高速鐵路牽引變電所的典型故障與處理方案

高速鐵路牽引變電所的典型故障與處理方案

摘要：牽引變電所被視為高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的心臟,對(duì)高速鐵路安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。為確保牽引變電所安全、可靠運(yùn)行,必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)其存在的各類故障,并及時(shí)的進(jìn)行處理,盡量縮短停電時(shí)間。本文對(duì)我國(guó)高鐵牽引變電所運(yùn)行過程中常見的故障進(jìn)行了梳理,并對(duì)故障處理的方案進(jìn)行了總結(jié),以便迅速恢復(fù)設(shè)備正常運(yùn)行,確保供電安全可靠。

關(guān)鍵詞：高速鐵路牽引變電所典型故障處理方案

一、前言

隨著我國(guó)高速鐵路的飛速發(fā)展,對(duì)牽引供電系統(tǒng)提出了更高的要求。提高高鐵牽引供電系統(tǒng)的可靠性,確保高鐵供電系統(tǒng)運(yùn)行安全是高鐵牽引變電所工作人員的重要任務(wù)。要提高其工作可靠性,就要減少并及時(shí)排除牽引供電系統(tǒng)的故障,縮短停電時(shí)間。本文對(duì)高鐵牽引變電所的典型故障進(jìn)行了分析,對(duì)故障處理的方案進(jìn)行了總結(jié)。

二、一次設(shè)備故障及處理

1、斷路器拒動(dòng)及處理

斷路器發(fā)生拒動(dòng)后,首先應(yīng)查明故障原因。如斷路器只限于遠(yuǎn)方操作拒動(dòng),可能原因有通道和通訊裝置故障、測(cè)控裝置故障、遠(yuǎn)方/當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)換開關(guān)接觸不良等。如當(dāng)?shù)夭僮魅匀痪軇?dòng),此時(shí)需區(qū)分是操作機(jī)構(gòu)故障還是電氣故障,操作機(jī)構(gòu)故障可能原因有機(jī)構(gòu)卡滯、連桿斷裂、行程開關(guān)彈簧變形等。電氣故障原因主要有控制回路接線松動(dòng)、分合閘線圈接線松動(dòng)、合閘線圈燒損、信號(hào)未復(fù)歸、輔助接點(diǎn)粘連及接觸不良、控制回路失電、氣室低氣壓閉鎖等。

當(dāng)發(fā)生遠(yuǎn)方操作拒動(dòng)時(shí),首先應(yīng)查看遠(yuǎn)動(dòng)通道狀態(tài),查看供電調(diào)度界面有無控制回路斷線、低氣壓閉鎖等報(bào)警信息,值班員應(yīng)檢查拒動(dòng)斷路器有無異常,如檢查無異常,可再次遠(yuǎn)方操作一次,若仍拒動(dòng)則通知所內(nèi)值班員在當(dāng)?shù)乜刂破辽喜僮?仍拒動(dòng)則立即到該嗦菲GIS柜本體進(jìn)行倒閘操作。若在斷路器GIS柜上操作仍拒動(dòng),說明斷路器拒動(dòng)原因?yàn)楸倔w故障,此時(shí)應(yīng)立即合上相應(yīng)的上下行并聯(lián)隔離開關(guān)使同方向另一行饋線斷路器向上下行接觸網(wǎng)供電,再對(duì)斷路器本體進(jìn)行檢查,排除故障。

2、隔離開關(guān)故障及處理

開關(guān)拒動(dòng)是隔離開關(guān)常見故障,主要原因有電機(jī)故障、分合閘回路不通、端子松動(dòng),閉鎖回路端子短接、機(jī)構(gòu)卡滯、接地刀閘閉鎖等。當(dāng)隔離開關(guān)發(fā)生遠(yuǎn)動(dòng)拒動(dòng)時(shí),供電調(diào)度可通知值班員當(dāng)?shù)剡M(jìn)行倒閘操作,如當(dāng)?shù)夭僮魅匀痪軇?dòng),應(yīng)啟用備用設(shè)備或使用并聯(lián)開關(guān)恢復(fù)供電,并通知檢修人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查。

另外,分、合閘不到位也是隔離開關(guān)運(yùn)行過程中常見的故障。當(dāng)隔離開關(guān)三相同期合閘不到位時(shí),適當(dāng)調(diào)節(jié)主傳動(dòng)桿的長(zhǎng)度或合閘止釘間隙（增長(zhǎng)主傳動(dòng)桿）,保證合閘到位；如果是三相不同期合閘不到位,可以適當(dāng)調(diào)節(jié)不到位單相的傳動(dòng)連桿長(zhǎng)度（增長(zhǎng)單相傳動(dòng)桿）,保證開關(guān)合閘到位。

3、主變故障及處理

差動(dòng)保護(hù)、重瓦斯保護(hù)等繼電保護(hù)動(dòng)作是高速鐵路牽引變電所主變常見故障。當(dāng)變壓器重瓦斯保護(hù)動(dòng)作或差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后,在未查明原因之前不得將該變壓器投入運(yùn)行。

當(dāng)重瓦斯動(dòng)作時(shí),其動(dòng)作原因可分為變壓器內(nèi)部故障和二次回路故障。此時(shí)應(yīng)檢查變壓器油位、油溫、有無嚴(yán)重漏油等。如變壓器外觀正常,再檢查二次回路和保護(hù)模塊是否有故障,如以上均正常,須對(duì)油樣進(jìn)行簡(jiǎn)化分析及色譜分析,根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果和各項(xiàng)檢查結(jié)果進(jìn)行分析,判斷故障原因,決定處理方案。

當(dāng)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)應(yīng)檢查差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)的各電氣設(shè)備的外觀有無異常,變壓器油位、油溫是否正常。變壓器兩側(cè)有無短路跡象。差動(dòng)保護(hù)裝置及相關(guān)二次回路有無故障。根據(jù)初步檢查情況,如懷疑是變壓器內(nèi)部問題,應(yīng)做絕緣電阻、直流電阻、變比、介質(zhì)損失角、泄漏電流試驗(yàn),并取油樣做氣相色譜分析。當(dāng)SF6斷路器出現(xiàn)故障時(shí),應(yīng)對(duì)其絕緣電阻、泄漏電流進(jìn)行試驗(yàn)、SF6氣體檢驗(yàn)。根據(jù)檢查試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,判斷事故原因,決定處理方案。

三、二次回路故障及處理

1、二次回路故障常見原因：27.5KV壓互斷線、控制回路斷線、直流接地、母線電壓過低及事故照明回路故障等。

查找二次回路故障時(shí)必須是由兩人同時(shí)進(jìn)行,采用電阻法及使用搖表時(shí),必須斷開所有電源。采用電壓法和電位帶電測(cè)試時(shí),必須確認(rèn)所選用檔位的正確性,對(duì)二次回路進(jìn)行故障排查的過程必須首先進(jìn)行絕緣包扎,并且確保電壓回路不短路,電流回路不開路,防止直流接地。

2、二次回路故障查找的方法：

（1）導(dǎo)通法：要注意被測(cè)元件不能有旁路,否則檢驗(yàn)結(jié)果會(huì)存在誤差,務(wù)必確保使用導(dǎo)通法檢查之前必須拆開旁路。

（2）壓降法：用萬(wàn)用表表筆的正極連接正電位點(diǎn),負(fù)極連接負(fù)電位點(diǎn),測(cè)量正負(fù)極之間的電壓,若顯示數(shù)值為直流110V（或220V）左右,則證明電源電壓正常；然后依次對(duì)測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的電壓進(jìn)行測(cè)量,若測(cè)量結(jié)果過大或過小或無數(shù)字都證明故障在這兩點(diǎn)之間。

（3）電位法：先將萬(wàn)用表打至直流電壓檔,測(cè)量正負(fù)極之間的電壓,確認(rèn)回路電源電壓以及熔斷器正常,再按圖紙判定待測(cè)回路各點(diǎn)正常時(shí)的電位極性。測(cè)定正極之后,用萬(wàn)用表負(fù)極接地,正極連接被測(cè)點(diǎn),此時(shí)電壓應(yīng)為電源電壓的一半左右,如果偏差較大,則說明該點(diǎn)與正電源之間存在故障,反之亦然。

3、直流接地故障的查找及處理

采用“分段法”,短時(shí)斷開直流供電回路,尋找接地點(diǎn)。當(dāng)某一回路斷開,直流系統(tǒng)恢復(fù),則說明接地點(diǎn)在這一段回路中,需要進(jìn)一步進(jìn)行檢查判斷。

（1）在直流盤或二次回路中判斷是正接地還是負(fù)接地。

（2）確認(rèn)直流接地所在的回路：在直流盤上依次斷開220KV合閘回路、27.5KV合閘回路、事故照明、控制母線、信號(hào)母線開關(guān)。

（3）確認(rèn)是哪條回路故障,縮小接地范圍：依次在配電盤或端子箱內(nèi)依次瞬時(shí)拔掉各開關(guān)控制信號(hào)回路小保險(xiǎn)。

（4）切斷所有來路電源,對(duì)所判斷出的故障回路進(jìn)行分段檢測(cè)。

（5）合閘回路接地：如果是環(huán)路供電,應(yīng)將環(huán)線從中間回路斷開,分別合兩路合閘電源,判斷接地具體在哪一段,然后分別甩線以查出具體接地點(diǎn)。

（6）查找直流接地具體回路時(shí)必須邊甩線、邊接線,不得造成直流雙重接地和保護(hù)開關(guān)拒動(dòng)。

四、電纜線路故障及處理

機(jī)械損傷、絕緣受潮、絕緣老化變質(zhì)、過電壓、設(shè)計(jì)和制作工藝不良和護(hù)層的腐蝕是電纜線路常見故障。聲磁同步法是一種準(zhǔn)確性和可靠性都很高的方法,探尋電纜主絕緣故障的精準(zhǔn)位置時(shí),這是首選的方法,當(dāng)這種方法失效時(shí)再采用其他方法進(jìn)行定點(diǎn)。

（1）首先將故障電纜金屬層兩端接地,然后用高壓信號(hào)發(fā)生器向電纜的故障相與金屬護(hù)層（或銅屏蔽）之間施加脈沖高電壓。

（2）打開聲磁同步法故障定點(diǎn)儀器,在高壓信號(hào)器十幾米外的電纜路徑上,察看儀器信號(hào)接收情況,如果接收不到,需要查看電纜兩端接地線是否良好,確保電纜故障周圍儀器能接收到脈沖磁場(chǎng)信號(hào)。

（3）根據(jù)測(cè)定距離的結(jié)果,結(jié)合電纜的走向,確認(rèn)大體方位,攜帶聲磁同步法故障定點(diǎn)儀器,通過脈沖磁場(chǎng)的變化,確定電纜位置。

（4）在電纜的路徑上,移動(dòng)定點(diǎn)儀器探頭的位置,觀看儀器屏幕顯示的聲波,直到顯示故障聲波,說明故障點(diǎn)就在附近。繼續(xù)移動(dòng)探頭,到放電聲音波形前的直線段長(zhǎng)度最短的地方,就是探頭對(duì)準(zhǔn)的故障的精確點(diǎn)。

綜上所述,高鐵牽引變電所典型故障主要包括一次設(shè)備、二次設(shè)備和電纜線路故障。故障處理時(shí)應(yīng)本著“先通后復(fù)”的原則盡快恢復(fù)送電,同時(shí)還要堅(jiān)持人身安全第一的原則,一切作業(yè)必須有供電調(diào)度命令,嚴(yán)禁無令操作,臆測(cè)行事。一切作業(yè)均應(yīng)做好安全措施,確保人身安全和設(shè)備運(yùn)行安全。只有日常工作中不斷探索,總結(jié)故障查找及處理經(jīng)驗(yàn),才能快速找到故障原因,獲得合理的解決方案,確保高速鐵路運(yùn)行的安全性。

參考文獻(xiàn)：

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