铁路牵引变电所故障跳闸原因及对策探讨

铁路牵引变电所故障跳闸原因及对策探讨

郭宇

中铁建电气化局集团南方工程有限公司，湖北 武汉 430000

摘要：近年来，我国的铁路工程建设的发展迅速，为解决牵引变电所直流系统存在的系统接线不规范、部分元器件可靠性不高、馈电网络保护选择性差、元件单点故障引起全所保护失电的问题，通过对比分析、剖析典型故障等方法，提出直流系统电源优先采用2路10kV所用电源变压器同时供电的分列运行方式，主接线取消逆止二极管、降压硅链的2组蓄电池双母线独立供电方案，配置双套微机监控装置，优先选用2V蓄电池的措施，从系统及元件2个层面解决了直流系统存在的问题，有效提升了牵引变电直流系统供电的可靠性。针对综自系统、机构操作电源等关键直流馈电回路，提出基于继电保护配置的分层辐射或开环式供电方案，可以最大程度避免牵引变电所保护失效故障。

关键词：铁路牵引变电所；故障跳闸原因；对策探讨

引言

中国铁路正在统筹推进智能牵引供电、智能调度、智能安全保障、智能设备设施检测监测系统研发和建设。在智能铁路技术研究框架中，智能牵引变电所是智能牵引供电系统的关键核心。在智能铁路工程项目建设中，智能牵引变电所已经定位为智能牵引供电网的建设龙头和主要工程标志。铁路智能牵引变电所主要技术内涵特征之一是基于网络化的广域测控保护技术，联通牵引变电所信息孤岛，优化变电所和接触网系统单元结构，多信源数据集合，逻辑化控制，实现供电模块或单元故障隔离、快速重构。

1铁路牵引变电所故障跳闸的主要原因分析

1.1变电所容量不符合实际的输送量

现阶段，从实践情况来看，大多数的铁路牵引变电所都在某种程度上存在着主变容量设计不够科学合理的问题，与具体运行环节是输送的电容量不够对称，当前我们的朔黄铁路新增扩容，其运行方式变为现在的ＡＴ供电方式，牵引变电所的主变压器容量超过３１５００ｋＶＡ，通过这样的设计以满足铁路线路的吞吐量。但是结合具体情况来看，其他地区的绝大多数的牵引变电站所内部都有着比较典型的超负荷运行的问题，在这样的情况下导致变电所相关设备故障跳闸问题时有发生。

1.2相关地区的电网系统构建不够完善

铁路电网的基本根基是不同地区的电网系统，然而相关地区的电网系统因为受到外部环境或者内部因素的影响，极有可能出现不够安全稳定的情况，特别是在外部的供电调节、供电区域内部出现线路不够安全稳定的情况，就会严重影响铁路牵引变电所的供电质量。当前，在铁路线路的运行过程中，需要不断的扩建和改建等等，由此导致该方面对于供电需求日益提升，而相关地方电网建设并没有充分与时俱进，没有跟进铁路的发展建设步伐，在这种情况下就会使其供电质量大打折扣，其中最显著的问题体现在供电线路长度过大，使得电流输送效率和质量十分低下，有巨大损失，也进一步提升了设备的运行负荷。除此之外，因为铁路大多数是在山林地区建设，某些地区的管辖范围是平原，但自然条件十分复杂，有很多隧道等等，这在很大程度上严重影响到地区电网的铺设。

1.3牵引工况的不良影响

牵引供电系统对于高速铁路来讲，有着至关重要的作用，它可以结合实际情况为其提供切实有效的牵引用电，同时它也是货运重载铁路，也就是煤炭运输组至关重要的动力源泉。牵引工况主要是指在供电的状态下，车辆所呈现出的状态。例如，车辆在加速的情况之下，就会在很大程度上降低供电网络的电压。牵引变电所在天窗作业过程中，会严重降低变电所内部的电压值，维持在１１０ｋＶ左右，我们的变电所为进线１１０ｋＶ，为两路一路主供，一路备供，经过变压器降压至２７．５ｋＶ供给电力机车。如牵引变电所在天窗作业以外，电压值会呈现出比较显著的波动，在这样的情况下使得牵引变电所出现一定的故障。

2分层闭锁

基于广域测控保护系统的闭锁可以分为就地的硬接线闭锁、间隔层装置的逻辑闭锁、站控层闭锁，该分层闭锁实现了原来五防系统的开关闭锁功能，保证开关操作的安全性。就地级的硬接线闭锁主要实现本间隔内开关之间的简单闭锁，修改困难。间隔层的逻辑闭锁通过软件配置实现，其配置灵活，运行、维护简单，可以方便地实现一些较复杂的闭锁逻辑。与间隔层闭锁相比，站控层的逻辑闭锁统筹利用全所的遥信量、模拟量，综合分析，判断开关是否处于可控状态。在发送遥控命令前，先判断开关是否在可控状态，如果判断出开关被闭锁，则在站控层直接提示用户，不允许遥控命令下发。各层闭锁的实现均相互独立，本层闭锁逻辑的实现不依赖于其他层。间隔层和站控层的闭锁功能可通过软压板进行投退，以增强系统的灵活性。

2.1就地闭锁

就地闭锁实现隔离开关与断路器之间的闭锁，通过在断路器和隔开的二次控制回路中接入开关的位置信号实现开关控制的闭锁逻辑，实现开关控制的闭锁功能。就地硬节点闭锁不能实现复杂的闭锁逻辑，闭锁逻辑设定后修改困难，主要用于本间隔内开关之间的闭锁。

2.2间隔层闭锁

间隔层装置的逻辑闭锁既可利用所采集的开关位置信号，也可利用接入的模拟量值，通过可编辑、配置的逻辑表达式实时运算得出闭锁结果。根据实际应用中的接线方式，间隔层装置可对逻辑闭锁表达式具体配置，并做到灵活配置。间隔层闭锁还可以根据线路是否有压，实现接地开关的闭锁。

2.3站控层闭锁

站控层的监控后台根据所控开关的相关闭锁遥信和全站的遥信量、遥测量，综合判断开关是否处于可控状态，如果对应开关处于可控状态，则转发遥控命令到间隔层装置，否则直接回复遥控失败。如站控层可实现变电所两进线断路器不允许同时合闸的闭锁；分区所越区开关在双边有压时不允许合闸的闭锁等。

3运行维修管理改革思路

3.1规范生产组织架构，缩短纵向管理链条

按照缩短纵向管理链条、横向减少专业结合部的基本思路，综合考虑地域特性、抢修半径等要素，构建生产组织结构标准框架，规范成立变电运维车间和修试车间，统筹人、机、料等生产资源，统一组织运行、检测、维修工作，为运维属地化、修试专业化创造有利条件。

3.2不断盘活既有存量，充分共享社会资源

按照保证安全、管理规范、运行高效的总体要求，深度融合沿线运维资源，积极稳妥推进无人值班（值守）。即有序分离变电运行人员，集中专业技术人员，统一纳入区域性运维车间管理，不断加强设备状态分析，增强现场作业盯控力量，为实施运维一体化、修试专业化夯实人力资源基础；同时，系统性分析投入和产出要素，充分利用市场优势积极推进社会资源共享，将远动系统、ＧＩＳ柜等修试业务配套外包。

3.3理顺运维业务界面，深入推进状态维修

综合考量设备性能、检修能力，理顺牵引变电所运行、检测、维修业务界面。依托生产管理信息系统，综合利用ＳＣＡＤＡ系统、辅助监控系统等信息资源，系统掌握设备变化趋势和影响因素，强化设备状态检查，即时定期分析诊断，分级管理设备缺陷，准确开展状态评价，深入推进状态维修，确保设备状态全面受控。

结语

能够进一步充分看出，在当前的时代背景下，我国铁路事业实现了迅猛的发展，各类新技术和新设备不断应用，针对这样的情况，就需要着重做好铁路牵引变电所的运维管理工作，针对故障跳闸等问题要进行严格细致的分析，进一步高度关注跳闸问题的原因，据此，切实有效地提出和落实相对应的处理措施，在实践的过程中落实各项技术要点，以此确保铁路牵引变电所能够为铁路安全的运输提供更加高质量的电能。

参考文献

［１］何勇．铁路牵引供电典型跳闸分析及改进措施［Ｊ］．上海铁道科技，２０１５，（０４）：３２－３３．

［２］贾晨光，张裔．处理馈线跳闸故障的思维导图［Ｊ］．石家庄铁路职业技术学院学报，２０１５，（０４）：５２－５３．