高速铁路牵引供电系统短路试验及试验数据分析

汪国林

0 引言

高速铁路接触网采用带PW线的全并联AT供电方式，该供电方式的网络结构复杂，故障类型多，各种故障特性不尽相同。为全面掌握牵引供电系统特征，在联调联试期间选取合适的接触网短路故障类型进行试验，获取具有代表性的试验数据，对牵引供电系统综合自动化保护装置以及接触网故障测距评估具有十分重要的意义。

1 全并联AT供电方式故障类型

全并联AT供电方式为在牵引变电所、AT所和分区所等处将上、下行线路的接触网T线和F线分别进行并联，当不考虑AT变压器漏抗及励磁电流时，简化后全并联AT网络当量图见图1。

图1 全并联AT供电网络当量图

从当量图中可见，接触网发生故障时有T-R、F-T和F-R以及T-R-F等短路形式，本节对各种短路形式特性进行分析。

1.1 T-R短路

接触网任何一个网孔发生T-R短路时，依据AT网络当量电路，将全并联供电方式的当量电路转换为图2所示的电路。其中，Z1、Z2和Z3分别 为接触网、钢轨和正馈线当量阻抗，L为短路点至牵引变电所的距离，x为故障点至网孔起点距离，D为列车所在AT段的长度，I为故障点的短路电流。

图2 T-R短路时电路

由图2可得

解得

式中：I∑R1、I∑R2分别为故障点前后AT变吸上总电流。

根据上式可求得T-R短路故障时牵引变电所出口的牵引网总阻抗如式（4）所示。可以看出，全并联AT供电方式的长回路阻抗是AT供电方式的长回路阻抗的一半，而段中阻抗有其自身特点。

1.2 F-R短路

当发生接触网F-R短路故障时，将当量电路图中的接触网和正馈……