牽引變電所保護(hù)裝置誤動(dòng)現(xiàn)象探析

程濤

摘 要： 在牽引變電所中，其主變主保護(hù)最為重要的一環(huán)，即差動(dòng)保護(hù)，這主要是由于系統(tǒng)供電的可靠性以及主變運(yùn)行穩(wěn)定性等將由差動(dòng)保護(hù)可靠性所決定。當(dāng)前保護(hù)裝置的誤動(dòng)現(xiàn)象依然常見(jiàn)，因此有關(guān)部門(mén)應(yīng)該結(jié)合實(shí)例對(duì)此現(xiàn)象展開(kāi)深層次的分析、探討，確保針對(duì)不同問(wèn)題能夠制定好相應(yīng)的預(yù)防措施。鑒于此，文章結(jié)合筆者多年工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)牽引變電所保護(hù)裝置誤動(dòng)現(xiàn)象探析提出了一些建議，僅供參考。

關(guān)鍵詞： 牽引變電所;保護(hù)裝置;誤動(dòng)現(xiàn)象;探析

【中圖分類(lèi)號(hào)】U224.4 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.37.124

引言：在鐵路牽引供電系統(tǒng)中牽引變電所是整個(gè)供電系統(tǒng)的核心，起著承前啟后的作用，但由于其進(jìn)線(xiàn)系統(tǒng)和饋線(xiàn)系統(tǒng)的主體架構(gòu)都為架空線(xiàn)路結(jié)構(gòu)，且高壓設(shè)備一般采取室外布置模式，容易受到外界環(huán)境的影響，尤其是受雷電大氣過(guò)電壓的侵?jǐn)_，成為發(fā)生設(shè)備故障、影響鐵路安全運(yùn)輸?shù)臐撛谝蛩亍Ｒ虼?，探索提升牽引變電所亭接地系統(tǒng)測(cè)試客觀性、準(zhǔn)確性、科學(xué)性方法，確保所亭接地網(wǎng)狀態(tài)良好，是一道需要鐵路高鐵牽引供電維護(hù)檢修和管理人員努力破解具有現(xiàn)實(shí)性、重要性和實(shí)踐性的研究課題。

1 牽引變電所保護(hù)裝置勿動(dòng)現(xiàn)象

根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，牽引變電所亭的設(shè)計(jì)接地電阻是根據(jù)地質(zhì)調(diào)查中的土壤電導(dǎo)率和土壤結(jié)構(gòu)確定初步擬定的接地電阻值，然后再結(jié)合理論最大短路電流，得出運(yùn)營(yíng)中安全的地表的接觸電位差和跨步電位差，最終綜合計(jì)算得出接地電阻值。由于在實(shí)際運(yùn)營(yíng)以后，牽引變電所亭的接地網(wǎng)是和線(xiàn)路綜合接地網(wǎng)及220kv進(jìn)線(xiàn)架空地線(xiàn)是直接相連的，因此采用傳統(tǒng)的測(cè)試方式得出的結(jié)論雖具有一定的參考性，但無(wú)法對(duì)所亭自身的接地系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。新建鐵路變電所在施工建設(shè)期，由于不受外部條件和環(huán)境的影響，施工和測(cè)試可以完全遵照國(guó)家和行業(yè)的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，程序和布驟可控，測(cè)試數(shù)據(jù)真實(shí)有效，但當(dāng)鐵路線(xiàn)路開(kāi)通運(yùn)營(yíng)后，牽引變電所接地網(wǎng)會(huì)與綜合接地網(wǎng)和進(jìn)線(xiàn)架空地線(xiàn)公網(wǎng)相連接，從而使得接地電阻測(cè)試所得數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)值不具有可比性，客觀上失去了測(cè)試的意義。

2 牽引變電所保護(hù)裝置勿動(dòng)現(xiàn)象防范方法

2.1 硬母線(xiàn)選擇

常用的硬母線(xiàn)有硬導(dǎo)體和絕緣管型母線(xiàn)，硬導(dǎo)體按型式分矩型和管型等。其中矩型導(dǎo)體主要應(yīng)用于牽引變電所戶(hù)內(nèi)網(wǎng)柵間隔配電裝置中;管型絕緣母線(xiàn)在電力行業(yè)主要在35kV及以下等級(jí)應(yīng)用，電氣化鐵路27.5kV側(cè)有少量使用?？紤]到管型導(dǎo)體利于提高電暈的起始電壓，減小構(gòu)架高度和尺寸，因此110kV及以上電壓等級(jí)采用支持式鋁合金管型母線(xiàn)。27.5kV側(cè)電流較大，尤其是AT供電方式，通常需要采用2根及以上電纜或鋼芯鋁絞線(xiàn)并接。27.5kV側(cè)采用絕緣管型母線(xiàn)，單根可滿(mǎn)足載流需求，具有廣闊的應(yīng)用前景。

2.2 輔助監(jiān)控系統(tǒng)巡檢對(duì)象

目前，我國(guó)高速和重載鐵路普遍采用AT供電方式，普速鐵路一般采用帶回流線(xiàn)的直接供電方式。牽引變電所自電網(wǎng)引入2路獨(dú)立110/220/330kV電源，變換為27.5kV輸送到接觸網(wǎng)為機(jī)車(chē)供電，完成電力牽引的動(dòng)能供給。牽引變電所一次設(shè)備主要包括進(jìn)線(xiàn)側(cè)配電裝置、變電裝置、饋線(xiàn)側(cè)配電裝置和防雷接地裝置。進(jìn)線(xiàn)側(cè)配電裝置大多采用全單體式分散設(shè)備室外中型布置，根據(jù)場(chǎng)地或污穢情況，也有采用GIS或PASS（半GIS）組合設(shè)備室外或室內(nèi)布置（進(jìn)線(xiàn)高壓室）。

2.3 牽引變電所接地電阻測(cè)試

牽引變電所亭接地電阻測(cè)試時(shí)，測(cè)試線(xiàn)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離綜合接地網(wǎng)和架空進(jìn)線(xiàn)的方向，以增大此方向上的電阻值，使電流分量I2·和I3·盡量縮小，減少對(duì)接地電阻的干擾。此方法適用于變電所亭接地網(wǎng)與綜合接地網(wǎng)和進(jìn)線(xiàn)架空地線(xiàn)無(wú)法解列，并且所亭外具備廣闊的空間條件下使用，測(cè)試得出的接地電阻數(shù)據(jù)存在有一定的誤差。如果可以斷開(kāi)牽引變電所亭接地網(wǎng)與綜合接地網(wǎng)和進(jìn)線(xiàn)架空地線(xiàn)的連接，則應(yīng)該在三者解列狀態(tài)對(duì)所亭接地網(wǎng)進(jìn)行接地電阻測(cè)試。此方法測(cè)試手段簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，測(cè)試條件符合設(shè)計(jì)要求，所得測(cè)試數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)接地電阻值可比較，是最優(yōu)的測(cè)試方法。

2.4 輔助監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備布置方案

目前，市場(chǎng)上主流攝像機(jī)根據(jù)配置外觀不同可分為球機(jī)、半球機(jī)、槍機(jī)等類(lèi)型。球機(jī)集成成像機(jī)芯、變焦鏡頭、補(bǔ)光燈、云臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)、防護(hù)罩等于一體，可利用所亭既有門(mén)型架構(gòu)、避雷針?biāo)?、房屋墻面等在高點(diǎn)進(jìn)行安裝，輻射范圍廣，定位迅速精準(zhǔn)，施工簡(jiǎn)便，既能完成區(qū)域全景監(jiān)視，又能通過(guò)云臺(tái)變焦精確觀察設(shè)備細(xì)節(jié)。同時(shí)，攝像機(jī)從上向下俯視還可有效避免設(shè)備重疊干擾和太陽(yáng)光直射影響，保證良好的成像質(zhì)量。輔助監(jiān)控系統(tǒng)視頻巡檢前端設(shè)備宜以高速球機(jī)等一體化攝像機(jī)為主，其他類(lèi)型攝像機(jī)作為補(bǔ)充。系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)用各攝像機(jī)預(yù)置位，可快速完成應(yīng)急響應(yīng)和按期巡檢工作。

2.5 電流互感器二次線(xiàn)圈的準(zhǔn)確級(jí)不平衡

因?yàn)橥ǔ２顒?dòng)保護(hù)裝置電流互感器為P類(lèi)或者TP類(lèi)，前者需要在穩(wěn)態(tài)時(shí)不會(huì)飽和，而后者需要在暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)狀況中均不會(huì)飽和，二者都可以將故障發(fā)生時(shí)一次電流值準(zhǔn)確地反映出來(lái)。然而如果對(duì)其余類(lèi)型電流互感器加以使用，便極易引發(fā)差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)故障。引發(fā)此類(lèi)問(wèn)題的主要引發(fā)原因便是設(shè)計(jì)圖紙和中標(biāo)設(shè)備相應(yīng)的要求不相符。因此，檢驗(yàn)人員在交接檢驗(yàn)過(guò)程中，除了要對(duì)二次接線(xiàn)是否正確進(jìn)行檢查和確認(rèn)，也應(yīng)對(duì)設(shè)備的各類(lèi)特征進(jìn)行仔細(xì)核對(duì)，以便保證其符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，防止再次出現(xiàn)類(lèi)似的狀況。

結(jié)束語(yǔ)：我國(guó)高鐵專(zhuān)線(xiàn)建設(shè)速度的加快，要求有關(guān)人員必須設(shè)計(jì)出與我國(guó)實(shí)際情況相符合的牽引變電所保護(hù)方案，確保誤動(dòng)現(xiàn)象的減少甚至消失。經(jīng)過(guò)落實(shí)以上各種防范方法，案例涉及位置沒(méi)有再出現(xiàn)過(guò)誤動(dòng)故障，不僅使主變工作更加穩(wěn)定，也使系統(tǒng)整體安全性大幅提升。

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