武广高铁泉口变电所跳闸原因分析

邓小桃１ 罗 军２

（１武汉铁路职业技术学院 湖北 武汉 ４３０２０５ ２武汉铁路局武汉供电段 湖北 武汉 ４３００２３）

摘 要：武广客运专线泉口变电所群力方向上下行发生多起跳闸事故，通过查找、分析原因，提出了相应的整改方案。

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关键词 ：牵引变电所；过负荷；跳闸；整改措施

中图分类号：TM41 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６６５－２２７２．２０１5．02．０44

收稿日期：２０１4－１1－21

武广客运专线泉口变电所群力方向上下行发生多起跳闸事故，通过对发生的一起跳闸数据分析，找出跳闸原因，从设计、行车运输组织和牵引供电设备管理等方面采取相应措施，避免此类事故的发生。

１ 跳闸概况

２０１４年９月３０日１８时３１分，泉口变电所群力方向上下行跳闸，２１２重合闸失败，２１１重合成功。故障测距分别显示上、下行Ｔ线故障。经查跳闸时，上行Ｇ１１３２次（３８０ＡＬ型）、Ｇ１１３６次（３８０Ａ型）正在该供电臂运行，Ｇ１１３８次（３８０Ａ型）滑行进入该区段。同时，下行Ｇ６９次（３８０ＡＬ型）在该供电臂运行。

接到跳闸通知后，相关人员添乘Ｇ８３９巡视跳闸区段未发现设备异常，并在武汉站观察动车受电弓未发现异常。１０月１日利用天窗点对接触网设备进行步行巡视未发现异常，初步排除接触网和机车受电弓等故障造成的跳闸。

２ 跳闸数据

２．１ ２１２跳闸故障报告

故障时间：２０１４－０９－３０

１８：３１：１４．４７５

故障信息：２１２跳闸，重合闸失败

故障动作： 阻抗Ｉ段元件动作

电量参数：

Ｕ＝２１．８７ｋＶ

Ｉ＝２４４８Ａ

Ｚ＝８．９０Ω

φ＝∠１１．６°

故障事件：

１ｍｓ 阻抗Ⅰ段启动 Ｚ＝９．２１Ω φ＝１１．０°

１０１ｍｓ 阻抗Ⅰ段出口

Ｚ＝８．７４Ω φ＝１３．０°

１７７ｍｓ 阻抗Ⅰ段返回

Ｚ＝１０．９０Ω φ＝２２．６°

２１００ｍｓ 重合闸出口

２９６９ｍｓ 后加速出口

２．２ ２１１跳闸故障报告

故障时间：２０１４－０９－３０

１８：３１：２８．８２１

故障信息：２１１跳闸，重合闸成功

故障动作： 阻抗Ｉ段元件动作

电量参数：

Ｕ＝２３．７３ｋＶ

Ｉ＝２６１１Ａ

Ｚ＝９．１１Ω

φ＝∠１９．９°

故障事件：

１ｍｓ 阻抗Ⅰ段启动

Ｚ＝１０．２２Ω φ＝１６．８°

１０１ｍｓ 阻抗Ⅰ段出口

Ｚ＝９．１１Ω φ＝１９．９°

１８１ｍｓ 阻抗Ⅰ段返回

Ｚ＝１７．５８Ω φ＝４５．２°

２１００ｍｓ 重合闸出口

２．３ 故障测距报告

2．３．１ ２１２跳闸时的测距报告

测距时间： ２０１４－０９－３０ １８：３１：１４．５７２

报告类型： ＡＴ故障测距

报告性质： 故障

故障类型： Ｔ型

距离标志： 公里标

测距结果： Ｋ１３２０＋３０５

电量参数：

Ｕ１＝２１．７７ｋＶ

Ｕ２＝２１．７９ｋＶ

Ｉｔ１＝７６４Ａ

Ｉｆ１＝６０２Ａ

Ｉｔ２＝１８５７Ａ

Ｉｆ２＝６０９Ａ

Ｉａｔ１＝０Ａ

Ｉａｔ２＝０Ａ

Ｘ＝１．８２Ω

φ＝１１．９°

事件１：２０１４－０９－３０ １８：３１：１４．５７２ 变电所吸上电流 Ｉ＝１４１２Ａ

２．３．２ ２１１跳闸时的测距报告

测距时间： ２０１４－０９－３０ １８：３１：２８．９１９

报告类型： ＡＴ故障测距

报告性质： 故障

故障类型： Ｔ型

距离标志： 公里标

测距结果： Ｋ１３１６＋３１５

电量参数：

Ｕ１＝２３．９１ｋＶ

Ｕ２＝２３．９２ｋＶ

Ｉｔ１＝１６７２Ａ

Ｉｆ１＝９２４Ａ

Ｉｔ２＝０Ａ

Ｉｆ２＝０Ａ

Ｉａｔ１＝０Ａ

Ｉａｔ２＝０Ａ

Ｘ＝３．００Ω

φ＝１９．０°

事件１：２０１４－０９－３０

１８：３１：２８．９１９ 变电所吸上电流 Ｉ＝７４８Ａ

２．４ 故障录波情况

２．４．１ ２１２故障录波情况

２１２故障录波情况（见图1）。

２．４．２ ２１１故障录波情况

２１１故障录波情况（见图2）。

３ 跳闸数据分析

（１）根据跳闸时间分析，２１２断路器跳闸时间为１８：３１：１４．５７２，２１１断路器跳闸时间为１８：３１：２８．９１９。两断路器跳闸时间相差１４Ｓ，说明上下行并非同时发生跳闸。

（２）根据馈线保护跳闸及故障测距数据分析，２１２断路器跳闸时，故障电压２１．８７ＫＶ，Ｔ线电流达１８５７Ａ，电阻８．７１Ω，电抗１．８２Ω，阻抗角１１．６°；２１１断路器跳闸时，故障电压２３．７３ＫＶ，Ｔ线电流达１６７２Ａ，电阻８．５６Ω，电抗３Ω，阻抗角１９．９°。可见跳闸时，接触网电压下降不大，且均为Ｔ线电流增大，阻抗角为１９．９°，ｃｏｓ１９．９°≈０．９４，正好与动车组固有功率因数值基本相同，是负荷阻抗角。说明２１２馈线跳闸时，牵引网并没有短路，因发生的大负荷集中在上行区段，因此，基本可判断跳闸原因为行车密度过大，线路过负荷引起。

（３）根据故障录波情况分析，２１２、２１１断路器跳闸录波波形规则、平滑，Ｔ相电流幅值明显为持续大电流。录波截取了跳闸期间１０个周波的波形，根据每个周波２０ｍｓ计算，１０个周波为２００ｍｓ，说明Ｔ线电流持续时间较长， 且呈现小幅增大，直至保护出口跳闸。因电流录波未出现突变，与故障录波电流激增现象有明显差异， 可判断跳闸为平滑的负荷增加引起。

（４）针对上述分析，本次跳闸为上行Ｇ１１３２次（３８０ＡＬ型）、Ｇ１１３６次（３８０Ａ型）、Ｇ１１３８次（３８０Ａ型）在该区段运行，同时，下行Ｇ６９次（３８０ＡＬ型）在该供电臂运行。通过上述负荷叠加，同时引起母线电压小幅下降。由于牵引负荷主要集中在泉口变电所上行供电臂，正好进入２１２断路器阻抗保护范围，造成２１２断路器跳闸，由于跳闸后，大负荷仍未切除，造成２１２断路器重合闸失败。在２１２断路器跳开后，由于母线电压未下降至ＡＴ所、分区所失压保护条件，上行负荷仍由下行２１１断路器经ＡＴ所、分区所环供承担，因线路负荷仍未解除，引起下行２１１断路器阻抗保护动作出口。至此，才将线路负荷完全切除，动车组主断路器跳开，２１１断路器重合闸成功。

综上所述，可以判断本次跳闸应为泉口至群力方向上下行行车密度过大，线路过负荷引起。

４ 整改措施

为消除设备安全隐患，确保高铁运行安全，建议采取以下措施。

（１）由设计院对武广高铁负荷变化情况及动车组负荷特性情况进行进一步分析，重点解决馈线最大负荷的整定基础问题，尽快拿出保护整定值的解决方案。在方案出台前，需协调行车管理部门做好问题区段的行车组织工作，避免多趟动车组进入问题供电臂，引起设备跳闸。

（２）进一步加强对设备跳闸的应急管理和设备运行情况的监控工作，做好泉口变电所的负荷监控和设备故障时的应急处置工作，确保及时恢复正常供电。同时，接触网专业还要做好跳闸后的设备巡视和检查工作，防止因线路过负荷引起接触网相关设备烧损，保证接触网设备的正常运行。

（责任编辑 要 毅）