高速电气化铁路电力运维典型案例分析

高健   

  摘要：京沪高铁线电力设备承担了京沪高铁区间通信、信号、防灾、车站通信、信号、照明用电等负荷用电，主要由变配电所、贯通线路、箱式变电站、车站变电所、信号（通信）变电所构成，各箱变间用电缆连接，与架空线相比提高了设备的稳定性，降低了故障发生率，但其发生故障后，故障查找的难度加大，尽快通过故障报文和故障现象精确判断故障地点并隔离，是快速处置电力故障并尽快恢复电力设备供电的关键。

关键词：高速铁路电力   故障报文   故障判断

   引言

   高速铁路电力线路发生故障跳闸后，配电所出现的箱变故障报文受传输、采集、上传设备稳定性等因素的影响，往往会上传错误故障报告，从而误导供电调度员的分析判断，延长故障应急处置时间。笔者汇总自己经历过的京沪高铁线电力设备故障处置过程，总结经验得出以下结论。

一、两个配电所间故障跳闸出现正确报文时的开口方法：

（1）各箱变故障过电流报文连续出现到哪个箱变负荷开关，可初步判断为故障点位于该负荷开关负荷侧，直接将该负荷开关开口试送电，若送电成功，由相邻所备供至下一个箱变的相邻负荷开关，切除故障点，恢复区间供电。

（2）若没有箱变故障报文出现，可初步判断为故障点在配电所与01#箱变之间，开口由相邻配电所试送电。不能盲目采取二分法试送电。（注：京沪高铁信号变不产生报文）

（3）若出现过流二段跳闸时所有箱变都有报文且电流不大，没有零序电流或与故障电流相比较小一般不大于10%，可能是由于负荷不平衡、瞬时故障造成，应试送一次。

（4）若过流一段跳闸且报文正确，一般情况下会有故障点，应先查看趋势图进行判断，若无法准确判断，应采取二分法查找故障点。

 

 

典型案例：**年**月**日3:36,B配电所一级贯通北京方向N21柜261开关零序过流一段动作，调度端报出配电所至23#箱变故障报文（电流流向从大到小），根据故障报文判断22#-23#箱变间开口切除故障区间，恢复供电，天窗点检查确认22-TX箱至23-TX箱变间B相电缆击穿。

6月30日故障报文
时间	设备名称	数据
03:36:21	B配电所	零序过流一段A=16A，B=166A,C=14A，零序电流=126A
03:36:22	23#箱变	过流速段一级侧进线A=186A，B=219A,C=164A
03:36:22	23#箱变	过流速段一级侧出线A=199A，B=226A,C=185A

二、两个配电所间故障跳闸出现非正常报文时的开口方法：

 

 

 

（1）典型故障：**年**月**日20:39,B配电所一级贯通北京方向零序过流一段动作，AB区间10#-11#箱变间C相电缆击穿。

分析：根据B配电所故障报文判断是C相击穿，箱变报文连续出到11#箱变并且电流C相稳定在315A左右，其中虽然出现了06#箱变报文但报文中显示电流明显下降应该不存在故障点，此时可调出趋势图辅助判断，可能是由于故障电流过大产生的谐波电流或其它原因上报的多余报文、所有TJ箱变有报文电流稳定且有下降也可判断不存在故障点，所以初步判断为故障点在10#-11#箱变间，开口切除故障区间，恢复供电。

10月7日故障报文
时间	设备名称	数据
20:39:04	B配电所	零序过流一段A=11A，B=11A,C=232A，零序电流=112A
20:39:05	13箱变	过流速段一级侧出线A=169A，B=176A,C=315A
20:39:05	12箱变	过流速段一级侧出线A=315A，B=188A,C=315A
20:39:05	11箱变	过流速段一级侧出线A=314A，B=0A,C=315A
20:39:05	10箱变	过流速段一级侧出线A=0A，B=180A,C=315A
20:39:04	06箱变	过流速段一级侧出线A=0A，B=0A,C=103A
20:39:03	TJ13箱变	一级侧进线C=112A
20:39:03	TJ10箱变	一级侧进线C=83A
20:39:02	TJ07箱变	一级侧进线C=79A
20:39:03	TJ03箱变	一级越限
20:39:02	TJ02箱变	一级越限

(2) **年**月**日23:42,A配电所综合贯通上海方向过流二段动作，AB区间13#-14#箱变间B相电缆击穿。

 

 

 

分析：根据A配电所故障报文判断是B相击穿，箱变报文连续出到18#箱变，从14#箱变开始B相电流稳定在60A左右，电流明显下降应该不存在故障点，结合趋势图辅助判断在13#-14#箱变间开口，由于京沪高铁AB区间以12#箱变分界是两个不同厂家，所以报文形式不同。

10月6日故障报文
时间	设备名称	数据
23:42:01	A配电所	过流二段A=0.17A，B=2.77A,C=0.21A，零序电流=1.7A
23:42:01	01箱变	过流速段综合侧出线A=208A，B=175A,C=178A
23:42:01	02箱变	过流速段综合侧出线A=177A，B=196A,C=183A
23:42:01	03箱变	过流速段综合侧出线A=169A，B=186A,C=185A
23:42:01	04箱变	过流速段综合侧出线A=315A，B=307A,C=183A
23:42:01	05箱变	过流速段综合侧出线A=183A，B=309A,C=312A
23:42:01	06箱变	过流速段综合侧出线A=312A，B=184A,C=315A
23:42:01	07箱变	过流速段综合侧出线A=312A，B=184A,C=316A
23:42:01	08箱变	过流速段综合侧出线A=312A，B=184A,C=317A
23:42:01	09箱变	过流速段综合侧出线A=312A，B=184A,C=318A
23:42:01	10箱变	过流速段综合侧出线A=268A，B=198A,C=309A
23:42:01	11箱变	过流速段综合侧出线A=312A，B=184A,C=318A
23:42:01	12箱变	过流速段综合侧出线A=312A，B=184A,C=319A
23:42:01	13箱变	过流故障综合侧出线B=171A
23:42:01	14箱变	过流速段综合侧出线B=64A
23:42:01	15箱变	过流速段综合侧出线B=65A
23:42:01	16箱变	过流速段综合侧出线B=66A
23:42:01	17箱变	过流速段综合侧出线B=67A
23:42:01	18箱变	过流速段综合侧出线B=68A

(3)**年**月**日5:42,B配电所一级贯通北京方向过流二段动作，AB区间19#-18#箱变间A相电缆击穿。

 

 

 

分析：根据B配电所故障报文判断是A相击穿， 18#箱变和19#箱变报文只有出线没有进线，报文不准确，19#箱变出线电流到18#箱变出线电流有明显降低，结合趋势图辅助判断可以判断18#箱变19#箱变间有故障。报文中出现了一级贯通上海方向零序报文，应该是近端接地导致母线侧报警。

8月2日故障报文
时间	设备名称	数据
5:42:44	B东配电所	一级侧北京方向过流二段A=138A，B=3A,C=6A，负序电流=46A
5:42:45	B东配电所	一级侧上海方向零序过流一段A=0A，B=0A,C=0A，负序电流=36A
5:42:45	18箱变	过流速段一级侧出线A=263A，B=177A,C=176A
5:42:45	19箱变	过流速段一级侧出线A=303A，B=199A,C=172A

三、对于配电所故障跳闸，伴随区间箱变内负荷开关自动分闸的情况时，直接切除该箱变故障侧负荷设备，恢复区间供电。

四、对判断出的箱变报文只有进线没有出线的情况，应连同该箱变一并切除隔离，待工区巡视后再投入该箱变。

结语

本文通过对京沪高速铁路近几年来出现的电力故障进行总结，针对两个配电所及区间箱变出现的一些故障报文进行了分类整理，针对一些典型案例进行数据分析，为日后调度员进行电力设备故障应急处置提供指导意见，有助于准确判断故障地点并隔离，缩短应急处置时间，快速恢复高速铁路电力设备，从而保障高速铁路的供电安全。

参考文献

[1] 中国铁路总公司. 《高速铁路电力管理规则》,2015

[2] 中国铁路总公司.《铁路电力安全工作规程补充规定》,2015