核心提示：武广、郑西客运专线是国内较早的客运专线，高铁客专的特殊性要求其低压供电必须安全可靠、反应快速,采用人工手动控制方式已经不能满足配电控制要求，因而自动化程度较高的PLC和RTU被运用到低压配电控制中，高铁客运专线一般均为四路进线，……摘 要 武广、郑西客运专线是国内较早的客运专线，高铁客专的特殊性要求其低压供电必须安全可靠、反应快速,采用人工手动控制方式已经不能满足配电控制要求，因而自动化程度较高的
关键词 PLC RTU 手动控制 自动投切 联动控制 远动控制
１ 前言
近年来，高铁客运专线得到了快速发展，一方面其承担的客运任务越来越重，另一方面高铁客运专线自动化程度越来越高；采用完善的低压配电方案保障高铁设备的可靠供电，真正实现变电所的无人值守，保障旅客的生命财产安全，降低运营维护成本已势在必行。
武广、郑西客运专线已投运多年，目前运营情况良好，其低压柜由鑫龙电器公司生产，主要控制方式包括：①就地手动控制；②ＰＬＣ联动控制；③ＲＴＵ远动控制。前期运营阶段车站联动和远动控制均采用ＰＬＣ实现，如果ＰＬＣ出现故障，联动和远动均受到影响，整个系统可靠性降低；经过与设计院、运营单位的共同商定，进行了控制方案的改进（联动采用ＰＬＣ，远动采用ＲＴＵ），系统可靠性大大提高，笔者有幸参与了控制方案的改进和系统的编程调试，现将改进前后的几种方案做简单分析，希望对于后续高铁客专的低压配电生产商和相关部门有所借鉴。
２ 高铁客运专线供电和负载特点
高铁客运专线供电可靠性保证的主要设备包括联动ＰＬＣ和远动ＲＴＵ，要想真正做到轨道交通供电的高可靠性和无人值守，一方面，选择完善的供电模式，当部分电源异常时采用电源联动ＰＬＣ快速地进行电源投切，保障客运专线的重要负荷供电是关键，另一方面，当电源联动ＰＬＣ或部分输入、输出设备出现故障时，应能快速地从联动控制投入到ＲＴＵ远动控制，充分保障客运专线的重要负荷快速供电。
２．１ 供电电源
高铁客运专线因其供电的重要性，一般分为四路进线；其中两路电源取自车站变电所，命名为车站电源一和车站电源二；另两路电源分别取自相邻的两个车站变电所，命名为一级贯通电源和综合贯通电源。
２．２ 负载类型
为保证在紧急情况下对某些负荷优先保证供电，须对站内负荷按重要程度进行分类，分为重要负荷和次重要负荷。
重要负荷：信号、通信、售票广播、所用电、消防中心、公安电源、应急照明等。
次重要负荷：电化远动、综合信息、电梯、层间空调、消防泵、消防炮泵、喷淋泵、风冷热泵、出站照明、广告照明、配套照明、二级负荷：电化开关、小间空调、站场照明等。
２．３ 负载供电特点
（1）重要负荷供电
设置主、备两路电源通过双电源切换装置自动进行切换，主电源引自Ⅲ段母线，备用电源引自Ⅳ段母线，因而Ⅲ段或Ⅳ段母线只要有一段母线有电即可保障重要负荷的供电，具体模式图1、图2.
（2）次重要负荷供电
一部分负荷取自Ⅰ段母线，一部分负荷取自Ⅱ段母线，正常时（车站电源一和车站电源二都有电），１ＱＦ和２ＱＦ断路器合上，３ＱＦ断路器分断；当任一车站电源失电时，联动ＰＬＣ可自动分断该进线断路器，合上主母联，以保障Ⅰ段母线和Ⅱ段母线上的次重要负荷供电，具体情况见图1、图2.
３ 高铁客运专线低压配电供电模式及联动ＰＬＣ工作方式介绍
高铁客运专线一般均为四路进线，主要供电模式有以下两种：①联合供电模式（见图1），武广线主要采用该模式；②独立供电模式（见图2），郑西线主要采用该模式。
３．１ 联合供电模式
联合供电模式主接线图见图1，系统共设１～７ＱＦ ７台断路器，系统配置一套联动ＰＬＣ及输入、输出设备对７台断路器进行联动控制，实现４路电源的自动投切，以满足重要负荷和次重要负荷的供电要求。
联动ＰＬＣ工作方式：因贯通电源量有限，只能用作重要负荷电源供电，因而４ＱＦ和５ＱＦ不能同时处于合位，６ＱＦ和７ＱＦ也相同。
其重要负荷有以下４种供电方式：
（１）车站两路进线电源正常时１ＱＦ和２ＱＦ合上，３ＱＦ分断；可合５ＱＦ和７ＱＦ，分４ＱＦ，６ＱＦ；重要负荷主用电源取自车站电源一，重要负荷备用电源取自车站电源二。
（２）当两路贯通电源正常时，无论车站两路电源是否正常，可分５ＱＦ和７ＱＦ，合４ＱＦ，６ＱＦ；重要负荷主用电源取自一级贯通，重要负荷备用电源取自综合贯通电源。
（３）当一级贯通电源和Ⅱ段母线电源正常时，分５ＱＦ合４ＱＦ，分６ＱＦ合７ＱＦ；重要负荷主用电源取自一级贯通，重要负荷备用电源取自车站电源。
（４）当综合贯通电源和Ⅰ段母线电源正常时，分７ＱＦ合６ＱＦ，分４ＱＦ合５ＱＦ；重要负荷主用电源取自Ⅰ段母线，重要负荷备用电源取自综合贯通电源。
次重要负荷有以下两种供电方式：
（１）车站两路进线电源正常时１ＱＦ和２ＱＦ合上，３ＱＦ分断；Ⅰ段母线次重要负荷电源取自车站电源一，Ⅱ段母线次重要负荷电源取自车站电源二。
（２）车站两路进线电源一路异常时，该路进线断路器分断，３ＱＦ合上；Ⅰ段母线和Ⅱ段母线上的次重要负荷均取自正常的车站进线电源。
上述重要和次重要负荷供电方式均可通过就地手动、ＰＬＣ联动和ＲＴＵ远动来实现，ＰＬＣ联动时，对于重要负荷供电的４~７ＱＦ断路器实现失电ＰＬＣ自投、来电ＲＴＵ远动恢复。
两路贯通电源引自相邻的两个车站，同时失电的可能性相对与本站的两路进线电源同时失电的几率小，因而正常工作模式推荐选择模式２，或３或４.
方案特点：
该重要负荷采用四路电源联动投切，与图2的独立供电模式相比系统供电的可靠性更高。
缺点：因增加了５ＱＦ和７ＱＦ母联，并需对１~７ＱＦ设置一套电源联动ＰＬＣ进行控制，主回路及控制回路设备增多，一、二次接线原理相对较复杂，柜间跨线较多，备自投调试和维护较复杂。
３．2 独立供电模式
独立供电模式主接线图见图2，系统共设１～３ＱＦ，４ＱＦ，６ＱＦ ５台断路器，系统配置的一套联动ＰＬＣ及输入、输出设备对１~３ＱＦ断路器进行联动控制，实现车站两路电源的自动投切，以满足次重要的供电要求。重要负荷的供电与联动ＰＬＣ无关，直接由两路贯通电源供电。
联动ＰＬＣ工作方式：
重要负荷主用电源取自一级贯通，重要负荷备用电源取自综合贯通电源，只要有一路贯通电源正常，即可保障重要负荷供电，与联动ＰＬＣ无关。
次重要负荷供电与联合供电方式相同，有联动ＰＬＣ实现。
此方案特点：
Ⅰ段和Ⅲ段母线、Ⅱ段和Ⅳ段母线间未设置母联，仅需对１~３ＱＦ设置一套电源联动ＰＬＣ实现次重要负荷联动功能，ＰＬＣ 控制设备及一、二次接线简单，调试和维护方便。
缺点：当两路贯通电源同时出现故障时，重要负荷会失去供电，相对于联合供电模式，可靠性有所降低。
４ 高铁客运专线低压配电远动控制方案介绍
当ＰＬＣ或输入输出设备出现异常，ＰＬＣ联动不能正常工作时，为增强高铁客运专线的可靠性，可增加远动控制方式，远动控制方式主要有两种：①ＲＴＵ远动控制；②ＰＬＣ远动控制，武广、郑西前期均采用ＰＬＣ远动控制；后期全部更改为ＲＴＵ远动控制。
４．１ ＲＴＵ远动控制方式
以武广线为例，ＲＴＵ远动控制方式见图3，该控制方式，保留联动ＰＬＣ，远动采用ＲＴＵ，增加了ＲＴＵ对断路器的遥信采集和断路器的遥控操作。
优点：ＰＬＣ联动与ＲＴＵ远动并联，肯定起到后备作用，系统的可靠性得到大幅度提高。
缺点：增加ＲＴＵ遥信和遥控，控制线路相对于ＰＬＣ远动方式复杂。
适用场所：该方案适用无人值守的高可靠性供电要求场所。
４．２ ＰＬＣ远动控制方式
以武广线为例，ＰＬＣ远动控制方式如图4所示，该控制方式，联动和远动均采用ＰＬＣ，实现对１~７ＱＦ断路器的联动或遥控操作。
优点：ＰＬＣ遥控利用ＰＬＣ联动控制线路和设备，只是通过ＰＬＣ软件编程和ＰＬＣ通讯实现，接线和控制设备相对简单，系统维护方便。
缺点：当ＰＬＣ本体或相应的输入、输出设备出现故障时，联动和远动可能出现同时对断路器不能执行自动和远方操作，只能采用就地人工操作，因而配电的快速响应和可靠性能与ＲＴＵ远动方式比较相对较弱。
适用场所：该方案适用负载供电要求可靠但需有人值守的场所。
因此，武广、郑西线考虑到高铁对供电的特殊要求和无人值守，最终采用ＰＬＣ联动辅以ＲＴＵ远动控制方式，正常时采用联动控制，当因ＰＬＣ本体或输入、输出设备出现故障，备自投不能正常投切时，监控后台会及时接收到告警信号，提醒操作人员退出联动模式或直接进行ＲＴＵ远动控制各个断路器的合分，提高了整个系统的供电可靠性。
