1、哈大客專接觸網故標測定裝置的修正方法哈爾濱鐵路局供電處 穆琦摘 要：本文對哈大客專采用的中性點吸上電流比接觸網故標測定原理進行簡介，提出在聯調聯試以及后期試運行過程中對故標測定裝置的修定方法。提出后期故標裝置參數修定及設備維護的建議。關鍵字： AT供電 接觸網 故障測距 由于接觸網露天設置，受外界及移動負荷的影響，經常發生跳閘現象，中性點吸上電流比故標測定裝置能夠通過采集測量和計算，自動生成故障報告，為故障判明及查找提供依據。哈大客專全線采用了上下行并聯的AT供電方式，供電線及牽引變電所結構較直供方式更為復雜，在供電臂中間、末端設置了通過母線并聯上、下行線路的AT所及AT兼分區所，構成了吸上電

2、流比測定方法的必須條件。哈大客專全線采用了北京南凱、國電南自、天津凱法三種不同牽引供電綜合自動化設備，但測定原理一致，設定參數可互相參考。筆者就參加客專聯調聯試期間接觸網短路試驗數據進行分析，對修訂方法進行簡介，同時對后期保護裝置的整定調整方法作以介紹，供大家在實際工作中參考，以便接觸網故標測定裝置更好的發揮作用。1.測定裝置原理1.1裝置配置復線AT 牽引供電系統，在牽引變電所（SS）處配置2 臺測距裝置上位機（A型）分別供上下行2 個方向的供電臂測距使用，在沿線的AT所（ATP）配置1 臺測距裝置做為下位機（B 型），分區所（SSP）配置2 臺測距裝置（B 型）。同一供電臂上的A 型和B

3、型裝置構成一套完整的測距系統。圖一 ：AT供電方式下復線牽引網測距裝置配置圖1.2測距啟動條件 A型測距裝置根據阻抗和電流來啟動測距功能；B型測距裝置可采用電壓突變量及GPS對時方式來啟動測距功能。GPS對時是彌補電壓變量方式的漏洞，即在發生單方向短路跳閘時，由于B機兩條饋線失壓跳閘有先后，且僅與其中一條饋線交流取樣相對比，造成電壓突變量小于啟動值，B機不上傳故障報文。因此B型機測距啟動條件應盡可能采用突變量與GPS相結合方式，即A機啟動后，向B機發送啟動報文，根據GPS時間B機向A機上傳保護出口時刻交流變量，因此故標判定裝置的啟動條件對GPS時鐘校驗要求較高。 1.3 AT中性點吸上電流比原

4、理 根據對AT供電方式下牽引網的理論計算：當發生T-R或F-R間故障時，故障點鄰近的兩個AT中性點吸上電流之比與故障點離2個AT的距離是成比例關系的，整個供電臂上所有AT吸上電流的最大值在故障點兩端。但經過大量的仿真計算及人工試驗表明，受AT漏抗等因素的影響，所測得的AT吸上電流比與2個AT所距離還不是理想的比例關系，經過驗證，其最為理想的邏輯關系如下式所示：（式1）式中：L故障點到變電所SS的距離（km）；Ln變電所距故障點前一個，即第n個AT所距離；Dn故障點所在區間的長度，即第n個AT與第n+1個AT之間的距離；IGn，IGn1分別為第n個AT與第n+1個AT中性點的吸上電流和；Qn，Q

5、n1整定值，與AT之間的距離大小，鋼軌漏抗，AT漏抗、饋線長短、鋼軌聯接導電情況等因素有關，取510經驗值；Kn，Kn1電流分布系數，范圍根據站場情況可調整。對標準區間線路K1.0。令，為裝置的額定電流值，為故障判別系數，為故障方向判別角度，一般取80°。對全并聯AT供電方式而言：則故障方向的判斷條件為：若，為上行故障；反之，為下行故障。故障類型的判斷條件為：若，為T-F故障；反之為T-R或者F-R故障。  2.短路試驗對故標判定裝置的調整依據哈大客專鐵路聯調聯試大綱，牽引供電設備在聯調聯試期間，由第三方部門在試運行線路上開展接觸網短路試驗，試驗采取分別在上、下行分區所、A

6、T所附近模擬T-R、F-R故障共計8次永久性接地短路故障。筆者參加了米沙子牽引所的短路試驗的全過程，該次試驗結果表明，故標判定裝置最大誤差2.192公里，最小0.85km，誤差較大，不滿足0.5km允許范圍，但同時本次試驗為后期的修正工作提供了基礎的研究數據。通過式1可看出：除參數Q以外，其余參數吸上電流、線路長度等均為固定參數，不具備可修正性，唯一還可修正的為Kn電流分布系數，但由于客專站場一般均采用獨立供電臂直接供電方式，中間站股道最多有2條停留線，電流分布不平均系數很小，可以近似等于標準線路，取值為1，因此修正工作比較簡單。通過Excel電子表格建立式1公式，導入8次跳閘的吸上電流參數，

7、以及Ln線路長度等，從5到10的范圍內逐次加1調整Q值，計算出8次跳閘合計絕對值誤差最小的Q值。通過檢算，Q值由原來的10改為7以后，故障誤差范圍最小，至0.018km0.224km比較理想的范圍內，詳見附表1。后期哈大客專由供貨商對全線逐所進行了Q值修正。附表1：修正前后對比表故障區間故障類型故障點公里標短路試驗結果誤差km調整后結果誤差km第2區間分區所附近TRK1024.687K1025.6750.988K1024.9110.224第2區間分區所附近FRK1024.687K1025.5370.85K1024.6370.05第1區間AT所附近TRK1034.777K1036.9692.19

8、2K1034.8380.061第1區間AT所附近FRK1034.777K1033.3421.435K1034.7590.018 3.運營期間跳閘概況2012年10月15日 5:39：01哈西牽引變電所211、212斷路器跳閘，5:39：04 211、212斷路器自動重合閘成功。AT所吸上電流為2559.31A，分區所吸上電流為1619.48，故標顯示公里標：1226km490m，故標裝置顯示的故障類型：下行/FR故障，T線電壓52844.V，F線電壓51238.51V。AT所公里標為1231km424m、分區所公里標為1226km025m。4.概況分析筆者分析發現，此次故障報告有兩個問題：（1

9、）接觸網跳閘后電壓高于正常網壓，筆者在現場檢查中發現，故標探測裝置變比輸入錯誤，實際為275：1，裝置輸入為2750：1，造成了短路電壓顯示竟高于正常網壓。（2）故報中：AT所吸上電流為2559.31A，分區所吸上電流為1619.48A，兩者吸上電流比近似6：4，故障點應靠近AT所附近，但故標判定的位置明顯靠近分區所，這與吸上電流比原理相悖，筆者初步判斷故標裝置判斷錯誤，督促供電段不要僅限于故標報告地點的故障查找，應重點檢查該區間AT所一側。10月20日供電段對跳閘供電臂T線、F線進行了重新檢查，發現雙西區間1091號支柱AF線絕緣子最下方一片裙邊有電弧燒灼痕跡，經確認該故障點公里標為1229

10、km695.74m，與原故標判定相差了3.21 km。該故障位置確實是在該區間AT所一側，與測定原理一致，驗證了筆者的初步判斷，筆者又對故標裝置中其他參數進行了檢查。故測裝置有三個非常重要的數據，即：起點公里標、區間1長度、區間2長度，筆者在現場提取數據發現，第一個起點公里標設定錯誤，該裝置內按照分相開關公里標設定，實際應按照上網點公里標設定，兩者相差了200m；第二個區間1長度設定錯誤，裝置內按照10.985km設置，實際應為兩AT之間接觸網長度加上兩端上網電纜及供電線長度，實際距離應為8.192km，兩者又相差了2.793km。前面兩點基礎數據錯誤造成了2.993km誤差，與裝置報的3.2

11、1km誤差相減，該裝置實際產生的誤差應在0.218km，基本滿足設計和應用要求。后經分析10.985km的錯誤是由于施工人員誤把該變電所位置作為起點公里標，無端的增加了一段供電線長度。5.結論鑒于高速鐵路牽引供電安全重要性，接觸網發生故障后，及時查找故障點，快速恢復行車至關重要，故標判定裝置作為故障查找的首要依據，供電部門應加強故標裝置的運用管理，同時在時間中積累數據，不斷修正故標裝置參數，故標裝置維護中應注意：5.1 由于各所判定裝置的取值應與故障實際時間一致，各所GPS時鐘功能至關重要，因此供電部門要加強GPS時鐘的檢查。5.2專業人員在故標設定中，要清楚了解每項參數的具體含義。供貨商在說

12、明書上沒有對名稱給予準確的定義，因此運營部門、施工單位、供貨商之間很容易產生理解錯誤。只有清楚判定原理，才能理解具體含義?；A線路數據中：起點公里標應為上網點開關至AT所正線長度外加兩所上網線及電纜長度，區間1、2長度應為各所間正線長度外加兩所上網線及電纜長度。5.3 加強故標裝置傳輸通道檢查，由于故標通道與SCADA通道獨立，故標通道狀態監測依靠主站A機監測，A機通過所內通信機上傳通道檢查結果，A機對B機的通道檢查報文不上傳SCADA調度中心，不便于故標通道狀態的監測，同時也不滿足無人所值班要求，建議廠家后期增加通道結果上傳SCADA的功能。5.4從故標參數上看，目前故標裝置不具備越區供電方式下的故障判定功能，由于越區屬特殊供電方式，越區方式下發生短路故障的概率較小，這一點供電調度及供電段維護人員應清楚掌握，越區供電方式下，越區范圍內短路故障點的查找不能依靠吸上電流比測定方法判斷。5.5吸上電流比測定方法的原理較線路電抗法測定原理更為先進，排除了線路回流狀況等復雜因素，因此在AT全并聯供電方式下，線路故障點的