衢州牽引變電所主變低壓斷路器過流跳閘簡析

俞益飛 上海鐵路局調(diào)度所

隨著電氣化鐵路在我局的不斷增加，牽引供電系統(tǒng)在運(yùn)輸生產(chǎn)中的作用越來越大。特別是動(dòng)車組的大量上線運(yùn)行，對(duì)牽引供電的要求也越來越高。不僅要求牽引供電隨時(shí)提供可靠的、高質(zhì)量的供電能力，而且要確保牽引供電各種設(shè)備時(shí)刻保持良好的技術(shù)狀態(tài)，減少各類牽引供電設(shè)備故障的發(fā)生，降低對(duì)運(yùn)輸生產(chǎn)的干擾。因而，認(rèn)真分析每次牽引供電設(shè)備故障，仔細(xì)查找故障原因，針對(duì)牽引供電的設(shè)備存在的問題制定相應(yīng)的整改措施，不斷提高牽引供電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 故障概況

2010 年x 月x 日17：20 滬昆線衢州牽引所2#變后備保護(hù)裝置低壓側(cè)A 相過流保護(hù)動(dòng)作，202A 斷路器跳閘，造成滬昆線145、146、147、148 單元供電臂停電。17：23 試送202A 成功，17：32，202A又過流跳閘。17：40：退出2#主變后備保護(hù)低電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)軟壓板后試送正 常 。 影 響D93、K533、30016、1251、30018 次電力機(jī)車運(yùn)行。

2 故障原因分析

2.1 主變過流原理分析

滬昆線衢州牽引所主變采用三相V/V 接線變壓器，主變后備保護(hù)有：高壓側(cè)電流保護(hù)、低壓側(cè)電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)和主變失壓保護(hù)，其中高低壓側(cè)電流保護(hù)均采用低壓啟動(dòng)保護(hù)模式。其啟動(dòng)原理：主變過電流保護(hù)按躲過可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流整定，由于電力機(jī)車啟動(dòng)電流比較大，保護(hù)的靈敏度往往不能滿足要求，為此采用低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)。只有在電流元件和電壓元件同時(shí)動(dòng)作后，才能啟動(dòng)延時(shí)裝置經(jīng)延時(shí)后動(dòng)作于跳閘(見圖1)。

圖1 過流保護(hù)原理圖

另外，在實(shí)際運(yùn)行過程中，電壓互感器（以下簡稱TV）熔斷器會(huì)發(fā)生熔斷，對(duì)電壓回路的電壓監(jiān)測報(bào)警也顯得重要，當(dāng)電壓回路發(fā)生斷線時(shí)，低電壓繼電器將誤動(dòng)作，因此在保護(hù)裝置中還配置電壓回路斷線閉鎖功能。

2.2 過流跳閘數(shù)據(jù)分析

查看故障跳閘記錄與保護(hù)定值比較，第一次跳閘時(shí)A 相電壓（Ua=42.97 V）低于低壓整定值（Udy=65 V），A 相電流（Ia=2.70 A）大于過流整定值（Iae=2.18 A），符合啟動(dòng)條件，保護(hù)裝置屬于正常啟動(dòng)。聯(lián)系運(yùn)輸部門，當(dāng)時(shí)A 相母線饋出的供電臂內(nèi)有5 趟電力機(jī)車運(yùn)行，其中一趟動(dòng)車組，初步判斷為過負(fù)荷引起。當(dāng)行車部門按規(guī)定扣停部分電力機(jī)車，但在一趟動(dòng)車組和一趟電力客車升弓運(yùn)行時(shí)又發(fā)生第二次過流跳閘。查看第二次故障跳閘記錄發(fā)現(xiàn)A 相動(dòng)作電壓Ua=43.65 V，查看牽引所內(nèi)A 相母線電壓顯示異常，數(shù)值約15 kV，再進(jìn)一步安排牽引所值班員檢查發(fā)現(xiàn)5TV 高壓熔絲熔斷，但未自動(dòng)切換到6TV 運(yùn)行，后臺(tái)電腦無報(bào)警信息。

2.3 TV 熔斷器熔斷未自動(dòng)切換原因分析

每段母線接有兩臺(tái)TV，一主一備運(yùn)行，當(dāng)一臺(tái)TV 故障時(shí)，母線二次電壓自動(dòng)切換到另一臺(tái)（見圖2）。

圖2 母線電壓切換原理圖

A 相母線電壓Yma 由5TV(主用)和6TV（備用）互相切換取得，當(dāng)5TV 和6TV 都有電時(shí)，母線電壓Yma 取的是5TV 的電壓，當(dāng)加在1YJ 兩端電壓失壓時(shí)，母線電壓Yma 自動(dòng)切換到6TV 的電壓。檢修人員進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)：電壓繼電器使用的型號(hào)與設(shè)計(jì)型號(hào)不符，造成繼電器在失壓時(shí)接點(diǎn)無法正常切換，導(dǎo)致母線電壓Yma 一直取的是5TV 的電壓，致使過流跳閘的低電壓閉鎖功能失效，造成第二次跳閘為誤動(dòng)作。

2.4 電壓回路斷線閉鎖報(bào)警功能失效原因分析

牽引所內(nèi)母線電壓主要設(shè)置TV 斷線報(bào)警功能，當(dāng)TV 二次電壓不正常時(shí)，裝置應(yīng)該發(fā)出報(bào)警信息和聲音提醒，以便及時(shí)處置。檢修人員查看主變低壓側(cè)保護(hù)裝置設(shè)置情況：低電壓啟動(dòng)整定值UDY 為65 V，而TV 斷線報(bào)警整定值Udx 為30 V。當(dāng)時(shí)A 相母線電壓換算到二次值為54 V，未達(dá)到電壓異常告警啟動(dòng)值而未告警。所以TV 斷線報(bào)警整定值設(shè)置不正確，造成電壓告警存在盲區(qū)。

3 采取措施

(1)將所內(nèi)母線電壓切換電壓繼電器進(jìn)行更換，由ITM 型更換為設(shè)計(jì)的ITTO型，并對(duì)管內(nèi)浙贛線各所ITM 型電壓繼電器也全部進(jìn)行更換。

(2) 建立好熔斷器電阻測量值數(shù)據(jù)庫，檢修人員在日常檢修時(shí)，加強(qiáng)對(duì)熔斷管電阻的測量和數(shù)據(jù)的對(duì)比，對(duì)于測試數(shù)據(jù)有異常的熔斷管及時(shí)進(jìn)行更換。結(jié)合管內(nèi)其他牽引所熔斷管多次熔斷的現(xiàn)象，將0.5 A 熔斷器更換為額定電流為1 A 的熔斷管。

(3)聯(lián)系廠家對(duì)滬昆線浙贛段各個(gè)牽引所27.5 kV 側(cè)TV 斷線保護(hù)程序升級(jí)，將TV 斷線電壓整定值由30 V 調(diào)整為72 V，避免電壓告警盲區(qū)。

(4)加強(qiáng)日常設(shè)備巡視，注意對(duì)母線采集電壓的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。對(duì)于今后發(fā)生主變過流跳閘，應(yīng)及時(shí)查看母線電壓情況，以便采取針對(duì)性措施，盡快恢復(fù)主變正常供電。

4 結(jié)束語

經(jīng)過半年多運(yùn)行的檢驗(yàn)，滬昆線浙贛段各所主變未再發(fā)生主變過流跳閘，所內(nèi)熔斷器熔絲熔斷情況也大大減少。上海局電氣化鐵路運(yùn)行時(shí)間不長，對(duì)典型的牽引供電故障原因進(jìn)行詳細(xì)分析，可以不斷提升維護(hù)水平和應(yīng)急處置能力。以上僅為個(gè)人在實(shí)際工作中的一些心得，希望能與各位同仁共同探討，積累經(jīng)驗(yàn)，以提高牽引所運(yùn)行的穩(wěn)定性，確保鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩€(wěn)定。