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。

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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。

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