牽引變電所饋線過(guò)負(fù)荷跳閘的原因分析與對(duì)策

宋延軍

(鄭州鐵路局鄭州供電段，河南 鄭州 450052)

0 引言

鄭州北變電所擔(dān)負(fù)著鄭州北樞紐編組站、鄭州客站、西隴海線、北京廣線及鄭西高鐵部分線路的牽引供電任務(wù)。一次主接線采用跨橋式“雙T”接線，2臺(tái)牽引主變互為固定備用，主變型號(hào)為S-QY-(25000+16000)/110，主 變 容 量 為 25000 +16000KVA，采用V/V-6 接線方式，設(shè)有自投功能，二次設(shè)有12 條饋出線向接觸網(wǎng)供電。

1 存在問(wèn)題

鄭州北變電所217 斷路器所供7#饋線擔(dān)負(fù)著鄭西高鐵鄭州聯(lián)絡(luò)線上、下行和隴海線鄭州至鐵爐下行接觸網(wǎng)供電任務(wù)，供鄭西高鐵動(dòng)車(chē)組和鄭州至鐵爐下行電力機(jī)車(chē)的牽引取流，且多為從鄭州發(fā)車(chē)加速取流。自2011 年4 月16 日至2012 年8 月13 日，217 斷路器共跳閘8 次，其中2011 年跳閘1 次，2012 年跳閘7 次(6 月份跳閘3 次，7 月份跳閘3 次，8 月份跳閘1次)。斷路器跳閘停電直接影響了機(jī)車(chē)的運(yùn)行。

2 跳閘原因分析

(1)7#饋線保護(hù)參數(shù)設(shè)置情況(見(jiàn)表1)

7#饋線配置保護(hù)類(lèi)型和參數(shù)設(shè)定表明:7#饋線配置了電流速斷、過(guò)電流、電流增量、阻抗Ⅰ段、阻抗Ⅱ段、自動(dòng)重合閘等繼電保護(hù)功能。其中，饋線過(guò)電流保護(hù)二次動(dòng)作整定值為6.5A，動(dòng)作時(shí)限0.4 秒，斷路器本體電流互感器的變比為250，因此一次保護(hù)定值為1625A(6.5 ×250=1625)，當(dāng)饋線電流達(dá)到1625A時(shí)，過(guò)電流保護(hù)啟動(dòng)，經(jīng)0.4 秒延時(shí)出口動(dòng)作，發(fā)出指令217 斷路器跳閘，經(jīng)2 秒后自動(dòng)重合。

(2)217 斷路器跳閘信息統(tǒng)計(jì)情況(見(jiàn)表2)

表1 7#饋線保護(hù)參數(shù)設(shè)置

表2 217 斷路器跳閘信息統(tǒng)計(jì)

217 斷路器跳閘參數(shù)顯示，跳閘時(shí)該7#饋線的電壓均在23kV 以上，最小跳閘電壓顯示為23.4kV，電流在1500A 以上，最小電流顯示為1520A。短路阻抗值在12.95 到15.7 歐姆之間，阻抗角在11.7 到18.8 度之間，跳閘時(shí)呈現(xiàn)出高電壓、大電流、高阻抗、小角度的非金屬性短路特性，屬于典型的大負(fù)荷特性。

(3)217 饋線負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)分析

鄭州北變電所2012 年1 到12 月份，1#到12#饋線月度負(fù)荷最大值曲線如圖1 所示。曲線圖明顯表現(xiàn)出:除11 月份是1#饋線電流最大值最大外，其余月份全部是7#饋線負(fù)荷電流呈現(xiàn)最大值，電流數(shù)值均在1000A 之上。

圖1 饋線月度負(fù)荷最大值曲線

(4)217 饋線過(guò)負(fù)荷原因分析

鄭州東站未成建之前，鄭州通往西安方面的高鐵列車(chē)均從鄭州站始發(fā)，路經(jīng)鄭州西站，而該區(qū)間正好為7#饋線供電范圍，高鐵動(dòng)車(chē)在該區(qū)間通過(guò)時(shí)，所需牽引電流在600A 以上，而一般的和諧號(hào)交直交機(jī)車(chē)啟動(dòng)電流為500A;如果該時(shí)刻7#饋線的供電范圍有多輛機(jī)車(chē)同時(shí)啟動(dòng)或加速時(shí)，牽引負(fù)荷電流容易超過(guò)1600A，從而造成饋線跳閘。

2011 年4 月26 日217 斷路器發(fā)生過(guò)饋線過(guò)負(fù)荷跳閘(當(dāng)時(shí)217 保護(hù)裝置過(guò)電流保護(hù)整定值為1500A)之后，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行需求以及線索耐流量，將鄭州北變電所217 饋線過(guò)電流整定值從1500A 調(diào)整到1625A。在2012 年6 月至8 月間，因?yàn)?17 饋線負(fù)荷電流的大幅增加，造成在6、7、8 三個(gè)月中共發(fā)生7 次過(guò)負(fù)荷跳閘。

3 防范措施

顯然，采取調(diào)整增大7#饋線過(guò)電流整定值可以避免其過(guò)負(fù)荷跳閘，例如增大為1800A 甚至2000A。然而，這樣又會(huì)造成7#饋線供電的接觸網(wǎng)因電流過(guò)大而導(dǎo)致線索過(guò)熱變形甚至發(fā)生斷線事故，故此7#饋線過(guò)電流整定值已不能再調(diào)整增大。

為此，考慮將鄭州北變電所的7#、8#饋線經(jīng)新建成的鐵爐箱式分區(qū)亭進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行。7#饋線5 到12月份月度最大電流平均值統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)圖如圖2 所示。在鐵爐箱式分區(qū)亭未進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行前，5、6、7、8 四個(gè)月饋線月度最大電流平均值在1100A 以上;8 月14日并聯(lián)運(yùn)行后，9、10、11、12 四個(gè)月饋線月度最大電流平均值在1100A 以下，從趨勢(shì)圖上也顯示出整體下降趨勢(shì)。并聯(lián)運(yùn)行后，7#饋線的217 斷路器未發(fā)生過(guò)負(fù)荷跳閘的現(xiàn)象。

圖2 217 饋線月度最大電流平均值統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)圖

4 運(yùn)行建議

第一，制定有效安保措施。將鄭州北變電所的7#、8#饋線經(jīng)新建成的鐵爐箱式分區(qū)亭進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行，不是根本辦法，如果鐵爐箱式分區(qū)亭內(nèi)供電設(shè)備出現(xiàn)缺陷或其他因素，造成其并聯(lián)斷路器退出運(yùn)行時(shí)，7#饋線將單獨(dú)運(yùn)行，217 斷路器仍然會(huì)發(fā)生過(guò)負(fù)荷跳閘，因此設(shè)備運(yùn)管部門(mén)要研討制定確保鐵爐箱式分區(qū)亭并聯(lián)斷路器可靠投入運(yùn)行的安保措施。

第二，調(diào)整行車(chē)密度，避免負(fù)荷疊加。供電部門(mén)要結(jié)合鄭州北變電所7#、8#向鄭西供電方式和車(chē)流密度情況，進(jìn)行可行性調(diào)研，向上級(jí)主管部門(mén)提出改變供電方式的可行性方案或者合理安排車(chē)流密度，避免疊加取流，降低牽引負(fù)荷。

第三，做好保護(hù)定值修訂，保證定值合理［2］。供電部門(mén)應(yīng)結(jié)合實(shí)際牽引負(fù)荷，對(duì)目前的牽引接觸網(wǎng)載流能力進(jìn)行調(diào)研分析，在保證接觸網(wǎng)安全運(yùn)營(yíng)的情況下，適當(dāng)提高217 饋線斷路器的過(guò)流保護(hù)定值。

綜上所述，針對(duì)鄭州北變電所7#饋線217 斷路器過(guò)負(fù)荷跳閘問(wèn)題，在不增加經(jīng)費(fèi)投入的情況下，投入相關(guān)的供電設(shè)備實(shí)現(xiàn)并聯(lián)供電，利用不同饋線分擔(dān)牽引負(fù)荷，有效解決了其不能滿(mǎn)足運(yùn)輸要求的供電問(wèn)題，從而提高了供電能力，保證了安全供電。

［1］柯志敏 索娜.繼電保護(hù)基礎(chǔ)［M］.北京:北京交通大學(xué)出版社，2010.

［2］彭晨.高速鐵路AT 牽引供電系統(tǒng)的保護(hù)配置與整定［D］.成都:西南交通大學(xué)，2009.