郭安平

摘要：通過對(duì)蘭新客專全并聯(lián)AT供電方式下故障測(cè)距原理分析，找出影響故障測(cè)距精度的因素，結(jié)合故障測(cè)距實(shí)驗(yàn)實(shí)例，探討如何提高故障測(cè)距精度。

關(guān)鍵詞：AT供電;故障測(cè)距;精度修正

一、引言

接觸網(wǎng)AT供電方式在不改變牽引網(wǎng)絕緣水平的前提下，使供電電壓提高一倍、供電能力增大，大幅減少電壓、電能損耗，從而擴(kuò)大牽引所間距、減少牽引所數(shù)量，不僅降低了外部電源投資，對(duì)臨近通信線路的干擾也遠(yuǎn)低于直供加回流方式。基于這些優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)許多高速和大功率機(jī)車運(yùn)行線路均采用了AT供電方式，其中包括蘭新客專。

本文通過分析AT供電方式特點(diǎn)和故障測(cè)距原理，結(jié)合我段管內(nèi)高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試及運(yùn)營(yíng)中的故障數(shù)據(jù)分析，對(duì)提高AT全并聯(lián)供電方式下故障測(cè)距精度的途徑進(jìn)行一些思考和探索。

二、蘭新客專聯(lián)調(diào)聯(lián)試接觸網(wǎng)短路試驗(yàn)實(shí)例分析

（一）實(shí)際測(cè)距系統(tǒng)的修正參數(shù)

2014年9月18日，聯(lián)合設(shè)備廠家南京自動(dòng)化廠家、鐵科院在蘭新客運(yùn)專線西寧變電所-大通變電所間進(jìn)行短路試驗(yàn)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下：

利用AT中性點(diǎn)吸上電流比原理測(cè)距，牽引網(wǎng)故障發(fā)生在第n個(gè)AT至第n+1個(gè)AT間（如圖1）

測(cè)距公式：

（公式1）

由公式1可見，可以把影響故障測(cè)距精度的因數(shù)分為兩類，一類是需要實(shí)際采集的數(shù)據(jù)In、In+1，取決于故障測(cè)距設(shè)備廠家數(shù)據(jù)采集的同步性及準(zhǔn)確性;另一類是需要人為整定的參數(shù)，主要包括Ln、Dn、Q、K，取決于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際參數(shù)。AT中性點(diǎn)的吸上電流數(shù)據(jù)采集的同步性對(duì)故障測(cè)距精度起著至關(guān)重要的影響，對(duì)故障測(cè)距參數(shù)的修正是在保證數(shù)據(jù)同步采集的前提下對(duì)需要輸入的現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，所有首要任務(wù)是驗(yàn)證數(shù)據(jù)的同步采集。

1.故障案列分析

實(shí)例一：以蘭新客專西寧所2019年12月28日跳閘為例，因故標(biāo)整定值誤差，導(dǎo)致故障跳閘后故標(biāo)裝置測(cè)距誤差偏大。

日期 時(shí)間 所亭 開關(guān)號(hào) 跳閘電壓 跳閘電流 阻抗角（度） 報(bào)文故標(biāo)

（KM） 實(shí)際故標(biāo)（KM） 故標(biāo)誤差（KM）

12-28 19：14 西寧所 213、214 T線：8581.81 F線：8242.63 T線：1401.27? F線：1969.05 62.80 1840.09 1836.76 3.33

故標(biāo)誤差為3.33km，偏差很大。針對(duì)此情況核對(duì)西寧所故標(biāo)裝置定值，核對(duì)情況如下：

實(shí)例二：以蘭新客專門源所2020年5月18日跳閘為例，故障發(fā)生點(diǎn)位于供電網(wǎng)口外側(cè)（分相至上網(wǎng)點(diǎn)間），因判據(jù)原理和分相上網(wǎng)供電線長(zhǎng)度，導(dǎo)致故障跳閘后故標(biāo)裝置測(cè)距誤差偏大。

故標(biāo)誤差為1.005km，偏差較大。針對(duì)此情況分析發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生誤差的原因是測(cè)距裝置默認(rèn)測(cè)距方向?yàn)樯暇W(wǎng)點(diǎn)至供電方向即上網(wǎng)點(diǎn)指向AT所以及分區(qū)所方向，不具備反向測(cè)距功能，此次故障點(diǎn)為上網(wǎng)點(diǎn)至站內(nèi)分相處故障，所以此情況下發(fā)生故障故標(biāo)誤差較大。

2.修正方法

測(cè)距公式（公式10）中Qn=Qn+1=7;kn=kn+1=1。短路點(diǎn)在第一個(gè)AT區(qū)段時(shí)：Ln=0;Dn=10.135。短路點(diǎn)在第二個(gè)AT區(qū)段時(shí)：Ln=10.135;Dn=11.309。

利用原測(cè)距公式（公式1）計(jì)算，結(jié)果如下：

采用修正后的測(cè)距公式，測(cè)距結(jié)果如下：

3.分析結(jié)論

結(jié)論一：測(cè)距誤差超過標(biāo)準(zhǔn)主要原因：

①接觸網(wǎng)提供的供電線長(zhǎng)度、接觸網(wǎng)長(zhǎng)度不夠精確。

②Q值、TF短路故障判別系數(shù)等值較難給出，以經(jīng)驗(yàn)值為主。

③變電專業(yè)對(duì)接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)了解程度不深，造成測(cè)距分段不合理。

④與饋線保護(hù)裝置相匹配的保護(hù)定值或者裝置本身存在一定的誤差。

⑤設(shè)計(jì)給出的故障測(cè)距定值不夠詳細(xì)正確。

結(jié)論二：測(cè)距誤差的幾點(diǎn)修正措施：

①若故障發(fā)生在第二個(gè)AT區(qū)段，利用原有測(cè)距公式計(jì)算誤差較小。

②若故障發(fā)生在第一個(gè)AT區(qū)段，利用修正后的測(cè)距公式計(jì)算誤差較小。

③F線測(cè)距誤差小于T線測(cè)距誤差。

④若故障發(fā)生在同時(shí)向分相和區(qū)間兩個(gè)方向供電的上網(wǎng)點(diǎn)附近，當(dāng)故障距離上網(wǎng)點(diǎn)實(shí)際距離小于上網(wǎng)點(diǎn)至接觸網(wǎng)分相處的距離時(shí)，故障點(diǎn)的查找一定要考慮兩個(gè)方向，對(duì)裝置上報(bào)的故標(biāo)通過計(jì)算核對(duì)。

三、結(jié)束語

AT全并聯(lián)供電方式接觸網(wǎng)架構(gòu)復(fù)雜，電力機(jī)車運(yùn)行情況、軌道線路情況更是千差萬別，特別是目前高速鐵路行車速度和密度都大幅度提高，故障巡檢困難，對(duì)故障測(cè)距精度的要求也越來越高，無論對(duì)設(shè)備廠家還是設(shè)備管理單位，AT全并聯(lián)運(yùn)行方式下的故障測(cè)距依然是個(gè)難題，仍需采集大量實(shí)際數(shù)據(jù)以便做進(jìn)一步研究。但是從我段對(duì)蘭新客專設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)情況來看，有確定故障點(diǎn)的跳閘網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)非常有限?；谥行渣c(diǎn)吸上電流測(cè)距主要與網(wǎng)絡(luò)電流分布有關(guān)，在以后的工作實(shí)際中也將對(duì)機(jī)車負(fù)荷電流進(jìn)行取值和分析，尋找更加有效的修正方法進(jìn)一步提高高鐵AT方式下故障測(cè)距的精度。

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