牵引变电所馈线跳闸分析培训资料.doc

牵引变电所馈线跳闸分析培训资料

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牵引变电所馈线跳闸分析培训资料
第一部分 AT供电方式的结构、特点及保护配合
一、 AT供电方式接线图

二、 AT供电方式的特点
1、接触网结构复杂.AT供电系统接触网结构比较复杂，连PW保护线在内共有四条并行导线,沿线每隔8～12KM并联一自耦变压器（AT变）,从而构成多网孔复杂网络,短路故障几率相对增多,系统短路故障类型也相应增多。常见的故障类型如T—R，F—R，F-PW,T-F。
2、阻抗呈现非线性。
AT供电系统牵引网短路时的总阻抗呈现非线性拱形（马鞍形）。它由长回路（T-F）阻抗与短路点所在AT段内短回路并联阻抗组成。如下图所示：
由于阻抗非线性的存在，给保护配合及故障测距带来很大的影响。

三、复线AT网络的电流分布规律：
• 长回路中,机车电流在轨道中按距离反比例分配。
• 短回路中，机车电流与单线一样，轨中电流亦按AT段距离反比例分配.
四、保护配合

故障点发生在变电所和AT所之间d1(d2），或发生在AT所和分区所之间d3(d4)，由于AT供电系统的阻抗非线性及AT所并联，做到有选择性的切除故障（即上行故障跳上行，下行故障跳下行)存在困难。客专一般采用以下保护配合方式：
线路上任何一点故障（d1,d2，d3，d4，d7）,变电所馈线断路器211,212全部跳闸,AT所和分区所馈线断路器271,272失压跳闸（上下行解列、AT解列）。变电所重合闸，如果是瞬时性故障,重合闸成功，AT所和分区所271，272依次检压合闸，系统恢复供电。如果是上行永久性故障,变电所上行馈线断路器211加速跳闸,重合失败,AT所和分区所271断路器检压合闸失败。下行断路器212重合成功，AT所和分区所272断路器检压合闸成功，下行恢复供电。下行永久性故障同理。
第二部分 郑西高铁故障测距原理
一、AT牵引供电故障测距技术方案
针对AT牵引供电系统，应用较为成熟的故障测距原理主要包括“吸上电流比”测距原理，“上下行电流比”测距原理，AT解列为直供线路的“分段线性电抗”测距原理。每种原理适应供电方式、故障类型、通信通道需求等都存在差异,需要针对具体线路特点和实际工程情况进行合理原理选择和装置配置。
郑西高铁故障测距采用“吸上电流比”测距为主，“分段线性电抗”测距为副的原则，适用的故障类型为：
“吸上电流比”测距:适用于全并联供电模式下的（即AT所、分区所均投入时）的T-R，F—R，F-PW故障.
“分段线性电抗”测距：适用于直供方式下(即AT所、分区所均解列时或重合失败时）的T—R，F-R，F-PW故障及AT供电方式下的T—F短路故障。
AT牵引供电系统由于线路短路阻抗值非线性，除T—F短路外其他都不能通过阻抗查表进行故障测距，在通常的短路故障条件下其各AT吸上电流与故障点有比例关系，且故障段AT吸上电流相对其它段最大。
针对T-F故障装置可采用分段线性电抗测距原理进行故障测距，该原理由牵引变电所测距装置独立实现，不受通信通道的影响。
二、测距原理
当牵引网某点发生故障时,由牵引所的故障测距装置检测出故障并发出自启动信号，同时通过通讯网络向该侧供电臂内线路上所有的故障测距装置发布总召唤帧,要求所有AT所及分区所内的故障测距装置将此刻采集的数据，计算出有效值,上传给变电所故标装置，各所装置可以进行时间同步补偿，继而完成测距结果的计算.
三、影响测距精度的因素
目前客专故障测距多是采用AT中性点吸上电流比的测距原理
测距公式：
由公式,可以把影响故障测距精度的因数分为两类，一类是需要实际采集的数据In(AT所吸上电流）、In+1（分区所吸上电流），取决于故障测距设备厂家数据采集的同步性及准确性.对于郑西客专来所就是变电所、AT所、分区所的中性点吸上电流（变电所无AT变，采用合成电流)；另一类是需要人为整定的参数,主要包括Ln、Dn、Q、K，取决于现场实际参数。对于郑西客专来所就是变电所到AT所得距离D1,AT所到分区所得距离D2以及漏抗Q。
第三部分 馈线跳闸故障报告分析
选择2009你那12月29日一次短路试验故障数据进行分析，装置故障数据如下：

故障报告: 三官庙故障测距装置 T—R故障 动作
故障距离： 6。87 km，公里标： 6。90 km，电阻: 11。95 Ω，电抗: 23。83 Ω
1#电流： 4189。00 A，1＃T线电流: 3266。00 A,1#F线电流: 919.00 A，2＃电流: 2152.00 A，2＃T线电流: 1198。00 A，2＃F线电流： 950。00 A,3＃电流: 7。00 A，3＃T线电流： 3。00 A 3#F线电流： 3。00 A，1＃AT吸上电流: 0.00 A,2#AT吸上电流： 0。00 A,AT吸上总电流: 2595.00 A 馈线电压角度： 183.00 ,1#T线电流角度： 298。50 ,1＃F线电流角度： 117.70 ,2#T线电流角度: 300。70。2＃F线电流角度： 118.10 ,3＃T线电流角度: 0。00 ，3#F线电流角度: 0。00

故障报告: 三官庙故障测距装置 子所1故障数据 动作
1＃电流： 2133。00 A，1＃T线电流: 1344.00 A,1＃F线电流： 788.00 A,2＃电流： 2138.00 A，2＃T线电流: 2893.00 A，2＃F线电流： 755.00 A,1#AT吸上电流： 3.00 A,2＃AT吸上电流： 3074。00 A， AT吸上总电流: 3077.00 A，1＃T线电流角度： 130。30 ，1＃F线电流角度： 306。90 ,2#T线电流角度： 308。00 2＃F线电流角度： 306.20
故障报告: 三官庙故障测距装置 子所2故障数据 动作
1#电流： 26。00 A，1＃T线电流: 140。00 A，1#F线电流： 165.00 A，2＃电流: 22。00 A,2#T线电流： 190。00 A,2#F线电流： 167。00 A，1#AT吸上电流: 677.00 A,2＃AT吸上电流： 2.00 A，AT吸上总电流： 679.00 A,1＃T线电流角度： 314.00 ,1＃F线电流角度: 314.00 ,2#T线电流角度： 313.20，2＃F线电流角度： 313。40

故障电流分布图如下：

故障距离=4002/（4002+2347）*区间长度L
2347下行T线电流—下行F线电流
4002=AT所吸上电流+分区所吸上电流+上行轨回流（上行T线电流—上行F线电流）
结论：短路点在第一个AT区段时，AT所故障行别的T线、F线电流角度一致，非故障行别的T线、F线电流角度相差180度;分区所上下行的T线、F线电流角度均一致。
短路点在第二个AT区段时,AT所、分区所故障行别的T线、F线电流角度一致，非故障行别的T线、F线电流角度相差180度。

第一次
T
F
巩义南
213T
214T
水牛沟
12+11.3=23.3km
9.45km
第四次
213F
214F
第二次
图复线全并联AT
17.8km
945km
第三次

巩义南—水牛沟方向（西安方向）短路试验
第四次试验点：下行，AT所与分区所间，AT方式
故障报告:213馈线保护装置距离I段动作
T线故障距离:20。60km，F线故障距离：22.87km，线路阻抗角:67.90，电阻：20。00Ω，电抗：49.08Ω，T线电阻:17.65Ω，T线电抗：39.58Ω，F线电阻：22.85Ω，F线电抗:63。63Ω，馈线电压:95。13V，电压U1：46。71V，电压U2：48。41V，馈线电流:1。80A,2次谐波电流：0。00A，3次谐波电流:0.01A，5次谐波电流：0。00A，T线电流：1.08A，F线电流：0。72A

2009年12月29日11：42：44:520
故障报告:214馈线保护装置距离I段动作动作
T线故障距离:20.79km，F线故障距离：22。86km,线路阻抗角:67.90,电阻:20.08Ω，电抗:49.14Ω，T线电阻：17.69Ω，T线电抗:39.92Ω，F线电阻:22.91Ω，F线电抗:63.13Ω,馈线电压：95。06V,电压U1:46.67V,电压U2：48.37V，馈线电流：1。80A,2次谐波电流：0。00A，3次谐波电流：0.01A，5次谐波电流：0。00A，T线电流：1.07A，F线电流：0.72A
2009年12月29日11:42：46：315
保护事项:水牛沟故障测距装置T—R故障
水牛沟故障测距装置子所1故障数据
水牛沟故障测距装置子所2故障数据
故障报告:水牛沟故障测距装置T-R故障动作
故障距离：19.21km，公里标:19。20km，电阻：—21。55Ω,电抗：-48。90Ω,1＃电流:2676.00A，1#T线电流：1613。00A，1＃F线电流：1062。00A，2＃电流：2672。00A，2#T线电流:1598。00A,2#F线电流：1070.00A,3＃电流：3。00A，3＃T线电流:3。00A，3#F线电流：3。00A,1＃AT吸上电流：0。00A，2＃AT吸上电流：0。00A，AT吸上总电流：1078。00A,馈线电压角度:179。10，1＃T线电流角度：114.30，1＃F线电流角度：291。90，2＃T线电流角度:114。30，2#F线电流角度：291.70，3#T线电流角度：0。00,3＃F线电流角度：0。00
故障报告:水牛沟故障测距装置子所1故障数据动作
1#电流：1453.00A，1＃T线电流：1952.00A,1#F线电流:501.00A，2＃电流：1448。00A，2＃T线电流:928。00A,2＃F线电流:522.00A，1#AT吸上电流：0.00A,2＃AT吸上电流:2039.00A,AT吸上总电流:2039.00A,1＃T线电流角度：300。00,1#F线电流角度:297.30，2#T线电流角度：122.90，2＃F线电流角度:298.00
故障报告:水牛沟故障测距装置子所2故障数据动作
1＃电流：1228.00A，1＃T线电流：670.00A,1#F线电流：556。00A,2＃电流:1228。00A，2#T线电流:1793。00A,2＃F线电流：566。00A，1＃AT吸上电流：2.00A,2#AT吸上电流：2252。00A，AT吸上总电流：2254.00A，1#T线电流角度:126.60，1#F线电流角度:305。10，2#T线电流角度：305。60，2#F线电流角度：305。00

3月25日洛北培训要点
1、变电所无AT变时，吸上电流为轨回流.
2、考虑到变电所因系统失压或主变故障自投的时间较长，所以，分区所、AT所检有压合闸时间应躲过变电所系统自投时间，否则，应进行远动依次合闸。
3、郑西线的短路故障判据程序未修改，仍按原判据进行，可能会出现短路故障误判现象。
4、郑西线单位电抗值（短路试验获取）：
一次值：T线0。3欧/公里
F线0。44欧/公里
二次值：T线1.636欧/公里
F线2。4欧/公里
5、子所数据上传失败时，测距计算方法：
馈出电流（上行合成电流+下行合成电流）=变电所AT电流+分区所AT电流+AT所AT电流
同步效验：馈出电流=馈出吸上电流
6、低压侧过电流保护：
电压判断为或门关系，即Ua、Ub、Uab三者中任意一个电压低于定值时均启动。
7、动车组的负荷角度为18度，线路角根据材质取70～75度.
8、故标的保护设置必须与馈线保护一致，故标的保护必须优先于馈线保护动作。
9、AT区间长度=供电线长度+区间长度
公里标应设定为上网点公里标，但必须整定修正距离（减去供电线长度）
10、影响测距精度的因素
（1）区间长度设定
(2)漏抗设定：现设定为8，漏抗的影响有限。
（3）流互及装置的测量精度
11、当变电所至AT所间发生短路时，因分区所的分流,往往造成测距较实际故障距离偏小，所以在计算时应将分区所的分流加入，可减小误差。
12、金属性短路的阻抗角:70度以上
非金属性短路阻抗角:50度以下
50～70度间不太容易确定
T—F短路近似于金属性短路
13、速断保护主要用于保护近端短路并防止PT断线。
14、后加速启动：四院设计为距离后加速，二院设计为过电流后加速
15、越区时的距离保护定值不考虑AT所、分区所全并联供电方式,全部按直供方式计算整定。
16、T-F短路时的单位电抗约为0.28~0.29欧/公里