雅万高铁瓦里尼牵引变电所故障跳闸分析

雅万高铁瓦里尼牵引变电所故障跳闸分析

王岩

中铁电气化局集团第三工程有限公司

摘要：继电保护对高铁运行及设备起着至关重要的作用。本文通过对雅万高铁瓦尼里牵引变电所故障跳闸分析，证明了继电保护动作的可靠性，从而提高了牵引供电系统的稳定性。

关键词：继电保护、雅万高铁、可靠性、牵引供电系统、稳定性

0  前言

雅万高铁开通在即，继电保护能否可靠动作是保证开通运行的关键。本文简单介绍了继电保护的作用，通过对雅万高铁瓦尼里牵引变电所故障跳闸分析，证明了继电保护动作的可靠性。

1  继电保护的作用

继电保护的作用是指在牵引供电系统中，对发生的故障或者异常情况进行检测，发出报警信号或者直接将故障部分隔离、切除。正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗；金属性短路时，测量阻抗为线路阻抗。继电保护还可以与牵引供电系统中其它自动化装置配合，在条件允许的情况下，缩短事故停电时间，尽快恢复送电，从而提高了牵引供电系统的稳定性。

2  瓦里尼牵引变电所故障跳闸基本情况

2023年08月21日07时40分44秒，瓦里尼牵引变电所211CB、212CB跳闸，距离Ⅰ段、低压启动过电流、电流增量保护动作，重合闸未投入。211供电臂：T线电压：7.63kV，F线电压：8.43kV，T线保护电流：2194A,F线保护电流：1198A，电阻：1.05Ω，电抗：1.99Ω，阻抗：2.25Ω，阻抗角：62.07°；下行T-R型故障，公里标:K89+255。

3  瓦里尼牵引变电所故障跳闸数据分析

1.保护数据分析

211供电臂距离保护Ⅰ段保护定值：（X=210.95Ω，R=80.92Ω），计算阻抗角=62.07°时的整定值:ZZD=238.706Ω∠62.07°保护装置测量阻抗Z=2.25Ω∠62.07°，ZⅠ段保护动作范围，满足距离Ⅰ段保护起动及动作条件；211供电臂低压启动过电流定值：（电流2300A，电压20kV），馈线故障电流3257A，故障电压UT=8.91kV、UF=9.70kV，满足低压启动过电流保护起动及动作条件；211供电臂电流增量定值：900A，馈线故障电流3391A，差电流ΔI 3378A，满足电流增量保护启动及动作条件；距离Ⅰ段、低压起动过电流、电流增量保护启动出口跳闸，保护动作正常。

2.AT供电电流分布图绘制分析

从电流分布图可知，总故障电流6535（2194+4038+258）与总馈线电流6492（2194+1199+1916+1183）相差43A，总故障电流6535与总吸上电流6496相差39A，基本平衡。

3.故障录波分析

从故障录波可以看出，电压、电流均有明显突变，为短路故障引起跳闸。

4.故障测距数据分析

（1）故障区间判断

瓦里尼牵引变电所、AT5所、分区所2三个所亭吸上电流：S0=1733A、S2=3896A、S3=867A，由于最大值与次大值相差较大，故障点在第一AT段靠AT所方向。

（2）故障类型判断

发生跳闸时：AT5吸上电流最大，取AT5所上下行四个电流进行判断。电量参数如下：U1=1.99kV，U2=2.13kV，IT1=4038A，    IF1=982A，IT2=2091A，IF2=966A，取最大电流IT1=4038A，判断故障类型为211供电臂瓦里尼牵引变电所至AT5所T-R型故障, 综上所述，故标指示为211 T线，公里标K89+255（对应现场杆号为卡拉旺至帕达拉朗区间1961#）。

（3）故标误差分析

瓦里尼牵引变电所211跳闸故障公里标K89+255，实际故障点：K89+120（对应现场杆号为卡拉旺-帕达拉朗区间1955#），误差0.135km。

瓦里尼牵引变电所故障跳闸数据表

4  瓦里尼牵引变电所故障跳闸原因分析

1.通过对瓦里尼变电所、AT5、分区2跳闸电流分布数据分析，故障点在第一AT段AT5至瓦里尼变电所之间靠AT5侧，与实际故障点吻合，此次跳闸阻抗角为62.07°符合金属性接地故障。

2.通过跳闸数据分析，设备烧损及现场排查情况，初步判断此次跳闸原因为：路外人员破坏防护网进入雅万高铁线路，利用铝制金属物品短接了1955#接触网支柱斜腕臂与下锚底座造成跳闸。

3.斜腕臂绝缘子底部及下锚底座放电烧损照片

4. 烧融的铝制金属渣

5  下一步措施

1.对现场受损设备进行修复，确保满足试验列车安全运行要求。

2.加强故障应急处置响应，进一步优化抢修预案、抢修线路，积极采取多种方式，开展故障应急处置工作。

3.加强雅万高速铁路沿线安全宣传，积极推动各方面确保雅万高铁安全运行环境。

6  结束语

   雅万高铁项目是中印尼两国合作的一项重要合作项目,也是中国“一带一路”倡议在印尼的重要成果之一，也是中国高铁速度350第一次在国外落地。通过此次对瓦里尼牵引变电所故障跳闸分析，证实了继电保护的可靠性，从而提高了牵引供电系统的稳定性，保证了雅万高铁正常运行。  

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