雪峰山隧道位于國道主干線上海至瑞麗高速公路湖南省邵陽至懷化段， 雪峰山隧道為上下行分離的雙洞隧道， 其中左線隧道長6 946 m， 右線長6 956 m。

　　雪峰山隧道供電設(shè)計為4 路獨立10 kV 雙環(huán)網(wǎng)供電， 當(dāng)1 路或2 路失電時要確保隧道正常供電。當(dāng)3 路失電時要自動甩掉部分負(fù)荷， 保證一級負(fù)荷正常運轉(zhuǎn)，其邏輯控制關(guān)系復(fù)雜， 因此必須有一套分析、判斷、控制系統(tǒng)。配電網(wǎng)自動化就是在此背景下提出來， 它可以與電力監(jiān)控系統(tǒng)相互配合， 以確保雪峰山隧道供電的正常運行。

　　1. 1  供電電源的引入

　　雪峰山隧道供電采用10 kV 系統(tǒng)， 由地方電力公司的塘灣、鐵山兩座變電站雙回線通過架空線路供電至雪峰山隧道口的# 1 和# 4 變電站。

　　(1)為雪峰山隧道供電的塘灣、鐵山兩座35 kV 變電站電源來源于安江110 kV 變電站的兩段母線， 35 kV供電線路通過安江變、雪峰變、塘灣變和鐵山變形成雙電源環(huán)網(wǎng)供電， 其供電方式已按照一類負(fù)荷設(shè)計。

　　( 2) 塘灣、鐵山兩座35 kV 變電站分別設(shè)有兩臺35/ 10 kV6 300 kV A的變壓器， 10 kV 側(cè)采用單母線分段的供電方式。

　　( 3) 為保障供電可靠性， 在安江變110 kV 側(cè)， 以及各35 kV 變電站35 kV 側(cè)、各變電站的10 kV 隧道用電的出線側(cè)均設(shè)有備用電源自投
 裝置。

　　1. 2  雪峰山隧道變電所的設(shè)置

　　在隧道洞室內(nèi)設(shè)置4 座10/ 0 4 kV 變電站， 系統(tǒng)正常運行時， 4 路外電電源同時工作， 并互為備用， 在故障狀態(tài)下， 要求至少有2 路外電電源保證供電不中斷。隧道內(nèi)各變電站之間通過YJV2210 kV， 3X120 高壓電纜構(gòu)成2 個相對獨立的單環(huán)網(wǎng)， 連接開關(guān)采用負(fù)荷開關(guān)。開環(huán)點分別設(shè)在# 2 變電所的AH3 柜和# 3 變電所的AH9 柜。通過電力監(jiān)控系統(tǒng)中的配電網(wǎng)自動化功能實現(xiàn)兩個單環(huán)之間的聯(lián)絡(luò)。

　　2  雪峰山配電網(wǎng)綜合自動化系統(tǒng)

　　綜合考慮雪峰山隧道供電網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性， 以及供電的可靠性和安全性， 經(jīng)多方論證， 采用如圖1 所示10 kV配電網(wǎng)絡(luò)。各變電站的正常用電回路并不會影響到配電自動化的實施。以下敘述中均依照圖1 所示網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。

　　在正常工作時， 各變電站母聯(lián)開關(guān)均保持分位。

　　( 1) 塘灣變# 1 進(jìn)線經(jīng)雪峰山隧道# 1 變電站進(jìn)線開關(guān)AH2， 為# 1 變電站I 段母線供電; 經(jīng)# 1 變電站進(jìn)線開關(guān)AH3， 為# 2 變電站AH2 給# 2 變電站I 段母線供電。

　　( 2) 塘灣變# 2 進(jìn)線經(jīng)雪峰山隧道# 1 變電站進(jìn)線開關(guān)AH9， 為# 1 變電站 段母線供電， 經(jīng)# 1 變電站AH8、# 3 變電站AH2 給# 3 變電站I 段母線供電。

　　( 3) 鐵山變# 1 進(jìn)線經(jīng)雪峰山隧道# 4 變電站進(jìn)線開關(guān)AH2， 為# 4 變電站I 段母線供電， 經(jīng)# 4 變電站AH3、# 2 變電站AH10 給# 2 變電站 段母線供電。

　　( 4) 鐵山變# 2 進(jìn)線經(jīng)雪峰山隧道# 4 變電站進(jìn)線開關(guān)AH9， 為# 4 變電站 段母線供電， 經(jīng)4# 變電站AH8、# 3 變電站AH9 給# 3 變電站I 段母線供電。

圖1  雪峰山隧道10 kV 變電站的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。

　　3  配網(wǎng)自動化系統(tǒng)故障診斷、隔離與網(wǎng)架重構(gòu)

　　雪峰山隧道配電網(wǎng)故障分為區(qū)間內(nèi)故障和區(qū)間外故障; 區(qū)間內(nèi)故障應(yīng)能與通過# 1， # 4 變電站的進(jìn)線開關(guān)隔離， 確保區(qū)間內(nèi)故障不會將事故擴(kuò)散到外部。

　　3. 1  外部電源故障配網(wǎng)自動化實現(xiàn)方案

　　外部電源故障只作用于# 1 和# 4 變電站的進(jìn)線開關(guān)， 由安裝在開關(guān)柜上保護(hù)測控單元檢測并發(fā)出外部電源故障信號， 然后上傳到配網(wǎng)自動化主機(jī)進(jìn)行網(wǎng)架重構(gòu)。

　　如圖2 所示， 在發(fā)生外部電源故障時， 對側(cè)開關(guān)跳閘。雪峰山隧道進(jìn)線失電， 開關(guān)柜帶電指示器發(fā)出失電信號， 同時母線電壓下降低于保護(hù)設(shè)定值時， 經(jīng)延時躲過對側(cè)重合閘延時后， 跳開進(jìn)線開關(guān)， 在確認(rèn)沒有發(fā)生內(nèi)部故障后
， 發(fā)出網(wǎng)架重構(gòu)信號。

　圖2  外部電源故障啟動邏輯。

　　如圖3 所示， 在配電網(wǎng)監(jiān)控主機(jī)系統(tǒng)收到網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)信號后， 確認(rèn)# 1 變進(jìn)線開關(guān)跳位后， 根據(jù)事先設(shè)定的邏輯， 向# 2 變電站母聯(lián)開關(guān)AH6 發(fā)出遙控合閘指令，控制母聯(lián)開關(guān)AH6 合閘， 通過母聯(lián)開關(guān)向# 2 變電站和# 1 變電站的I 段母線供電。

圖3  塘灣變電站10 kV 進(jìn)線故障失電。

　　當(dāng)另一環(huán)進(jìn)線電源發(fā)生故障失電時， 則通過# 3 變電站的母聯(lián)開關(guān)AH5 閉合恢復(fù)供電。

　　3. 2  判斷依據(jù)及動作

　　判據(jù)一:

　　( 1) # 2 變電站AH6 開關(guān)合閘判據(jù)為: # 1 站AH2 開關(guān)或# 4 站AH2 開關(guān)分位;( 2) # 3 變電站AH5 開關(guān)合閘判據(jù)為: # 1 站AH9 開關(guān)或# 4 站AH9 開關(guān)分位。

　　當(dāng)塘灣變# 1 進(jìn)線電源消失， # 1 變電站AH2 開關(guān)跳閘， # 2 站母聯(lián)閉合。之后同一個環(huán)路上的鐵山變# 1進(jìn)線繼發(fā)故障失電， # 4 站AH2 開關(guān)跳閘， 導(dǎo)致整個環(huán)路失電后， 鐵山變母聯(lián)開關(guān)AH6 合閘; 通過# 4 變電站的母聯(lián)開關(guān)向另一個環(huán)路供電， 其工作過程如圖4 所示。

圖4 2 路電源進(jìn)線故障失電。

　　判據(jù)二:

　　# 1， # 4 變電站AH6 開關(guān)合閘判據(jù)為: 當(dāng)# 1、# 4變電站同一環(huán)上的進(jìn)線開關(guān)同時處于分閘位置時合閘，并選擇后發(fā)生失電動作變電站的母聯(lián)開關(guān)閉合。

　　在繼續(xù)發(fā)生外部電源故障， 導(dǎo)致3 路電源消失時，在控制部分預(yù)先設(shè)定好的負(fù)荷切除后， 控制# 3 變電站母聯(lián)開關(guān)AH5 合閘。AH5 開關(guān)合閘的條件應(yīng)滿足判據(jù)一的條件。其動作過程如圖5 所示。

　圖5 3 路電源進(jìn)線故障失電。

　　4  結(jié) 論

　　在配網(wǎng)自動化實現(xiàn)方案中故障定位， 網(wǎng)架重構(gòu)全部依靠后臺配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)。因此對通信系統(tǒng)的要求也比較高， 此方案可以解決較為復(fù)雜的配電網(wǎng)故障時網(wǎng)架的重構(gòu)。