牵引变电所保护装置误动现象探析

程涛

摘 要： 在牵引变电所中，其主变主保护最为重要的一环，即差动保护，这主要是由于系统供电的可靠性以及主变运行稳定性等将由差动保护可靠性所决定。当前保护装置的误动现象依然常见，因此有关部门应该结合实例对此现象展开深层次的分析、探讨，确保针对不同问题能够制定好相应的预防措施。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对牵引变电所保护装置误动现象探析提出了一些建议，仅供参考。

关键词： 牵引变电所;保护装置;误动现象;探析

【中图分类号】U224.4     【文献标识码】B     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.37.124

引言：在铁路牵引供电系统中牵引变电所是整个供电系统的核心，起着承前启后的作用，但由于其进线系统和馈线系统的主体架构都为架空线路结构，且高压设备一般采取室外布置模式，容易受到外界环境的影响，尤其是受雷电大气过电压的侵扰，成为发生设备故障、影响铁路安全运输的潜在因素。因此，探索提升牵引变电所亭接地系统测试客观性、准确性、科学性方法，确保所亭接地网状态良好，是一道需要铁路高铁牵引供电维护检修和管理人员努力破解具有现实性、重要性和实践性的研究课题。

1 牵引变电所保护装置勿动现象

根据设计规范要求，牵引变电所亭的设计接地电阻是根据地质调查中的土壤电导率和土壤结构确定初步拟定的接地电阻值，然后再结合理论最大短路电流，得出运营中安全的地表的接触电位差和跨步电位差，最终综合计算得出接地电阻值。由于在实际运营以后，牵引变电所亭的接地网是和线路综合接地网及220kv进线架空地线是直接相连的，因此采用传统的测试方式得出的结论虽具有一定的参考性，但无法对所亭自身的接地系统的状态进行准确的判断。新建铁路变电所在施工建设期，由于不受外部条件和环境的影响，施工和测试可以完全遵照国家和行业的相关规定进行，程序和布骤可控，测试数据真实有效，但当铁路线路开通运营后，牵引变电所接地网会与综合接地网和进线架空地线公网相连接，从而使得接地电阻测试所得数据和设计值不具有可比性，客观上失去了测试的意义。

2 牵引变电所保护装置勿动现象防范方法

2.1 硬母线选择

常用的硬母线有硬导体和绝缘管型母线，硬导体按型式分矩型和管型等。其中矩型导体主要应用于牵引变电所户内网栅间隔配电装置中;管型绝缘母线在电力行业主要在35kV及以下等级应用，电气化铁路27.5kV侧有少量使用。考虑到管型导体利于提高电晕的起始电压，减小构架高度和尺寸，因此110kV及以上电压等级采用支持式铝合金管型母线。27.5kV侧电流较大，尤其是AT供电方式，通常需要采用2根及以上电缆或钢芯铝绞线并接。27.5kV侧采用绝缘管型母线，单根可满足载流需求，具有广阔的应用前景。

2.2 辅助监控系统巡检对象

目前，我国高速和重载铁路普遍采用AT供电方式，普速铁路一般采用带回流线的直接供电方式。牵引变电所自电网引入2路独立110/220/330kV电源，变换为27.5kV输送到接触网为机车供电，完成电力牵引的动能供给。牵引变电所一次设备主要包括进线侧配电装置、变电装置、馈线侧配电装置和防雷接地装置。进线侧配电装置大多采用全单体式分散设备室外中型布置，根据场地或污秽情况，也有采用GIS或PASS（半GIS）组合设备室外或室内布置（进线高压室）。

2.3 牵引变电所接地电阻测试

牵引变电所亭接地电阻测试时，测试线应尽量远离综合接地网和架空进线的方向，以增大此方向上的电阻值，使电流分量I2·和I3·尽量缩小，减少对接地电阻的干扰。此方法适用于变电所亭接地网与综合接地网和进线架空地线无法解列，并且所亭外具备广阔的空间条件下使用，测试得出的接地电阻数据存在有一定的误差。如果可以断开牵引变电所亭接地网与综合接地网和进线架空地线的连接，则应该在三者解列状态对所亭接地网进行接地电阻测试。此方法测试手段简单，抗干扰能力强，测试条件符合设计要求，所得测试数据与设计接地电阻值可比较，是最优的测试方法。

2.4 辅助监控系统设备布置方案

目前，市场上主流摄像机根据配置外观不同可分为球机、半球机、枪机等类型。球机集成成像机芯、变焦镜头、补光灯、云台、网络、防护罩等于一体，可利用所亭既有门型架构、避雷针塔架、房屋墙面等在高点进行安装，辐射范围广，定位迅速精准，施工简便，既能完成区域全景监视，又能通过云台变焦精确观察设备细节。同时，摄像机从上向下俯视还可有效避免设备重叠干扰和太阳光直射影响，保证良好的成像质量。辅助监控系统视频巡检前端设备宜以高速球机等一体化摄像机为主，其他类型摄像机作为补充。系统通过网络调用各摄像机预置位，可快速完成应急响应和按期巡检工作。

2.5 电流互感器二次线圈的准确级不平衡

因为通常差动保护装置电流互感器为P类或者TP类，前者需要在稳态时不会饱和，而后者需要在暂态与稳态状况中均不会饱和，二者都可以将故障发生时一次电流值准确地反映出来。然而如果对其余类型电流互感器加以使用，便极易引发差动保护的误动故障。引发此类问题的主要引发原因便是设計图纸和中标设备相应的要求不相符。因此，检验人员在交接检验过程中，除了要对二次接线是否正确进行检查和确认，也应对设备的各类特征进行仔细核对，以便保证其符合设计标准，防止再次出现类似的状况。

结束语：我国高铁专线建设速度的加快，要求有关人员必须设计出与我国实际情况相符合的牵引变电所保护方案，确保误动现象的减少甚至消失。经过落实以上各种防范方法，案例涉及位置没有再出现过误动故障，不仅使主变工作更加稳定，也使系统整体安全性大幅提升。

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