基于铁路电力自闭贯通线的故障判断方案研究

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1、基于铁路电力自闭贯通线的故障判断方案研究【摘要】文章分析10kV铁路电力线路故障特点及因素，提出铁路电力自闭贯通线的故障判断方案，确保铁路配电系统的安全性和可靠性。【关键词】铁路电力；配电网；故障判断；单相接地引言10kV铁路电力线路为铁路运输生产提供电力保障，其供电可靠性直接影响铁路运输的安全运行。电气化铁道供配电系统由自闭和贯通线构成，其特点是系统中性点非接地，10RV线路与国家电网是利用变电所内的电力变压器实现隔离。铁路电力线路的功能是专线专用给铁路站场、通信信号装置、机车信号、变电所用电

2、等一级负荷提供能源。自闭线和贯通线路相互备用，一旦电力线路或者电力变电所发生故障，则导致铁路行车信号机失灵，信号失效就会造成堵塞、撞车等事故。1.10kV铁路电力线路故障判断铁路电力线路故障的方案，首先要理论分析各种故障特征，根据对采用安装在开关站的FTU监测出来的数据信息判断故障。针对铁路专门设计的10kV自闭贯通线路作用是提供给铁路信号系统，行车系统，编组场车站等一级负荷电能。目前，我国对于铁路10kV电力线路故障的检测没有很好的方法，检测单相接地故障更是缺少必要手段，原来基本采用监视器监测

3、整定范围内母线上的零序电流的有无，再利用故障线路判断装置进行选线，最后发出报警信号，但是不能够准确提供具体故障区段。1.1铁路电力网的特点作为信号设备主要电源的铁路电力线路是保证铁路运输安全生产的重要保障。铁路配电网是一个稳定和可靠供电网络，具备安全和经济性好的特点，在电力系统结构和功能上都具有一定的特点和区别。(1)供电范围广，受电点多。自闭贯通电网的供电臂大约为60到70km,特殊地段甚至能到90km以上。供电负荷容量小数量多，由于自闭贯通电线是自动闭塞信号装置专用线路，都会连接途经车站，负

4、荷信号微弱。(2)运行维护困难。由于铁路运行情况错综复杂，所以自闭贯通线路受到外界因素影响较大，即使高铁普遍采用电缆引出引入，但电缆大多敷设于地下，受温度、湿度、地质、环境影响较大。铁路配力网结构简单，作为自动终端信号装置与最终用户直接连接，铁路自闭贯通网里一般都为10kV和35kV两个等级的变配电站，铁路自闭贯通供电系统中的站所功能基本相同，配置也基本一致，这样对于铁路供电的功能和范围要求就相对较低。(1)接线单一可靠性高。自闭贯通供电系统的接线采用最常见的沿铁路敷设的放射网结构，沿铁路线分布

5、均匀变电所互相备用相互连接，组成双回路供电方式。连接线一主一备，自闭线与贯通线相互补充的接线方式。铁路自闭贯通网虽然结构简单，连接方便但是由于其安全性要求供电持续可靠保证。传统的铁路配电网系统设计了多种措施来保证供电的稳定可靠，但是过去所装设的老式保护满足不了日趋发展的高铁提速当故障出现，尤其是难以判断单相接地故障出现的区段，使故障危害加深严重影响自动闭塞正常工作。1.2铁路自闭贯通线路相间短路假设线路A、C两相在变电所1、2间发生短路故障，那么就有使用对称矢量法对线路上的电流互感器进行读数就会

6、发现两相短路故障时，自闭贯通相电流减小，零序电流和零序电压并不存在于整个短路故障通路里。在故障线路中，靠近电源侧等值的短路电流通过各分段故障线。故障线路前段(远离电源侧)短路电流不会出现在各故障分段区间里。假设线路A、C两相在变电所1、3间发生a、c两点接地短路，那么就有故障临界条件在自闭贯通线各变电所安装的电流互感器，就可以测量出实时的电流值。得出结论是一旦发生两相接地故障那么在故障区间前部各相都会有等值短路电流流过，而在故障区间的后端都没有短路电流流过互感器，整个回路里有零序电压和电流；当不

7、同区间发生接地短路时候，在故障区间前侧故障相短路电流流过互感器，在故障区间后侧不流过短路电流，整个回路都会有零序电压和零序电流。三相短路和三相接地故障与两相比较相似，但是也有一定的区别。当发生三相短路故障时候，发生故障相的线电压下降，短路电流流过故障相电流互感器，整个配电网里不存在零序电压和零序电流；等值短路电流都会流过故障区间前部的故障相上的电流互感器，短路电流不出现在故障区间后侧线路上的电流互感器；故障三相接地发生时候，不产生零序电压和电流，故障相有短路电流流经导致故障线路相电压减小；产生等

8、值的短路电流流过故障区间前侧故障相上的电流互感器，短路电流不会在故障区间后侧流过电流互感器。总之，相间接地短路故障，都可以利用装设在变电所里电流互感器，一旦发生短路故障就可以明显监测出发生故障前的变电所的母线上的电流信息，再根据故障后端没有短路电流的信息，初步分析判断出故障点的粗略位置最后通过比对故障现象的类型及特点准确定位出故障点的。1.3铁路电力线路单相接地故障分析当某点发生金属性接地故障，测得接地电阻为零时，已知电力线路上有电容电流，推导出非故障相对地电流和对地电压都近似零，利用零序等效网