
并列运行及保护配合[J].继电器，2002（9）：65-66.
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