一起高鐵接觸網(wǎng)相間短路故障分析處置和思考

1、起高鐵接觸網(wǎng)相間短路故障分析處置和思考摘要：動車組不降弓帶負荷通過接觸網(wǎng)分相關(guān)系區(qū)或接觸網(wǎng)分相隔離開關(guān)閉合 狀態(tài)下動車組通過時，極易發(fā)生接觸網(wǎng)相間短路引起牽引所斷路器動作，本文對 滬昆高鐵一起接觸網(wǎng)相間短路故障進行分析，提出和優(yōu)化在處理此類故障時的建 議。關(guān)鍵詞：關(guān)節(jié)式分相；相間短路；原因分析；應(yīng)急處置 鐵路牽引供電系統(tǒng)中每隔 2025km 會設(shè)置一處接觸網(wǎng)電分相，一般位于同一 牽引所兩端不同相的供電臂之間，或者兩個不同牽引所末端分區(qū)所處。接觸網(wǎng)電 分相可分為器件式和關(guān)節(jié)式兩種，為適應(yīng)高速鐵路運行要求，一般設(shè)置關(guān)節(jié)式電 分相；反之，則設(shè)置器件式。隨著中國鐵路上海局集團有限公司管內(nèi)電氣化鐵路和高

2、速鐵路運行里程不斷 增加，各種型號電力機車、動車組不斷投入運營，牽引供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)相間短路 故障時有發(fā)生，嚴重影響了鐵路供電安全可靠性和對行車運輸秩序造成很大影響， 在現(xiàn)有牽引供電運行方式和機車條件下，如何讓路局供電調(diào)度更高效的判斷、指 揮處理接觸網(wǎng)相間短路故障和減少對運輸秩序的影響是值得我們認真思考的問題。1. 故障跳閘經(jīng)過2019 年 1 月 30 日 17:50:46 滬昆高鐵衢州 2# 牽引所 211DL （ 923 單元）、 212DL （924單元）、213DL （925單元）相繼動作跳閘，均報高阻接地I段出口、 重合成功，故障距離：0.80km，公里標405.82km，下行T-R

3、故障。1.1保護動作情況如表1所示表1饋線保護裝置動作情況2 現(xiàn)場基本情況2.1 供電設(shè)備情況衢州2#牽引所211DL、213DL饋線供電范圍分相對應(yīng)公里標：K380+566至 K406+399和K407+070至K423+014。衢州2#牽引變電所下行分相為11跨兩端口 錨段關(guān)節(jié)式電分相，起始里程為K406+470，終止里程為K406+995，分相總長度 為 525 米。分相起錨支柱號為 257#，落錨支柱號為 283#。分相杭州側(cè)供電單元 為滬昆高鐵923供電單元、長沙側(cè)供電單元為滬昆高鐵925供電單元，如圖2所 示。圖2滬昆高鐵923、 925單元分相示意圖2.2 跳閘時供電臂內(nèi)列車運行

4、情況跳閘時間時，衢州 2#牽引所923926單元4個供電臂內(nèi)共有動車組3趟 （上行 2 趟，下行 1 趟），司機、機械師均未反應(yīng)有異常情況。通過查閱調(diào)監(jiān)和 回看分相處視頻，發(fā)現(xiàn)在跳閘時，下行有一趟G1359次動車組正從923、925單 元分相通過，初步懷疑是動車組通過引起相間短路跳閘。動車組具體位置如圖3 所示。圖3跳閘時G1359次動車組位置示意圖原因分析3.1 故障報文分析經(jīng)查衢州 2#牽引所斷路器保護定值單中電流互感器變比1500,電壓互感器變 比 275 。根據(jù)跳閘報文和已知參數(shù)，結(jié)合圖 3 動車組行駛路徑，利用余弦定理可 求得相關(guān)電氣量的其他參數(shù)。923與925相間短路時，UT1,U

5、T2相位角縮小為12.5度，T1與T2之間 的相電壓下降至6425V,且超前故障電流相位角42.5度，成高阻特性狀態(tài)。924與925相間短路時，UT1,UT3相位角縮小為17.7度，T1與T3之間 的相電壓下降至8877V,且超前故障電流相位角48.7度，成高阻特性狀態(tài)924通過末端接觸網(wǎng)環(huán)供至首端，回路中電抗值較大，所以924和925 發(fā)生相間短路時，兩供電臂電壓相位角較923與925之間的相位角大，短路相間 電壓與相間電流夾角也變大。所以綜上數(shù)據(jù)分析本次饋線跳閘阻抗一段保護未動作原因：211 饋線測量阻 抗落在第四象限， 213 饋線測量阻抗落在第二象限，均在保護定值以外，不滿足 動作條件

6、。過流保護未動作原因：動作電流達到定值但是不滿足低電壓啟動條件。 高阻一段動作原因：TF合成電流大于動作值1400A，高阻接地一段電流0.96A, 折算一次AIdz為1500 x0.96=1440AV故障時電流3765A，本次保護動作在其保護 范圍內(nèi)，保護動作正常。3.2 本次跳閘原因分析經(jīng)調(diào)閱衢州2#牽引變電所監(jiān)控視頻發(fā)現(xiàn)，跳閘時刻G1359次列車(CRH400AF-A， 16 節(jié)長編)剛好經(jīng)過分相處，受電弓經(jīng)過分相杭州側(cè)斷口附近時 無異常，受電弓通過分相長沙側(cè)斷口附近時，分相杭州側(cè)斷口附近有明顯放電現(xiàn) 象。后續(xù)巡視發(fā)現(xiàn)分相關(guān)系區(qū)內(nèi)有吊弦斷裂，承力索燒傷斷股，具體位置見圖 4.圖4設(shè)備損壞情

7、況示意圖綜上初步原因分析為G1359次動車受電弓經(jīng)過261 #-263#支柱間時(分相杭 州側(cè)斷口)， 261#-263#支柱間工支吊弦因疲勞下部斷裂，由于弓網(wǎng)振動劇烈，該 吊弦在斷裂瞬間彈起搭接纏繞至非支承力索上，將滬昆高鐵923單元同分相中性 區(qū)短接，使中性區(qū)帶上923單元的電；列車繼續(xù)前行，當(dāng)受電弓運行至分相至 277#-279#支柱間(分相長沙側(cè)斷口)由中性區(qū)向滬昆高鐵925供電單元過渡的瞬 間，造成 923 供電整體裝置應(yīng)用裝置采用 LoRa 物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)絡(luò)，使各電器的實時能耗數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶手 機客戶端或其他智能設(shè)備通過管理系統(tǒng)軟件有效的觀測到家庭當(dāng)前用電情況，及 時的發(fā)現(xiàn)高能耗

8、或正做無用功的家用電器，并對家用戶電器的能耗進行綜合管理。 如圖3所示。結(jié)論基于家庭用電能效的監(jiān)測和管理兩方面，研制了能夠?qū)崟r監(jiān)測家用電器能耗 的智能設(shè)備，采用LoRa物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)絡(luò)，使各電器的實時能耗數(shù)據(jù)發(fā)送到 用戶手機客戶端或其他智能設(shè)備，方便用戶對家用戶電器的能耗進行綜合管理。 監(jiān)測系統(tǒng)可以使各家庭成員改變不好的用電習(xí)慣、降低能耗、節(jié)約用電、節(jié)省電 費，為當(dāng)前家庭直流微電網(wǎng)的建設(shè)和應(yīng)用提供很好的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。參考文獻：黃維.物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用分析J.烽火科技,2010, 25(8): 5-7.丁志強，趙東升.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的配網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測J.農(nóng)村電氣 化,2015(1):33-34.江大軍.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測研究