牵引变电所馈线故障判断装置原理浅析

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2、线故障判断装置原理浅析郑州工程指挥部吴兴良本文作者介绍了电气化铁路馈线故障判断装置的基本电路和工作原理.说明该装置的采用为供电线路的可靠和安全创造了条件.电气化铁道供电牵引变电所馈电线路近两年来,在电力系统中引入了线路故障判断装置,在故障发生时首先进行判断,并根据故障的性质控制重合闸的动作状态,从而完善了故障后自动重合闸的智能化功能.特别是电气化铁路,接触网经常处于动态及复杂环境,造成馈线故障的各种因素很多,故障的发生也非常频繁,并且故障种类五花八门.因此故障判断装置引入牵引变电所,为电气化铁路不问断供电提供了有力的

3、保障.1概述在电力线路故障情况下,常规的继电保护装置就会跳闸,并且自动重合闸启动,自动送电一次.若电力线路上发生的是永久故障,不但自动重合失败,而且电器设备要经受强大的短路电流和过电压的冲击,严重影响电器设备的电气性能和绝缘水平,并且短路电流产生的电磁动力会对电器设备的机械性能也会造成很大影响,造成高压电器设备寿命缩短,甚至于扩大事故范围,造成无法估量的损失.为了解决上述问题,近年来在电力系统研制采用了故障判断装置,并且已经应用到电气化铁路供电系统中,对馈线的故障进行检测和判断.这样在馈线故障情况下,当保护跳闸后,故

4、判装置即刻自动投入,根据检测到的有关电气参数,进行分析判断,并根据故障的性质对自动重合闸进行控制,从而避免盲动合闸,避免短路电流对电器设备的多次冲击.并且在有关电器设备如变压器,真空开关等检修后,可手动探测线路上的设备有无故障,再决定是否合闸送电.所以说故障判断装置的引人为牵引供电系统的安全及可靠运行提供了保障.2原理分析在牵引变电所中,根据是否对馈线开关采用后补备用功能,故障判断装置可分为备用方式,非备用方式两种主接线.2.1备用主接线方式该电路由BDL断路器,RD熔断器,XL限流器,PT电压互感器,GK1和GK2

5、隔离开关构成(见图[二圃西铁科技1).BDL自动将故判回路接人馈线,并在备用状态DL故障时替代DL向馈线送电.RD为专用高压熔断器,正常通过电流为10A?h,保证能够工作2s不会熔断.在通过10A电流后25s,或超过10A?h会自动速断.因此RD作为故障判断装置的后备保护,其功能主要是当BDL故障无法分闸时为保证母线及XL的安全,快速熔断从而切断故判回路.XL的功能为限制通过电流不超过10A,PT为测量馈线的电压,GK1,GK2为控制故判备用方式,当DL检修时,可合上GK1,由BDL向馈线送电.27.5kvA(B)相

6、母线圈1要词键摘关蕴正常运行情况为BDL,GK1在断开状态,GK2在闭合状态,由DL闭合向馈线送电.当馈线故障时,DL断路器自动跳闸,延时0.5一Is后BDL自动合闸,通过RD,XL,GK2向馈线送出27.5kV的10A电流,如果通过PT测得馈线电压大于16kV,则说明馈线上的故障是临时故障,并且故障已经消失,即测量进行0.5s后BDL自动分闸,使故障判断装置退出测量,同时通过故判二次回路接通自动重合闸回路,使重合闸启动完成自动送电功能.若PT测得馈线电压小于16kV,则说明馈线上的故障是永久故障,并且故障还未消失,

7、则通过故判二次回路闭锁自动重合闸回路,从而达到闭锁重合闸的功能,同时发出永久故障应显示的光字牌及音响信号,提供故障报警.2.2非备用主接线方式275kvA(B)相母线圈2这种接线方式的故判装置工作原理与备用主接线相同,故判回路各设备功用也完全相同,不同之处就是取消了采用DL1替代DL向馈线送电的功能(图2).正常工作环境由DL向馈线送电,GK3,牵引变电所馈线故障判断装置原理浅析GK4均在闭合状态.当馈线故障发生DL跳闸后,则DL1经过0.5—1s的延时,自动闭合将27.5kV的10A电流送至馈线,并通过检测馈线电压

8、从而判断故障性质,并通过故判二次回路进行重合闸的相应控制,实现故障判断装置的相应功能.3新月线牵引变电所的故判装置在新月线电气化工程设计中,由于已经考虑馈线断路器采用固定备用方式,所以故判装置的接线方式采用的是非备用主接线方式.图3为焦作牵引变电所上行供电臂馈线部分主接线.上行馈线下行馈线3故判装置由9RD熔断器,11LH电流互感器,1XL限流