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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流牵引变电所微机保护及测距装置运用中存在问题分析及对策.精品文档.牵引变电所微机保护及测距装置运用中存在问题分析及对策邓林江1, 宋剑伟2(1. 北方交通大学经济管理系, 北京100044;2. 怀化供电段供电车间, 湖南怀化418000)摘要: 对牵引变电所馈线保护用WXB- 71 微机保护装置误动作原因以及微机故障测距装置测距精度问题进行分析,提出了相应的解决措施, 取得了较好的运用效果。关键词: 牵引变电所; 微机保护; 故障测距中图分类号:U 224文献标识码:B文章编号: 10002128X (2001) 0520048202收稿日期
2、: 2001205207湘黔线娄底大龙区段牵引变电所自1997 年起使用了国产微机型继电保护及故障测距装置, 至今为止两种微机型装置显示了较好的技术特性, 但运行中也暴露出一些问题, 现分别就其存在的问题及改进措施进行阐述。1 微机保护装置误动分析大江口沙堆供电臂自1997 年娄怀段开通后, 已出现数十起特征相似的跳闸。由于保护动作频繁, 严重影响行车, 必须进行分析处理。该变电所馈线保护采用WXB - 71 微机保护装置, 距离保护为主保护, 电流速断保护为从保护。分析跳闸打印数据发现, 其故障测距点都是11. 52 km , 即发生在同一地点。由于巡视线路正常, 故可从两方面寻找故障原因:
3、 (1) 机车故障; (2) 保护装置原因。经向行车及供电调度和机车乘务员了解, 当时机车状况良好,可排除机车原因。向行车调度了解事发时线路机车运行状况, 跳闸时有两列车在该供电臂运行; 经全面统计, 发现每次跳闸均是两列以上车在该供电臂运行, 即负荷电流很大。由此产生疑问: 保护是否没有躲过大负荷电流而产生误动? 焦点集中到微机保护装置。经校验, 保护装置本身动作可靠, 信号正常, 因而可能是保护整定值有误。根据跳闸数据可算得阻抗电阻分量R j= 5. 25 8 ,而微机保护装置整定阻抗电阻分量R j整= 7. 36 8 , R jR j整, 即负荷电流落在保护动作区内, 导致保护误动作。经
4、查找, 定值有误的原因系设计部门在进行整定值设计时, 线路有关电气参数取理论计算值, 与线路实际状况有较大出入, 造成了整定值的偏差。而运营部门由于经过一段时间的运行实践, 掌握了较为准确的现场运行参数, 因此, 以实际情况整定线路参数误差就减小。该馈线经参照实际运行数据重新整定, 消除了类似跳闸的惯性故障。2 微机故障测距装置精度改进措施怀化供电段管内娄大段采用的微机测距装置, 主要用于故障跳闸后准确测定故障点, 以利供电调度迅速指挥抢修人员赶赴现场进行事故抢修, 因此测距精度成为抢修是否高效的关键。我们采用的微机测距装置仍然采用传统的电抗法原理, 如图1 所示。图1微机测距原理简图对于图1
5、 所示的直接供电系统, 认为供电臂内阻抗均匀分布, 有Z d = Z a + R g (1) .影响测距精度的因素之一是随机性很强的过渡电阻R g。通常的做法是将式(1) 按实部和虚部展开, 取虚部电抗部分进行测距, 即所谓电抗法测距。其公式为L = X d/X0 (2) .其中, Z d, X d 分别为故障时测量阻抗和电抗(8 ) ,X 0 为牵引网单位长度的平均电抗(8/km ) , L 为故障点距离。我们称之为X - L 特性。将一定距离的L 值及与之对应的X 值做成定值表, 就可作为故障测试仪的X - L 整定值。对于BT 供电系统, 则要考虑BT 漏抗。由于BT 漏抗为集中参数,
6、故障时测量电抗X d 与故障点L 呈分段线性关系。故障点测距表达式为L = (X d - N BTX BT2)X 0 (3) .其中N BT为故障牵引网在L 范围内吸流变压器台数, X BT为BT 漏抗。显然, 无论是直接供电还是BT 牵引供电系统, 由于接触网结构、线路结构沿线的变化和变电所出口处安装的抗雷圈等设备的影响, 供电臂单位长度阻抗不可能均匀分布, 且电抗、距离曲线不可能通过原点。因此, 充分考虑这些因素是消除测距误差的途径之一。由于我段管内接触网设备已撤除吸流变压器, 故区间电抗及站场电抗基本已呈线性布置。因此确定线路单位电抗值、抗雷圈处的电抗值及抗雷圈至上网点供电线电抗值成为关
7、键。厂家进行故测仪整定时, 与微机保护装置的做法一样, 线路阻抗按照设计提供的理论值整定, 且直接从上网点开始, 忽略抗雷圈及长度从数百米至数公里的供电线的影响; 同时理论电抗值与实际电抗值也存在较大误差, 以致故测仪投运后其误差很大。牵引供电系统由于接触网结构的复杂性, 阻抗的确定远不如电力线路那么方便, 仅仅通过理论计算是难以准确描述其阻抗特性的。由于抗雷圈、供电线、吸上线及连接方式的影响, 其阻抗从整个供电臂来衡量则呈现很大的非线性特征, 因此在确定阻抗值时必须同时通过一些特殊手段。以下所述的短路试验结合停电实测等方法就是我们所找到的行之有效的手段。(1) 短路试验短路试验的做法是在一个
8、供电臂内选择几个有明确公里标的地点, 在该点通过载流量很大的大线径接地线接地。送电瞬间断路器跳闸, 重合不成功, 此时故测仪开始打印详细的故测数据, 将此时的故测距离与实际距离进行对比, 给我们调整故测精度提供了翔实的依据。由于故测装置是通过实时数据测量经计算得到故障点总电抗, 与装置内事先输入的线路电抗值进行比较而导出故障点距离, 因此线路电抗整定必须尽量与实际相符, 才会使测距精度得以提高。停电实测法所测得的电抗值与短路试验装置打印的电抗值差别很小, 因此用这两种方法来测定电抗都是可行的。只是短路试验对设备有一定冲击, 所以将停电实测与短路试验结合进行, 可以较准确地确定单位电抗值。(2)
9、 停电实测停电实测即在供电臂停电后, 将被测点与钢轨短接, 运用调压器、移相器、电流表、电压表、限流电阻等测出线路阻抗值。运用停电实测我们可以测出线路阻抗, 同时根据线路阻抗角就可得到较为准确的电抗值。通过该方法我们在整定值中对X - L 特性进行了修正, 运用该法分别测量了供电臂内站场与区间的电抗。由于站场与区间的电抗呈线性, 因而可以得出站场与区间的单位电抗值。由于区间与区间及站场与站场间单位电抗相差很小(由于已撤除BT ) , 近似于线性, 而站场与区间的单位电抗有一定差别, 因此区间单位电抗要大于站场单位电抗。这是符合牵引供电理论的。站场间由于接触网有一定连接, 某些位置近似于并联,
10、其电抗值会小一些。对此参照厂家处理方法, 站场单位电抗取区间单位电抗的2/3。至此, 已得出较准确的区间与站场电抗值(由于通过测试得出了单位电抗值, 区间或站场电抗值就等于单位电抗与区间或站场长度的乘积)。(3) 确定抗雷圈及供电线电抗抗雷圈电抗值的确定较为方便, 咨询抗雷圈厂家即可。通过咨询可知, 全线各电抗器电抗基本一致, 为0. 32 8。供电线的电抗值确定就麻烦一些。由于供电线到上网点处才有钢轨, 因此无法将其构成环路, 停电实测不可行。而供电线就在线路出口处, 如果用短路试验的方法, 近端短路其短路电流太大, 对设备有很大损害,也不可行。因此, 理论计算成为首选方案。由于各条馈线其供
11、电线长度都不同, 更为重要的是, 供电线到上网点走向并非完全顺线路, 有垂直于线路方向和顺线路方向两种状态, 根据牵引供电理论, 垂直线路方向的供电线单位电抗为0. 63 8km , 顺线路方向的电抗为0. 555 8km , 两者电抗值有差别, 因此需要对计算值加以修正。以涟源牵引变电所2# 馈线供电线为例, 其垂直于线路方向长度为165 m , 顺线路方向长度为10m , 供电线总长度为175 m , 供电线电抗为X = 0. 1650. 63+ 0. 010. 555= 0. 1095 8供电线与抗雷圈单位电抗为X 0= (0. 1095+ 0. 32)0. 175= 2. 45 8按照
12、以上方法, 我们可以计算出全线供电线的单位电抗值与总电抗值。以上3 种方法的结合进行, 我们取得了宝贵的线路电抗数据。对于按电抗法原理来测距的故测仪, 不管是何种型号, 只要取得较为准确的线路电抗值, X - L特性与实际吻合的程度就越高, 测距精度也越高。通过以上手段综合运用, 我段微机故测仪的测距精度已有很大提高, 误差基本控制在200 m 以内。3结语(1)由于现场情况较为复杂, 线路阻抗的测试与归算方法尚待完善, 现场技术人员必须研究本段实际线路情况, 以调整计算值。(2) 现场技术人员必须结合实际交流测试与归算线路阻抗的经验, 为微机装置的推广提供能适合国情的、测距准确的线路参数与归算方法。参考文献: 1 潘启敬. 牵引供电系统继电保护M . 北京: 中国铁道出版社, 1987. 2 曹建猷. 电气化铁道供电系统M . 北京: 中国铁道出版社, 1983.3 高仕斌. 牵引供电新型微机故障测距原理及应用 J . 铁道学报,1993, 15 (4). 9 4 第5 期邓林江, 宋剑伟: 牵引变电所微机保护及测距装置运用中存在问题分析及对策 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.