牵引变电所馈线过负荷跳闸的原因分析与对策

宋延军

(郑州铁路局郑州供电段，河南 郑州 450052)

0 引言

郑州北变电所担负着郑州北枢纽编组站、郑州客站、西陇海线、北京广线及郑西高铁部分线路的牵引供电任务。一次主接线采用跨桥式“双T”接线，2台牵引主变互为固定备用，主变型号为S-QY-(25000+16000)/110，主 变 容 量 为 25000 +16000KVA，采用V/V-6 接线方式，设有自投功能，二次设有12 条馈出线向接触网供电。

1 存在问题

郑州北变电所217 断路器所供7#馈线担负着郑西高铁郑州联络线上、下行和陇海线郑州至铁炉下行接触网供电任务，供郑西高铁动车组和郑州至铁炉下行电力机车的牵引取流，且多为从郑州发车加速取流。自2011 年4 月16 日至2012 年8 月13 日，217 断路器共跳闸8 次，其中2011 年跳闸1 次，2012 年跳闸7 次(6 月份跳闸3 次，7 月份跳闸3 次，8 月份跳闸1次)。断路器跳闸停电直接影响了机车的运行。

2 跳闸原因分析

(1)7#馈线保护参数设置情况(见表1)

7#馈线配置保护类型和参数设定表明:7#馈线配置了电流速断、过电流、电流增量、阻抗Ⅰ段、阻抗Ⅱ段、自动重合闸等继电保护功能。其中，馈线过电流保护二次动作整定值为6.5A，动作时限0.4 秒，断路器本体电流互感器的变比为250，因此一次保护定值为1625A(6.5 ×250=1625)，当馈线电流达到1625A时，过电流保护启动，经0.4 秒延时出口动作，发出指令217 断路器跳闸，经2 秒后自动重合。

(2)217 断路器跳闸信息统计情况(见表2)

表1 7#馈线保护参数设置

表2 217 断路器跳闸信息统计

217 断路器跳闸参数显示，跳闸时该7#馈线的电压均在23kV 以上，最小跳闸电压显示为23.4kV，电流在1500A 以上，最小电流显示为1520A。短路阻抗值在12.95 到15.7 欧姆之间，阻抗角在11.7 到18.8 度之间，跳闸时呈现出高电压、大电流、高阻抗、小角度的非金属性短路特性，属于典型的大负荷特性。

(3)217 馈线负荷的统计分析

郑州北变电所2012 年1 到12 月份，1#到12#馈线月度负荷最大值曲线如图1 所示。曲线图明显表现出:除11 月份是1#馈线电流最大值最大外，其余月份全部是7#馈线负荷电流呈现最大值，电流数值均在1000A 之上。

图1 馈线月度负荷最大值曲线

(4)217 馈线过负荷原因分析

郑州东站未成建之前，郑州通往西安方面的高铁列车均从郑州站始发，路经郑州西站，而该区间正好为7#馈线供电范围，高铁动车在该区间通过时，所需牵引电流在600A 以上，而一般的和谐号交直交机车启动电流为500A;如果该时刻7#馈线的供电范围有多辆机车同时启动或加速时，牵引负荷电流容易超过1600A，从而造成馈线跳闸。

2011 年4 月26 日217 断路器发生过馈线过负荷跳闸(当时217 保护装置过电流保护整定值为1500A)之后，根据实际运行需求以及线索耐流量，将郑州北变电所217 馈线过电流整定值从1500A 调整到1625A。在2012 年6 月至8 月间，因为217 馈线负荷电流的大幅增加，造成在6、7、8 三个月中共发生7 次过负荷跳闸。

3 防范措施

显然，采取调整增大7#馈线过电流整定值可以避免其过负荷跳闸，例如增大为1800A 甚至2000A。然而，这样又会造成7#馈线供电的接触网因电流过大而导致线索过热变形甚至发生断线事故，故此7#馈线过电流整定值已不能再调整增大。

为此，考虑将郑州北变电所的7#、8#馈线经新建成的铁炉箱式分区亭进行并联运行。7#馈线5 到12月份月度最大电流平均值统计趋势图如图2 所示。在铁炉箱式分区亭未进行并联运行前，5、6、7、8 四个月馈线月度最大电流平均值在1100A 以上;8 月14日并联运行后，9、10、11、12 四个月馈线月度最大电流平均值在1100A 以下，从趋势图上也显示出整体下降趋势。并联运行后，7#馈线的217 断路器未发生过负荷跳闸的现象。

图2 217 馈线月度最大电流平均值统计趋势图

4 运行建议

第一，制定有效安保措施。将郑州北变电所的7#、8#馈线经新建成的铁炉箱式分区亭进行并联运行，不是根本办法，如果铁炉箱式分区亭内供电设备出现缺陷或其他因素，造成其并联断路器退出运行时，7#馈线将单独运行，217 断路器仍然会发生过负荷跳闸，因此设备运管部门要研讨制定确保铁炉箱式分区亭并联断路器可靠投入运行的安保措施。

第二，调整行车密度，避免负荷叠加。供电部门要结合郑州北变电所7#、8#向郑西供电方式和车流密度情况，进行可行性调研，向上级主管部门提出改变供电方式的可行性方案或者合理安排车流密度，避免叠加取流，降低牵引负荷。

第三，做好保护定值修订，保证定值合理［2］。供电部门应结合实际牵引负荷，对目前的牵引接触网载流能力进行调研分析，在保证接触网安全运营的情况下，适当提高217 馈线断路器的过流保护定值。

综上所述，针对郑州北变电所7#馈线217 断路器过负荷跳闸问题，在不增加经费投入的情况下，投入相关的供电设备实现并联供电，利用不同馈线分担牵引负荷，有效解决了其不能满足运输要求的供电问题，从而提高了供电能力，保证了安全供电。

［1］柯志敏 索娜.继电保护基础［M］.北京:北京交通大学出版社，2010.

［2］彭晨.高速铁路AT 牵引供电系统的保护配置与整定［D］.成都:西南交通大学，2009.