高速鐵路牽引網(wǎng)故障測(cè)距原理

1、高速鐵路牽引網(wǎng)故障測(cè)距原理電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院 林國(guó)松林國(guó)松一、電氣化鐵道常用供電方式二、常用故障測(cè)距原理三、客運(yùn)專線故障測(cè)距原理四、思考題目目 錄錄一、電氣化鐵道常用供電方式單線直接供電方式單線直接供電方式復(fù)線直接供電方式復(fù)線直接供電方式ATAT供電方式供電方式全并聯(lián)全并聯(lián)ATAT供電方式供電方式單線直接供電方式單線直接供電方式復(fù)線直接供電方式復(fù)線直接供電方式一、電氣化鐵道常用供電方式ATAT供電方式供電方式全并聯(lián)全并聯(lián)ATAT供電方式供電方式一、電氣化鐵道常用供電方式二、常用故障測(cè)距原理單線直接供電方式故障測(cè)距單線直接供電方式故障測(cè)距 異相短路異相短路？二、常用故障測(cè)距原理)(1111

2、nnnnnnXXXXllll電抗距離查表法故電抗距離查表法故障測(cè)距原理障測(cè)距原理 二、常用故障測(cè)距原理復(fù)線直接供電方式故障測(cè)距復(fù)線直接供電方式故障測(cè)距 LIIIIl2),min(212121II ：下行故障：下行故障 21II ：上行故障：上行故障 上下行電流比故障測(cè)距原理上下行電流比故障測(cè)距原理 二、常用故障測(cè)距原理05101520253001234567短路點(diǎn)到牽引變電所的距離L(km)牽引網(wǎng)短路阻抗Z(ohm) T-R短路阻抗理論計(jì)算曲線T-F短路阻抗理論計(jì)算曲線TR或FR故障無(wú)法用電抗法測(cè)距單線單線ATAT供電方供電方式牽引網(wǎng)短路式牽引網(wǎng)短路阻抗阻抗 二、常用故障測(cè)距原理DQQQQll

3、n)(1211ATAT吸上電流比測(cè)距原吸上電流比測(cè)距原理理 )/(11nnnIIIQ理想情況：理想情況：靠近變電所AT處短路時(shí)，Q=0；遠(yuǎn)離變電所AT處短路時(shí)，Q=1。二、常用故障測(cè)距原理ATAT供電方式故障測(cè)距供電方式故障測(cè)距 當(dāng)開(kāi)閉所不并聯(lián)、分區(qū)所并聯(lián)的時(shí)候：l故障距離；L線路總長(zhǎng)度。二、常用故障測(cè)距原理111ftIII222ftIIILIIIIl2),min(2121電抗法測(cè)距原理（單線電抗法測(cè)距原理（單線TFTF型故障）型故障） 0 xxl x測(cè)量電抗；x0TF型單位電抗。二、常用故障測(cè)距原理三、客運(yùn)專線故障測(cè)距原理T、F型故障：AT吸上電流比法測(cè)距；TF型故障： 不能采用電抗法測(cè)距。

4、客運(yùn)專線牽引網(wǎng)與測(cè)距系統(tǒng)配置三、客運(yùn)專線故障測(cè)距原理全并聯(lián)AT供電方式故障測(cè)距要求適用于AT牽引供電系統(tǒng)；適應(yīng)各種運(yùn)行方式；采用吸上電流比AT測(cè)距原理、電抗法原理；具備測(cè)量、顯示和數(shù)據(jù)通信接口等功能；提供詳細(xì)的測(cè)距信息；能正確判斷故障類型（T-R、F-R、T-F）；能正確判斷故障方向（上、下行）。三、客運(yùn)專線故障測(cè)距原理變電所、AT所、分區(qū)亭三處的吸上電流分別為 21212211atatatSPatatatATftftatSSIIIIIIIIIIIAT吸上電流獲取三、客運(yùn)專線故障測(cè)距原理TF故障類型判斷與故障區(qū)域判斷setatSPatATatSSIIII|)| |,| |,max(|如 ，則為

5、TF型故障。 當(dāng)不是TF故障，首先找到各處AT吸上電流模值最大值，并尋找相鄰AT吸上電流較大者，兩AT間即為故障區(qū)段。三、客運(yùn)專線故障測(cè)距原理故障上下行判斷|21TFTFII當(dāng) ，判別為下行方向，反之為上行方向。 當(dāng)故障電流由下行流向上行，判別為上行方向，反之為下行方向。變電所 AT所/分區(qū)所三、客運(yùn)專線故障測(cè)距原理故障T、F類型判斷|FTII當(dāng) ，判別為T型故障，反之為F型故障。 三、客運(yùn)專線故障測(cè)距原理重合閘失敗測(cè)距21TFTFII在變電所，如果 ，為下行故障。1 . 19 . 011ftII此時(shí)當(dāng) ，判為TF型故障。 否則，當(dāng) ，則為T型故障。11ftII三、客運(yùn)專線故障測(cè)距原理失壓檢測(cè)

6、元件 時(shí)限：70ms外啟動(dòng)檢測(cè)元件 時(shí)限：10msQ-L表整定 供電臂供電臂代碼12345武昌東大章武昌東大章Q00.09 0.28 0.47 0.66 0.85 L0（km）0.00 5.4010.8016.2021.60Q10.18 0.29 0.49 0.68 0.85 L1（km）0.00 3.436.8510.2813.70AT故障測(cè)距裝置定值三、客運(yùn)專線故障測(cè)距原理測(cè)距裝置定值Q值：與AT段的長(zhǎng)度、AT漏抗、主變壓器等效漏抗、鋼軌泄露、大地泄露等等有關(guān)。 經(jīng)過(guò)對(duì)武廣線的統(tǒng)計(jì)表明：變電所-AT所間，Q1=0.06，Q2=0.15；AT所-分區(qū)所間，Q1=0.18，Q2=0.15。 Q

7、值：可以通過(guò)高壓短路試驗(yàn)，由測(cè)距裝置采集各處所電流并計(jì)算獲得。用戶在使用過(guò)程中，對(duì)一個(gè)確定的故障點(diǎn)和測(cè)量Q值，及時(shí)修正Q-L表。三、客運(yùn)專線故障測(cè)距原理分段距離(公里)T線電抗值()F線電抗值()TF線電抗值()0段0.000.000.000.001段35.3011.3011.305.652段99.9999.9999.9999.99X-L表整定 測(cè)距裝置定值三、客運(yùn)專線故障測(cè)距原理單位電抗：與牽引網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、接觸網(wǎng)、鋼軌、大地泄露等有關(guān)。 基于計(jì)算阻抗的公式 ，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明： T型、F型、TF型單位電抗分別約為0.30、0.49、0.15/km 。 單位電抗：可以通過(guò)高壓短路試驗(yàn)或低壓短路試驗(yàn)，

8、由測(cè)距裝置采集變電所母線電壓和饋線電流計(jì)算獲得。用戶在使用過(guò)程中，對(duì)一個(gè)確定的故障點(diǎn)和測(cè)量電抗值，及時(shí)修正X-L表。測(cè)距裝置定值三、客運(yùn)專線故障測(cè)距原理FTTIIUZ測(cè)距裝置定值三、客運(yùn)專線故障測(cè)距原理測(cè)距裝置定值失壓檢測(cè)啟動(dòng)電壓：參考饋線保護(hù)低壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流低壓定值，一般取0.66倍額定電壓；時(shí)限為80100ms。 TF故障判別電流：與牽引網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、接觸網(wǎng)、鋼軌、大地泄露等有關(guān)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，整定為1000A。饋線電流、AT吸上電流CT變比：設(shè)計(jì)院確定。變電所公里標(biāo)：設(shè)計(jì)院確定。吸上電流比距離表Q-L：設(shè)計(jì)院確定，廠家配合。電抗距離表X-L：設(shè)計(jì)院確定，廠家配合。三、客運(yùn)專線故障測(cè)距原理問(wèn)題與

9、建議1、測(cè)距裝置定值：設(shè)計(jì)院確定，廠家配合；由于計(jì)算單位電抗與實(shí)際單位電抗差別較大，建議采用既有線經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2、施工與試驗(yàn)：施工單位施工安裝后，必須完成測(cè)距裝置單機(jī)和系統(tǒng)試驗(yàn)，避免出現(xiàn)后期運(yùn)營(yíng)單位和廠家的麻煩。 3、容易出現(xiàn)的問(wèn)題：T、F線電流線錯(cuò)接；上下行電流線錯(cuò)接；定值紊亂；開(kāi)關(guān)量錯(cuò)接、漏接。三、客運(yùn)專線故障測(cè)距原理五、故障測(cè)距報(bào)告示實(shí)例2012-10-15 05:39:21.275 哈西_牽引變電所 大連方向故障測(cè)距裝置變電所測(cè)距數(shù)據(jù)故障點(diǎn)距離=13.31km公里標(biāo)=1226.49下行/FR故障/吸上電流比原理T線電壓=52844.50VF線電壓=51238.51VTF電壓=104081

10、.89V吸上電流1=11.62A吸上電流2=0.29A總吸上電流=11.90A上行T線電流=655.23A上行T線電流角度=291.93上行F線電流=721.04A上行F線電流角度=112.89下行T線電流=642.53A下行T線電流角度=291.90下行F線電流=744.68A下行F線電流角度=112.67AT所測(cè)距數(shù)據(jù)T線電壓=5096.31VF線電壓=3296.89VTF電壓=8378.30V吸上電流1=3.08A吸上電流2=2559.18A總吸上電流=2559.31A上行T線電流=659.87A上行T線電流角度=113.92上行F線電流=952.81A上行F線電流角度=296.56下行

11、T線電流=609.11A下行T線電流角度=113.79下行F線電流=2224.79A下行F線電流角度=115.00分區(qū)所測(cè)距數(shù)據(jù)T線電壓=4061.20VF線電壓=3242.45VTF電壓=7293.00V吸上電流1=0.78A吸上電流2=1618.73A總吸上電流=1619.48A上行T線電流=386.82A上行T線電流角度=118.38上行F線電流=205.90A上行F線電流角度=294.41下行T線電流=418.70A下行T線電流角度=118.68下行F線電流=1012.92A下行F線電流角度=117.73五、故障測(cè)距報(bào)告示實(shí)例2012-10-15 05:39:21.275哈西_牽引變電

12、所211饋線保護(hù)裝置2012-10-15 05:39:21.685哈西_牽引變電所212饋線保護(hù)裝置阻抗I段出口出口時(shí)間=100.00ms饋線電壓UT=7526.00V饋線電壓UF=7323.00V饋線電壓UTF=14844.00VT線電流=1060.00AF線電流=1240.00AITF電流=2300.00ATF一次電阻=2.46TF一次電抗=5.97阻抗角=67.50度TR一次電阻=6.56TR一次電抗=5.46故障測(cè)距=13.14km阻抗I段出口出口時(shí)間=104.00ms饋線電壓UT=7537.00V饋線電壓UF=7309.00V饋線電壓UTF=14844.00VT線電流=1080.00

13、AF線電流=1180.00AITF電流=2260.00ATF一次電阻=2.46TF一次電抗=6.10阻抗角=68.00度TR一次電阻=6.51TR一次電抗=5.72故障測(cè)距=13.77km五、故障測(cè)距報(bào)告示實(shí)例測(cè)距時(shí)間2012-10-25 11:23:19.443報(bào)告類型AT故障測(cè)距斷路器號(hào)214報(bào)告性質(zhì)重召故障類型T型距離標(biāo)志公里標(biāo)測(cè)距結(jié)果K67+190動(dòng)作標(biāo)志AT測(cè)距法,上行失壓動(dòng)作U110.79kV所1下行母線電壓 U=5.95KV所2下行母線電壓 U=5.07KVU210.79kV所1上行母線電壓 U=6.65KV所2上行母線電壓 U=5.12KVIt11666A所1下行T線電流 I=

14、2064A所2下行T線電流 I=220AIf11838A所1下行F線電流 I=1461A所2下行F線電流 I=212AIt21660A所1上行T線電流 I=4948A所2上行T線電流 I=239AIf22638A所1上行F線電流 I=1419A所2上行F線電流 I=247AIat10A所1AT1吸上電流 I=5823A所2AT1吸上電流 I=932AIat20A所1AT2吸上電流 I=0A所2AT2吸上電流 I=0AQ0.83事件1變電所吸上電流 I=1150A所1吸上電流 I=5823A所2吸上電流 I=932A五、故障測(cè)距報(bào)告示實(shí)例故障電流分布圖五、故障測(cè)距報(bào)告示實(shí)例測(cè)距時(shí)間2012-10

15、-25 12:06:36.098報(bào)告類型AT故障測(cè)距斷路器號(hào)213報(bào)告性質(zhì)重召故障類型F型距離標(biāo)志228測(cè)距結(jié)果K64+830動(dòng)作標(biāo)志AT測(cè)距法,下行失壓動(dòng)作U19.03kV所1下行母線電壓 U=2.05KV所2下行母線電壓 U=3.18KVU29.03kV所1上行母線電壓 U=2.23KV所2上行母線電壓 U=3.15KVIt13130A所1下行T線電流 I=1314A所2下行T線電流 I=228AIf11457A所1下行F線電流 I=5052A所2下行F線電流 I=204AIt22187A所1上行T線電流 I=1294A所2上行T線電流 I=185AIf21447A所1上行F線電流 I=2

16、453A所2上行F線電流 I=206AIat10A所1AT1吸上電流 I=5298A所2AT1吸上電流 I=837AIat20A所1AT2吸上電流 I=0A所2AT2吸上電流 I=0AQ0.68變電所吸上電流 I=2417A所1吸上電流 I=5298A所2吸上電流 I=837A五、故障測(cè)距報(bào)告示實(shí)例故障電流分布圖五、故障測(cè)距報(bào)告示實(shí)例故障電流分布圖五、故障測(cè)距報(bào)告示實(shí)例故障日期: 2009-01-15故障時(shí)間: 02:09:36:873故障信息： 211 已跳閘 無(wú)重合閘動(dòng)作標(biāo)志: 過(guò)電流元件動(dòng)作電量參數(shù): U=63.55V I=1.02A Z=62.47 =73.10故障事件: 000001

17、ms 電流增量啟動(dòng) 0.72A 000005ms 過(guò)電流啟動(dòng) 1.06A 000105ms 過(guò)電流出口 1.02A 000109ms 低壓閉鎖 000109ms 過(guò)電流返回 1.01A 000175ms 電流增量返回 0.54AAT饋線保護(hù)測(cè)控裝置故障報(bào)告五、故障測(cè)距報(bào)告示實(shí)例AT饋線保護(hù)測(cè)控裝置故障波形故障日期: 2008-02-06故障時(shí)間: 02:48:50:344故障信息： 213 已跳閘 重合閘成功 故障點(diǎn)：22.20公里動(dòng)作標(biāo)志: 電流速斷元件動(dòng)作 阻抗段元件動(dòng)作電量參數(shù): U=53.95V I=10.11A Z=5.18 =69.50故障事件: 000001ms 電流速斷啟動(dòng) 7

18、.99A 000003ms 低壓閉鎖 000003ms 綜合諧波抑制 000003ms 電流增量啟動(dòng) 8.91A 000004ms 阻抗段啟動(dòng) 8.1169.3 000005ms 低壓閉鎖解除 000005ms 綜合諧波抑制解除 000005ms 過(guò)電流啟動(dòng) 8.98A 000006ms 阻抗段啟動(dòng) 5.9568.0 000101ms 電流速斷出口 10.11A 000167ms 低壓閉鎖 000167ms 過(guò)電流返回 9.54A 000168ms 阻抗段返回 7.5976.8 000170ms 阻抗段返回 9.8578.5 000171ms 電流速斷返回 6.05A 000177ms 電流增量返回 4.59A 002100ms 重合閘出