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武广高铁泉口变电所跳闸原因分析

邓小桃1 罗 军2

(1武汉铁路职业技术学院 湖北 武汉 430205 2武汉铁路局武汉供电段 湖北 武汉 430023)

摘 要:武广客运专线泉口变电所群力方向上下行发生多起跳闸事故,通过查找、分析原因,提出了相应的整改方案。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 :牵引变电所;过负荷;跳闸;整改措施

中图分类号:TM41 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1665-2272.2015.02.044

收稿日期:2014-11-21

武广客运专线泉口变电所群力方向上下行发生多起跳闸事故,通过对发生的一起跳闸数据分析,找出跳闸原因,从设计、行车运输组织和牵引供电设备管理等方面采取相应措施,避免此类事故的发生。

1 跳闸概况

2014年9月30日18时31分,泉口变电所群力方向上下行跳闸,212重合闸失败,211重合成功。故障测距分别显示上、下行T线故障。经查跳闸时,上行G1132次(380AL型)、G1136次(380A型)正在该供电臂运行,G1138次(380A型)滑行进入该区段。同时,下行G69次(380AL型)在该供电臂运行。

接到跳闸通知后,相关人员添乘G839巡视跳闸区段未发现设备异常,并在武汉站观察动车受电弓未发现异常。10月1日利用天窗点对接触网设备进行步行巡视未发现异常,初步排除接触网和机车受电弓等故障造成的跳闸。

2 跳闸数据

2.1 212跳闸故障报告

故障时间:2014-09-30

18:31:14.475

故障信息:212跳闸,重合闸失败

故障动作: 阻抗I段元件动作

电量参数:

U=21.87kV

I=2448A

Z=8.90Ω

φ=∠11.6°

故障事件:

1ms 阻抗Ⅰ段启动 Z=9.21Ω φ=11.0°

101ms 阻抗Ⅰ段出口

Z=8.74Ω φ=13.0°

177ms 阻抗Ⅰ段返回

Z=10.90Ω φ=22.6°

2100ms 重合闸出口

2969ms 后加速出口

2.2 211跳闸故障报告

故障时间:2014-09-30

18:31:28.821

故障信息:211跳闸,重合闸成功

故障动作: 阻抗I段元件动作

电量参数:

U=23.73kV

I=2611A

Z=9.11Ω

φ=∠19.9°

故障事件:

1ms 阻抗Ⅰ段启动

Z=10.22Ω φ=16.8°

101ms 阻抗Ⅰ段出口

Z=9.11Ω φ=19.9°

181ms 阻抗Ⅰ段返回

Z=17.58Ω φ=45.2°

2100ms 重合闸出口

2.3 故障测距报告

2.3.1 212跳闸时的测距报告

测距时间: 2014-09-30 18:31:14.572

报告类型: AT故障测距

报告性质: 故障

故障类型: T型

距离标志: 公里标

测距结果: K1320+305

电量参数:

U1=21.77kV

U2=21.79kV

It1=764A

If1=602A

It2=1857A

If2=609A

Iat1=0A

Iat2=0A

X=1.82Ω

φ=11.9°

事件1:2014-09-30 18:31:14.572 变电所吸上电流 I=1412A

2.3.2 211跳闸时的测距报告

测距时间: 2014-09-30 18:31:28.919

报告类型: AT故障测距

报告性质: 故障

故障类型: T型

距离标志: 公里标

测距结果: K1316+315

电量参数:

U1=23.91kV

U2=23.92kV

It1=1672A

If1=924A

It2=0A

If2=0A

Iat1=0A

Iat2=0A

X=3.00Ω

φ=19.0°

事件1:2014-09-30

18:31:28.919 变电所吸上电流 I=748A

2.4 故障录波情况

2.4.1 212故障录波情况

212故障录波情况(见图1)。

2.4.2 211故障录波情况

211故障录波情况(见图2)。

3 跳闸数据分析

(1)根据跳闸时间分析,212断路器跳闸时间为18:31:14.572,211断路器跳闸时间为18:31:28.919。两断路器跳闸时间相差14S,说明上下行并非同时发生跳闸。

(2)根据馈线保护跳闸及故障测距数据分析,212断路器跳闸时,故障电压21.87KV,T线电流达1857A,电阻8.71Ω,电抗1.82Ω,阻抗角11.6°;211断路器跳闸时,故障电压23.73KV,T线电流达1672A,电阻8.56Ω,电抗3Ω,阻抗角19.9°。可见跳闸时,接触网电压下降不大,且均为T线电流增大,阻抗角为19.9°,cos19.9°≈0.94,正好与动车组固有功率因数值基本相同,是负荷阻抗角。说明212馈线跳闸时,牵引网并没有短路,因发生的大负荷集中在上行区段,因此,基本可判断跳闸原因为行车密度过大,线路过负荷引起。

(3)根据故障录波情况分析,212、211断路器跳闸录波波形规则、平滑,T相电流幅值明显为持续大电流。录波截取了跳闸期间10个周波的波形,根据每个周波20ms计算,10个周波为200ms,说明T线电流持续时间较长, 且呈现小幅增大,直至保护出口跳闸。因电流录波未出现突变,与故障录波电流激增现象有明显差异, 可判断跳闸为平滑的负荷增加引起。

(4)针对上述分析,本次跳闸为上行G1132次(380AL型)、G1136次(380A型)、G1138次(380A型)在该区段运行,同时,下行G69次(380AL型)在该供电臂运行。通过上述负荷叠加,同时引起母线电压小幅下降。由于牵引负荷主要集中在泉口变电所上行供电臂,正好进入212断路器阻抗保护范围,造成212断路器跳闸,由于跳闸后,大负荷仍未切除,造成212断路器重合闸失败。在212断路器跳开后,由于母线电压未下降至AT所、分区所失压保护条件,上行负荷仍由下行211断路器经AT所、分区所环供承担,因线路负荷仍未解除,引起下行211断路器阻抗保护动作出口。至此,才将线路负荷完全切除,动车组主断路器跳开,211断路器重合闸成功。

综上所述,可以判断本次跳闸应为泉口至群力方向上下行行车密度过大,线路过负荷引起。

4 整改措施

为消除设备安全隐患,确保高铁运行安全,建议采取以下措施。

(1)由设计院对武广高铁负荷变化情况及动车组负荷特性情况进行进一步分析,重点解决馈线最大负荷的整定基础问题,尽快拿出保护整定值的解决方案。在方案出台前,需协调行车管理部门做好问题区段的行车组织工作,避免多趟动车组进入问题供电臂,引起设备跳闸。

(2)进一步加强对设备跳闸的应急管理和设备运行情况的监控工作,做好泉口变电所的负荷监控和设备故障时的应急处置工作,确保及时恢复正常供电。同时,接触网专业还要做好跳闸后的设备巡视和检查工作,防止因线路过负荷引起接触网相关设备烧损,保证接触网设备的正常运行。

(责任编辑 要 毅)

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