李紅慶

摘 ?要：針對單線電氣化鐵路AT供電方式下跳閘故障，對其電流分布，故標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定故障類型，總結(jié)F線故障情況及故測誤差的原因。

關(guān)鍵詞：保護(hù)動(dòng)作;數(shù)據(jù)分析

0 引言

目前，我國電氣化鐵路使用AT供電方式運(yùn)營的線路較多，由于供電方式的特殊性，其保護(hù)數(shù)據(jù)比直供方式的多而復(fù)雜，且受傳輸通道的影響，牽引變電所、AT所、分區(qū)所的數(shù)據(jù)難以保證同步取值，給故障分析及判距帶來影響。現(xiàn)對一起單線AT供電方式下線路故障跳閘數(shù)據(jù)進(jìn)行分析交流，以提高對特殊AT供電方式下運(yùn)行數(shù)據(jù)分析效率，準(zhǔn)確查找故障。

1.2019年05月，普速鐵路A變電所跳閘，212距離Ⅱ段保護(hù)動(dòng)作。具體情況如下：

1.1各所動(dòng)作數(shù)據(jù)

（1）A變電所

09：51：15：285保護(hù)裝置啟動(dòng)，故障距離23.32km，電阻3.63Ω，電抗8.6Ω，T線電壓15.2kV，F(xiàn)線電壓15.53kV，2#饋線電流3264A，T線電流1796A，F(xiàn)線電流1464A，2AT吸上電流331A，1AT吸上電流147A（1#T線電流147A，1#F線電流0A）。

（2）子所1 （B所） AT所故障測距報(bào)告

T線電壓7.63kV，F(xiàn)線電壓0kV，1AT吸上電流2A，2AT吸上電流1481A，總吸上電流1483A。F線未安裝壓互。

（3）子所2 （C所）（AT分區(qū)所，當(dāng)時(shí)開環(huán)）

09：51：15：781分區(qū)所2AT，T線、F線過流動(dòng)作，T線電流1051A，F(xiàn)線電流1055A，271過流跳閘。

09：51：16：183分區(qū)所272開關(guān)跳閘分位（無重合閘）。

1.2各所第二次動(dòng)作數(shù)據(jù)

（1）09：51：17：763 A變電所212開關(guān)重合閘動(dòng)作，重合閘失敗。

09：51：19：511，212饋線保護(hù)距離Ⅱ段動(dòng)作，A變電所故測裝置：電抗法測距，上行T-F故障，故障距離23.32km，公里標(biāo)587.1km，電阻12.34Ω，電抗11.14Ω，T線電壓19.71kV， F線電壓19.82kV，2#饋線電流2381A，2#T線電流1226A，2#F線電流1154A，2#AT吸上電流75A。

（2）AT所故障數(shù)據(jù)：U1=15.56kV，2#AT吸上電流2466A。

（3）分區(qū)所在第一次過流跳閘后，無重合閘未投入運(yùn)行，故無任何數(shù)據(jù)。

2.當(dāng)時(shí)供電臂的運(yùn)行方式

A變電所至分區(qū)所開環(huán)運(yùn)行，上行212為AT供電方式，下行211為直供方式（工區(qū)修剪樹木，F(xiàn)線退出，未恢復(fù)）。

3.跳閘數(shù)據(jù)分析

因變電所故測裝置傳輸通道異常，第一次跳閘未及時(shí)判斷出故障類型。第二次跳閘故測裝置判定為T-F故障，是因?yàn)樽冸娝伨€T、F線電流分別為1226A、1154A。判斷T-F線故障的條件是0.9<（IT/IF）<1.1，因?yàn)榇嬖?266÷1154=1.06，0.9<1.06<1.1，所以故測裝置判斷為T-F故障。但AT所吸上電流為2466A，不可能是此類故障。故測裝置顯示的公里標(biāo)23.32Km也就是錯(cuò)誤的。T-F單位電抗0.26Ω，測量出的電抗值為11.14Ω，11.14÷0.26=46.8Km，供電臂的全長為23.32Km，超出了供電臂的范圍，故測只能顯示為23.32 Km。

3.1利用各所的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行推算，可以判斷故障類型。根據(jù)AT供電方式特點(diǎn)有如下邏輯關(guān)系：

供電臂上下行饋出電流矢量和=供電臂AT吸上電流矢量和短路點(diǎn)的故障電流等于變電所饋線電流和?？紤]電流互感器自身的誤差以及裝置測量誤差，供電臂饋出電流近似與供電臂吸上總電流相等。

因下行為直供方式，故在計(jì)算時(shí)不作考慮其負(fù)荷電流，只用212饋線回路的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。

212饋線電流和=T線電流+F線電流=1798+1464=3262A

AT吸上電流和=變電所吸上電流+AT所吸上電流+分區(qū)所吸上電流=331+1481+2114=3926A

分析前不清楚電流的極性，先只做數(shù)字和。雖然相差有點(diǎn)大，但是AT吸上電流>饋線電流，仍然認(rèn)為符合AT供電方式的邏輯關(guān)系。

下面利用電流分布圖進(jìn)行分析：

因分區(qū)所中性點(diǎn)電流大于AT所中性點(diǎn)電流，可以判斷故障點(diǎn)在AT所與分區(qū)所間。

（1）假設(shè)是T線接地故障，見圖1。

F線電流的邏輯關(guān)系：流AT所流出F線的電741 A

分區(qū)所流出F線電流1051A，電流方向相同。

變電所F線流入的電流是1464，按照電流平衡原理，

AT所F線的電流+分區(qū)所F線電流=變電所F線電流741+1051 =1792 A>1464 A，邏輯關(guān)系不成立，所以不應(yīng)該是T線故障 。

T線電流的平衡關(guān)系：

T線流入短路點(diǎn)的電流等于1798+741+1051=3590 A

流入AT所中性點(diǎn)與變電所中性點(diǎn)的電流等于3590-2114=1476 A

變電所與AT所的中性點(diǎn)電流之和等于。1481+331=1812A>1476A，平衡關(guān)系不成立。同樣判斷不是T線故障。

（2）假設(shè)是F線接地故障，見圖2

T線電流的邏輯關(guān)系：

變電所流出的T線電流1798A

流入AT所的T線電流為741A

流入分區(qū)所的T線電流為1051A

1051+741=1792A≈1798A

電流平衡關(guān)系成立。

因AT所AT變壓器實(shí)際運(yùn)行中存在漏抗，雖然故障點(diǎn)在第二區(qū)段，仍然會(huì)給變電所分流（331A）。

AT所流入短路點(diǎn)的電流=1481-331=1150 A

短路點(diǎn)的電流=1150+2114 = 3264 A

那么短路處流向AT所、變電所的F線電流=3264-1053A=2211 A

流入AT所的F線電流為741 A

則，流入變電所的F線電流為=2211-741A=1470 A

與變電所顯示的電流1464 A基本相等電流 平衡關(guān)系成立。

據(jù)此可以判斷出F線接地故障。

3.2重合閘失敗時(shí)電流分布圖，見圖3。

AT吸上電流關(guān)系2466-75=2391A，2391即為故障點(diǎn)的故障電流，2391-1226=1165≈1154，電流分配符合邏輯，同樣也能推算出是F線故障，更能推判出是AT所至分區(qū)所間F線故障。

4.故障點(diǎn)的判斷

S：故障點(diǎn)距變電所的距離

L：變電所距AT所的距離

D：AT所距分區(qū)所的距離

InIn+1：AT所與分區(qū)所的AT中性點(diǎn)吸上電流

利用AT吸上線電流的公式進(jìn)行計(jì)算

如果利用AT中性點(diǎn)電流1481 A來計(jì)算誤差相對較大，廠家就是利用AT中性點(diǎn)電流進(jìn)行計(jì)算的。

按照工區(qū)對該地點(diǎn)附近沒有進(jìn)行分區(qū)段，發(fā)現(xiàn)21.5km處有樹木搭接在F線與PW線上，有放電痕跡。

5.總結(jié)

（1）根據(jù)電流網(wǎng)絡(luò)分布圖，可以快捷地分析出故障類型、故障電流分布特點(diǎn)等，對日常的故障分析有較重要的指導(dǎo)意義。

（2）與生產(chǎn)廠家聯(lián)系，完善故障類型判斷功能，增加AT所、分區(qū)所AT變中性點(diǎn)電流判斷項(xiàng)目。

（3）AT變電所雖然顯示T線電流大于F線電流，但是不能作為判斷故障類型的依據(jù)。

（4）在AT供電方式下，利用吸上電流比測距，F(xiàn)線故障一般計(jì)算誤差較大。若分析出是第二區(qū)段F線故障，在利用中想點(diǎn)電流進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要考慮到變電所的回流，應(yīng)予以減除，進(jìn)行人工計(jì)算時(shí)，提高故障點(diǎn)判斷的準(zhǔn)確性。

（5）測量出供電臂區(qū)間各點(diǎn)的吸上電流比值，通過查閱比對，可以較為準(zhǔn)確地判斷故障距離。建議推廣使用。