李衛(wèi)民，張吉斌

高鐵T-F線短路故障保護跳閘分析

李衛(wèi)民，張吉斌

針對大西高鐵楊家莊AT所T-F線短路故障，分析了各種保護動作的先后順序及過程，找到了故障原因，為高鐵全并聯(lián)AT供電方式的牽引供電故障分析提供參考。

全并聯(lián)AT供電；保護動作；高鐵牽引供電

0 引言

2014年7月1日大西高鐵正式通車，開通運營以來出現(xiàn)多次短路故障均為T線故障或F線故障。2015年8月11日發(fā)生了一起T-F線短路故障，故障位置位于AT所，引起AT所自耦變壓器差動保護動作和牽引變電所阻抗1段動作，AT所自耦變壓器備自投啟動，自投成功，饋線重合閘成功，AT所饋線檢有壓合閘成功。鑒于該次短路故障及保護動作的特殊性，有必要對保護動作原理及過程進行詳細分析，以期對業(yè)內(nèi)同行有所啟示。

1 全并聯(lián)AT供電方式簡介

全并聯(lián)AT供電的牽引變電所主變壓器大部分采用V/x接線，饋線側(cè)不設自耦變壓器。AT所正常運行時上下行饋線閉環(huán)，所內(nèi)2臺自耦變壓器1臺運行，1臺備用。分區(qū)所2個方向的供電臂各接入1套與AT所相同的設備，運行方式與AT所相同，中間設置越區(qū)隔離開關供越區(qū)供電時使用。

2 保護動作情況

2015年8月11日2：38：26.559楊家莊AT所1 AT差動保護動作，啟動電流5.51×1 200=6 612 A，動作電流6.04×1 200=7 248 A（1 200為電流互感器變比，下同）。

2：39：11.876洪洞西牽引變電所213饋線保護阻抗一段動作，動作電流3.16×1 200=3 792 A。

2：39：11.880洪洞西牽引變電所214饋線保護阻抗一段動作，動作電流3.14×1 200=3 768 A。

2：39：11.951洪洞西牽引變電所2號故障測距報告顯示：故障類型為TF型；測距結果為K502+163；洪洞西牽引變電所下行T線電流為2 015A，下行F線電流為1 762A，上行T線電流為2 024 A，上行F線電流為1 762 A，吸上電流為515A；楊家莊AT所下行T線電流為2 027 A，下行F線電流為1 804 A，上行T線電流為2 000 A，上行F線電流為1 806A，吸上電流為421 A；臨汾西分區(qū)所下行T線電流為11 A，下行F線電流為14 A，上行T線電流為14 A，上行F線電流為14 A，吸上電流為62A。

故障供電臂示意圖見圖1。各類保護動作詳情見表1。

圖1 故障供電臂示意圖

表1 保護動作電量信息

現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，楊家莊AT所271斷路器靠近饋線側(cè)T-F線設備線夾處出現(xiàn)放電燒傷痕跡。

3 故障保護分析

3.1 保護動作過程分析

該次短路故障啟動并出口的保護有：楊家莊AT所AT差動保護、AT備自投、失壓保護、檢壓合閘、洪洞西變電所饋線阻抗保護。

各保護動作順序如下（未考慮保護裝置及斷路器固有動作時間）：

楊家莊AT所271斷路器T-F線短路故障→達到差動保護定值0.03 s后，AT差動保護動作→0.07 s后洪洞西變電所饋線保護動作→1 s后楊家莊AT所失壓保護動作→1 s后洪洞西變電所饋線重合閘動作→2 s后楊家莊AT所饋線檢壓合閘→恢復供電（該過程共計用時4.1 s）。

楊家莊AT所271斷路器T-F線短路故障→達到差動保護定值0.03 s后，AT差動保護動作→AT備自投動作。

以上保護動作順序示意見圖2。

圖2 各種保護動作順序

3.2 保護動作分析

楊家莊AT所271斷路器安裝在電流互感器與1AT自耦變壓器之間，在自耦變壓器差動保護范圍內(nèi)，楊家莊AT所1AT差動保護動作正確。

楊家莊AT所271斷路器T-F線短路具體位置在斷路器靠饋線側(cè)設備線夾處，即靠洪洞西變電所側(cè)，在洪洞西變電所213、214饋線保護范圍內(nèi)。楊家莊AT所271斷路器跳閘斷口斷開后實際并未切除故障點，故障電流還繼續(xù)存在。延時完成后，故障電流啟動了洪洞西變電所213、214阻抗1段保護，保護出口動作，213、214斷路器跳閘，切除了楊家莊AT所的故障點。洪洞西變電所213、214阻抗保護動作正確。

楊家莊AT所主接線及故障位置見圖3。

圖3 楊家莊AT所主接線及故障位置

4 故障測距分析

洪洞西牽引變電所、楊家莊AT所、臨汾西分區(qū)所的吸上電流分別為515、421、62 A，均小于1 000A，測距裝置即判定為T-F型故障，AT測距法不再適用，保護裝置啟用了橫聯(lián)線測距算法。洪洞西牽引變電所故障測距裝置顯示故障位置公里標為K502+163，實際故障位置為K502+238，測距誤差為75 m。

5 建議

全并聯(lián)AT供電模式下，當僅出現(xiàn)AT所AT差動保護動作，故障區(qū)域在AT所出線電流互感器靠近自耦變壓器側(cè)時，檢修人員除檢查變壓器本體外，還應查找電流互感器至自耦變壓器之間的設備是否出現(xiàn)接地短路情況。

當出現(xiàn)AT所AT差動保護和變電所饋線保護同時動作時，檢修人員應根據(jù)保護動作及故障測距電流綜合分析判斷故障類型及位置。

6 結語

AT所差動保護范圍存在盲區(qū)，不能切除保護范圍內(nèi)的所有故障。當AT所饋線斷路器與電流互感器之間出現(xiàn)接地短路故障時，差動保護動作后不能切斷故障電流，勢必啟動變電所饋線保護以切除故障電流。

T-F線短路故障時，自耦變壓器仍存在吸上電流，只是吸上電流較小而已。

總之，對于出現(xiàn)2種保護同時動作的故障，應根據(jù)現(xiàn)場主接線、保護設置等情況綜合分析保護動作原因，查找故障點。

[1]曹建猷.電氣化鐵道供電系統(tǒng)[M].北京：中國鐵道出版社，1993.

[2]成都交大許繼電氣有限責任公司.TA21型牽引變電所安全監(jiān)控與綜合自動化系統(tǒng)說明書.2012.

In view of the short circuit faults of T-F wires in Yangjiazhuang AT post of Daxi high speed railway,the paper analyzes the sequence and process of various protection actions,finds out the causes of the faults,providing references for analyzing the traction power supply faults of high speed railway under full parallel AT power supply mode.

Full parallel ATpower supply mode;protection action;traction power supply for high speed railway

U223.8+2

B

1007-936X(2017)06-0084-03

10.19587/j.cnki.1007-936x.2017.06.022

李衛(wèi)民.大秦鐵路股份有限公司侯馬北供電段，工程師；張吉斌.大秦鐵路股份有限公司侯馬北供電段，工程師。

2017-06-02