电气化铁路牵引网故障测距原理

1、电气化铁路牵引网故障测距原理电气工程学院电气工程学院 林国松林国松一、电气化铁道常用供电方式二、常用故障测距原理三、客运专线故障测距原理四、思考题目目 录录一、电气化铁道常用供电方式单线直接供电方式单线直接供电方式复线直接供电方式复线直接供电方式ATAT供电方式供电方式全并联全并联ATAT供电方式供电方式单线直接供电方式单线直接供电方式复线直接供电方式复线直接供电方式一、电气化铁道常用供电方式ATAT供电方式供电方式全并联全并联ATAT供电方式供电方式一、电气化铁道常用供电方式二、常用故障测距原理单线直接供电方式故障测距单线直接供电方式故障测距 )(1111nnnnnnXXXXllll异相短路

2、异相短路？二、常用故障测距原理复线直接供电方式故障测距复线直接供电方式故障测距 LIIIl2212二、常用故障测距原理05101520253001234567短路点到牵引变电所的距离L(km)牵引网短路阻抗Z(ohm) T-R短路阻抗理论计算曲线T-F短路阻抗理论计算曲线TR或FR故障无法用电抗法测距单线单线ATAT供电方供电方式牵引网短路式牵引网短路阻抗阻抗 二、常用故障测距原理DQQQQlln)(1211ATAT吸上电流比测距原吸上电流比测距原理理 )/(11nnnIIIQ理想情况：理想情况：靠近变电所AT处短路时，Q=0；远离变电所AT处短路时，Q=1。二、常用故障测距原理ATAT供电方

3、式故障测距供电方式故障测距 LIIIl2212111ftIII222ftIII当开闭所不并联、分区所并联的时候：l故障距离；L线路总长度。二、常用故障测距原理电抗法测距原理（单线电抗法测距原理（单线TFTF型故障）型故障） 0 xxl x测量电抗；x0TF型单位电抗。二、常用故障测距原理三、客运专线故障测距原理T、F型故障：AT吸上电流比法测距；TF型故障： 不能采用电抗法测距。客运专线牵引网与测距系统配置三、客运专线故障测距原理全并联AT供电方式故障测距要求适用于AT牵引供电系统；适应各种运行方式；采用吸上电流比AT测距原理、电抗法原理；具备测量、显示和数据通信接口等功能；提供详细的测距信息

4、；能正确判断故障类型（T-R、F-R、T-F）；能正确判断故障方向（上、下行）。三、客运专线故障测距原理变电所、AT所、分区亭三处的吸上电流分别为 21212211atatatSPatatatATftftatSSIIIIIIIIIIIAT吸上电流获取三、客运专线故障测距原理TF故障类型判断与故障区域判断setatSPatATatSSIIII|)| |,| |,max(|如 ，则为TF型故障。 当不是TF故障，首先找到各处AT吸上电流模值最大值，并寻找相邻AT吸上电流较大者，两AT间即为故障区段。三、客运专线故障测距原理故障上下行判断|21TFTFII当 ，判别为下行方向，反之为上行方向。 当故

5、障电流由下行流向上行，判别为上行方向，反之为下行方向。变电所 AT所/分区所三、客运专线故障测距原理故障T、F类型判断|FTII当 ，判别为T型故障，反之为F型故障。 三、客运专线故障测距原理重合闸失败测距21TFTFII在变电所，如果 ，为下行故障。1 . 19 . 011ftII此时当 ，判为TF型故障。 否则，当 ，则为T型故障。11ftII三、客运专线故障测距原理失压检测元件时限：70ms外启动检测元件 时限：10msQ-L表整定 供电臂供电臂代码12345武昌东大章武昌东大章Q00.09 0.28 0.47 0.66 0.85 L0（km）0.00 5.4010.8016.2021.

6、60Q10.10 0.30 0.50 0.70 0.90 L1（km）0.00 3.436.8510.2813.70AT故障测距装置定值三、客运专线故障测距原理测距装置定值Q值：与AT段的长度、AT漏抗、主变压器等效漏抗、钢轨泄露、大地泄露等等有关。 经过对武广线的统计表明：变电所-AT所间，Q1=0.06，Q2=0.15；AT所-分区所间，Q1=0.18，Q2=0.15。 Q值：可以通过高压短路试验或机车置于线路取大电流，由测距装置采集各处所电流并计算获得。用户在使用过程中，对一个确定的故障点和测量Q值，及时修正Q-L表。三、客运专线故障测距原理分段距离(公里)T线电抗值()F线电抗值()T

7、F线电抗值()0段0.000.000.000.001段35.3011.3011.305.652段99.9999.9999.9999.99X-L表整定 测距装置定值三、客运专线故障测距原理单位电抗：与牵引网的结构、接触网、钢轨、大地泄露等等有关。 经过对武广线的统计表明，基于交大许继测量阻抗的计算方式，T型、F型、TF型单位电抗分别约为0.296/km、0.490/km、0.148/km 。 单位电抗：可以通过高压短路试验或低压短路试验，由测距装置采集变电所母线电压和馈线电流计算获得。用户在使用过程中，对一个确定的故障点和测量电抗值，及时修正X-L表。测距装置定值三、客运专线故障测距原理测距装置

8、定值三、客运专线故障测距原理测距装置定值失压检测启动电压：参考馈线保护低压启动过电流低压定值，一般取0.66倍额定电压；时限为60100ms。 TF故障判别电流：与牵引网的结构、接触网、钢轨、大地泄露等等有关。根据武广高铁经验数据，整定为1000A。馈线电流、AT吸上电流CT变比：设计院确定。变电所公里标：设计院确定。吸上电流比距离表Q-L：设计院确定，厂家配合。电抗距离表X-L：设计院确定，厂家配合。三、客运专线故障测距原理问题与建议1、测距装置定值：设计院确定，厂家配合；由于计算单位电抗与实际单位电抗差别较大，建议采用既有线经验数据。2、施工与试验：施工单位施工安装后，必须完成测距装置单机

9、和系统试验，避免出现后期运营单位和厂家的麻烦。 3、容易出现的问题：T、F线电流线错接；上下行电流线错接；定值紊乱；开关量错接、漏接。三、客运专线故障测距原理五、故障测距报告示实例2012-10-15 05:39:21.275 哈西_牵引变电所 大连方向故障测距装置变电所测距数据故障点距离=13.31km公里标=1226.49下行/FR故障/吸上电流比原理T线电压=52844.50VF线电压=51238.51VTF电压=104081.89V吸上电流1=11.62A吸上电流2=0.29A总吸上电流=11.90A上行T线电流=655.23A上行T线电流角度=291.93上行F线电流=721.04A

10、上行F线电流角度=112.89下行T线电流=642.53A下行T线电流角度=291.90下行F线电流=744.68A下行F线电流角度=112.67AT所测距数据T线电压=5096.31VF线电压=3296.89VTF电压=8378.30V吸上电流1=3.08A吸上电流2=2559.18A总吸上电流=2559.31A上行T线电流=659.87A上行T线电流角度=113.92上行F线电流=952.81A上行F线电流角度=296.56下行T线电流=609.11A下行T线电流角度=113.79下行F线电流=2224.79A下行F线电流角度=115.00分区所测距数据T线电压=4061.20VF线电压=

11、3242.45VTF电压=7293.00V吸上电流1=0.78A吸上电流2=1618.73A总吸上电流=1619.48A上行T线电流=386.82A上行T线电流角度=118.38上行F线电流=205.90A上行F线电流角度=294.41下行T线电流=418.70A下行T线电流角度=118.68下行F线电流=1012.92A下行F线电流角度=117.73五、故障测距报告示实例2012-10-15 05:39:21.275哈西_牵引变电所211馈线保护装置2012-10-15 05:39:21.685哈西_牵引变电所212馈线保护装置阻抗I段出口出口时间=100.00ms馈线电压UT=7526.0

12、0V馈线电压UF=7323.00V馈线电压UTF=14844.00VT线电流=1060.00AF线电流=1240.00AITF电流=2300.00ATF一次电阻=2.46TF一次电抗=5.97阻抗角=67.50度TR一次电阻=6.56TR一次电抗=5.46故障测距=13.14km阻抗I段出口出口时间=104.00ms馈线电压UT=7537.00V馈线电压UF=7309.00V馈线电压UTF=14844.00VT线电流=1080.00AF线电流=1180.00AITF电流=2260.00ATF一次电阻=2.46TF一次电抗=6.10阻抗角=68.00度TR一次电阻=6.51TR一次电抗=5.72

13、故障测距=13.77km五、故障测距报告示实例测距时间2012-10-25 11:23:19.443报告类型AT故障测距断路器号214报告性质重召故障类型T型距离标志公里标测距结果K67+190动作标志AT测距法,上行失压动作U110.79kV所1下行母线电压 U=5.95KV所2下行母线电压 U=5.07KVU210.79kV所1上行母线电压 U=6.65KV所2上行母线电压 U=5.12KVIt11666A所1下行T线电流 I=2064A所2下行T线电流 I=220AIf11838A所1下行F线电流 I=1461A所2下行F线电流 I=212AIt21660A所1上行T线电流 I=4948

14、A所2上行T线电流 I=239AIf22638A所1上行F线电流 I=1419A所2上行F线电流 I=247AIat10A所1AT1吸上电流 I=5823A所2AT1吸上电流 I=932AIat20A所1AT2吸上电流 I=0A所2AT2吸上电流 I=0AQ0.83事件1变电所吸上电流 I=1150A所1吸上电流 I=5823A所2吸上电流 I=932A五、故障测距报告示实例故障电流分布图五、故障测距报告示实例测距时间2012-10-25 12:06:36.098报告类型AT故障测距断路器号213报告性质重召故障类型F型距离标志228测距结果K64+830动作标志AT测距法,下行失压动作U19

15、.03kV所1下行母线电压 U=2.05KV所2下行母线电压 U=3.18KVU29.03kV所1上行母线电压 U=2.23KV所2上行母线电压 U=3.15KVIt13130A所1下行T线电流 I=1314A所2下行T线电流 I=228AIf11457A所1下行F线电流 I=5052A所2下行F线电流 I=204AIt22187A所1上行T线电流 I=1294A所2上行T线电流 I=185AIf21447A所1上行F线电流 I=2453A所2上行F线电流 I=206AIat10A所1AT1吸上电流 I=5298A所2AT1吸上电流 I=837AIat20A所1AT2吸上电流 I=0A所2AT

16、2吸上电流 I=0AQ0.68变电所吸上电流 I=2417A所1吸上电流 I=5298A所2吸上电流 I=837A五、故障测距报告示实例故障电流分布图五、故障测距报告示实例故障电流分布图五、故障测距报告示实例故障日期: 2009-01-15故障时间: 02:09:36:873故障信息： 211 已跳闸 无重合闸动作标志: 过电流元件动作电量参数: U=63.55V I=1.02A Z=62.47 =73.10故障事件: 000001ms 电流增量启动 0.72A 000005ms 过电流启动 1.06A 000105ms 过电流出口 1.02A 000109ms 低压闭锁 000109ms 过

17、电流返回 1.01A 000175ms 电流增量返回 0.54AAT馈线保护测控装置故障报告五、故障测距报告示实例AT馈线保护测控装置故障波形故障日期: 2008-02-06故障时间: 02:48:50:344故障信息： 213 已跳闸 重合闸成功 故障点：22.20公里动作标志: 电流速断元件动作 阻抗段元件动作电量参数: U=53.95V I=10.11A Z=5.18 =69.50故障事件: 000001ms 电流速断启动 7.99A 000003ms 低压闭锁 000003ms 综合谐波抑制 000003ms 电流增量启动 8.91A 000004ms 阻抗段启动 8.1169.3 000005ms 低压闭锁解除 000005ms 综合谐波抑制解除 000005ms 过电流启动 8.98A 000006ms 阻抗段启动 5.9568.0 000101ms 电流速断出口 10.11A 000167ms 低压闭锁 000167ms 过电流返回 9.54A 000168ms 阻抗段返回 7.5976.8 000170ms 阻抗段返回 9.8578.5 000171ms 电流速断返回 6.05A 000177ms 电流增量返回 4.59A 002100ms 重合闸出口 五、