TA綜合自動(dòng)化系統(tǒng)故障測(cè)距部分

會(huì)計(jì)學(xué)1TA綜合自動(dòng)化系統(tǒng)故障測(cè)距部分2目錄一、客運(yùn)專線牽引供電方式二、常用故障測(cè)距原理介紹三、全并聯(lián)AT供電方式故障測(cè)距系統(tǒng)四、故障測(cè)距工程實(shí)施注意事項(xiàng)五、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例第1頁(yè)/共24頁(yè)3一、客運(yùn)專線牽引供電方式（一）主接線圖

AT牽引變電所第2頁(yè)/共24頁(yè)4一、客運(yùn)專線牽引供電方式（一）主接線圖

AT牽引變電所饋線接線圖第3頁(yè)/共24頁(yè)5一、客運(yùn)專線牽引供電方式（一）主接線圖

AT所主接線圖第4頁(yè)/共24頁(yè)6一、客運(yùn)專線牽引供電方式（二）供電方式第5頁(yè)/共24頁(yè)7二、常用故障測(cè)距原理介紹（一）AT吸上電流比原理1、AT供電牽引網(wǎng)短路阻抗和短路距離的關(guān)系圖

第6頁(yè)/共24頁(yè)88二、常用故障測(cè)距原理介紹（一）AT吸上電流比原理2、

基本原理AT吸上電流比原理是20世紀(jì)60年代末日本提出的，其基本原理如下：假設(shè)AT為理想變壓器、鋼軌對(duì)地全絕緣，且沿線路阻抗參數(shù)均勻分布，則當(dāng)故障發(fā)生在第k至第k+1個(gè)AT之間時(shí)，有：

式中，---第K個(gè)AT所距變電所的距離(km)；；

,---第k個(gè)和第k+1個(gè)AT中性點(diǎn)吸上電流（A）；

D---第k至k+1個(gè)AT間距（km）。

上面式中稱為吸上電流比，簡(jiǎn)稱Q值。

說(shuō)明：由于各廠家在用吸上電流比計(jì)算時(shí)，Q值的倍率選取和計(jì)算公式的不同。從Q值的計(jì)算公式可以看出Q<1,但為了傳輸和計(jì)算的方便，可能會(huì)將Q值放大100倍。

第7頁(yè)/共24頁(yè)分段線性測(cè)距法由于故障時(shí)，吸上電流比

會(huì)受到站場(chǎng)、大地泄漏、AT漏抗等因素的影響，所以在程序設(shè)計(jì)中，不采用整個(gè)AT段的直線測(cè)距公式，而是采用分段線性法，舉例：圖中短路點(diǎn)的計(jì)算第8頁(yè)/共24頁(yè)1010二、常用故障測(cè)距原理介紹（一）AT吸上電流比原理

3、AT吸上電流比缺陷裝置一次投資高為了保證故障點(diǎn)兩側(cè)AT中性點(diǎn)吸上電流的同步采集，必須敷設(shè)專用的傳輸數(shù)據(jù)和控制信號(hào)通道；必須在每個(gè)AT處都設(shè)置一套數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置原理適用性較差發(fā)生T-F故障時(shí)，AT被旁路，無(wú)法采集AT吸上電流；AT供電方式解列，AT退出運(yùn)行，無(wú)法抽取AT中性點(diǎn)吸上電流。裝置可靠性低

當(dāng)專用通道、AT處安裝的數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置有任意一處故障則無(wú)法測(cè)距

（二）上下行電流比原理

如下圖所示，當(dāng)AT所上下行不并聯(lián)，分區(qū)所并聯(lián)，無(wú)論是T、F、TF故障，均可采用上下行電流比測(cè)距原理，計(jì)算公式如下

第9頁(yè)/共24頁(yè)1111二、常用故障測(cè)距原理介紹（二）上下行電流比原理

1、基本原理

如下圖所示，當(dāng)牽引網(wǎng)方式為上下行并聯(lián)運(yùn)行方式時(shí)，均可采用上下行電流比測(cè)距原理，計(jì)算公式如下

式中，故障及非故障方向供電臂電流；

變電所距AT所距離、AT所距分區(qū)所距離。第10頁(yè)/共24頁(yè)1212二、常用故障測(cè)距原理介紹（三）橫聯(lián)線電流比原理橫聯(lián)線電流比原理和AT吸上電流比原理類似，要獲取3個(gè)處所的橫連線電流，找到最大的兩個(gè)，確認(rèn)故障的AT段，按下面公式計(jì)算：

其中，為各處所的橫聯(lián)線電流模值只適用于全并聯(lián)供電方式下，單線方式無(wú)法獲取橫聯(lián)線電流。（四）電抗法原理

1、適用范圍單線直接供電方式BT供電方式全并聯(lián)AT供電方式接觸網(wǎng)發(fā)生永久性故障后解列方式

第11頁(yè)/共24頁(yè)1313二、常用故障測(cè)距原理介紹（四）電抗法原理

2、基本原理牽引網(wǎng)短路時(shí)存在一定的過(guò)渡電阻，所以利用電抗和距離關(guān)系進(jìn)行故障定位。

接線示意圖短路電抗和短路距離示意圖計(jì)算公式：

注意：供電臂上區(qū)間和站場(chǎng)的的單位阻抗不同，需分段線性整定，站場(chǎng)的單位電抗一般按區(qū)間電抗的1/3整定。

第12頁(yè)/共24頁(yè)1414三、全并聯(lián)AT供電方式故障測(cè)距系統(tǒng)

上面講述的AT吸上電流比、上下行電流比、橫聯(lián)線電流比、電抗距離法等故障測(cè)距原理適用于不同的供電方式，測(cè)距原理也各有優(yōu)缺。根據(jù)現(xiàn)在客運(yùn)專線供電方式，我們新開(kāi)發(fā)的故障測(cè)距系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：自動(dòng)判斷故障前時(shí)刻故障區(qū)間的供電方式，根據(jù)不同的供電方式采用相應(yīng)的故障測(cè)距原理進(jìn)行測(cè)距。提供詳細(xì)的故障測(cè)距報(bào)告，更方便用戶查找故障。在故障報(bào)告中，不僅有故障距離，還有故障類型（T、F、TF）和故障方向（上行、下行）。支持多達(dá)7個(gè)AT分段測(cè)距

第13頁(yè)/共24頁(yè)1515三、全并聯(lián)AT供電方式故障測(cè)距系統(tǒng)（一）所需基本參數(shù)

1、電量

2、開(kāi)關(guān)量變電所（上下行外啟動(dòng)信號(hào)）其他所（上下行斷路器合位、AT變斷路器合位、上下行并聯(lián)開(kāi)關(guān)合位）第14頁(yè)/共24頁(yè)1616三、全并聯(lián)AT供電方式故障測(cè)距系統(tǒng)

3、定值

Q-L表、X-L表、單位電抗。。。（二）測(cè)距原理綜合運(yùn)用

1、數(shù)據(jù)同步要保證故障測(cè)距的準(zhǔn)確性，就必須保證故障點(diǎn)兩側(cè)AT中性點(diǎn)吸上電流的同步采集，目前本測(cè)距系統(tǒng)采用電壓跌落的方法來(lái)保證同步。電壓跌路同步的原理就是在故障瞬間，在變電所、AT所、分區(qū)所故障測(cè)距裝置所采集的接觸網(wǎng)電壓是同步跌落的，利用在裝置設(shè)置的電壓門檻值來(lái)保證數(shù)據(jù)同步采集。該方法不需要鋪設(shè)專門的控制信號(hào)通道，也能避免數(shù)據(jù)傳輸通道的延時(shí)影響。

2、供電方式判斷故障測(cè)距裝置在啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集的同時(shí)會(huì)記錄本所的開(kāi)關(guān)位置，并隨其他故障數(shù)據(jù)一起上送到變電所的故障測(cè)距裝置，由變電所故障測(cè)距裝置根據(jù)AT所、分區(qū)所上送的開(kāi)關(guān)位置來(lái)判斷運(yùn)行方式。

第15頁(yè)/共24頁(yè)1717三、全并聯(lián)AT供電方式故障測(cè)距系統(tǒng)3、故障測(cè)距在正常運(yùn)行方式下（AT所并聯(lián)：兩個(gè)饋線斷路器合位、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)合位），當(dāng)發(fā)生瞬時(shí)性故障，收集AT所、分區(qū)所故障數(shù)據(jù)，主要采用吸上電流比測(cè)距原理及橫聯(lián)線電流比原理；當(dāng)發(fā)生永久性故障，直接采用變電所測(cè)距裝置電抗法測(cè)距（數(shù)據(jù)采用重合閘失敗后的測(cè)量電抗）。

1>首先判斷是否TF線故障。當(dāng)變電所、AT所和分區(qū)所的吸上電流小于TF型故障判斷的電流整定值，即，則為TF型故障。當(dāng)發(fā)生TF型故障，找到橫聯(lián)線電流最大者，根據(jù)橫聯(lián)線電流最大值和次大值求橫聯(lián)線電流比，并求出故障距離。如橫聯(lián)線電流最大值在變電所處，則當(dāng)，判別為下行方向，反之為上行方向）；當(dāng)最大橫聯(lián)線電流在AT所處，判別為上行方向，反之為下行方向。

2>當(dāng)不是TF故障時(shí)，故障AT段為吸上電流最大處所和最大相鄰的次大值處所之間。根據(jù)最大吸上電流處所處的，確定故障上、下行和T、F類型。例如，，則故障在下行且為T型故障。最后采用吸上電流比原理測(cè)距。第16頁(yè)/共24頁(yè)1818四、故障測(cè)距工程實(shí)施注意事項(xiàng)

（一）施工過(guò)程中注意事項(xiàng)1、壓互、流互極性

2、開(kāi)關(guān)量開(kāi)入

3、整定值（二）運(yùn)行過(guò)程中注意事項(xiàng)

1、Q-L表修正。

Q-L表上表中數(shù)據(jù)為一個(gè)剛投入運(yùn)行線路的理論數(shù)據(jù)，在實(shí)際運(yùn)行中，需根據(jù)實(shí)際短路后的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。段點(diǎn)01234L00.003.006.009.0012.00Q00.150.330.500.670.85L10.004.008.0012.0015.00Q10.100.300.500.700.90第17頁(yè)/共24頁(yè)1919四、故障測(cè)距工程實(shí)施注意事項(xiàng)

1>單個(gè)故障點(diǎn)修正

每次發(fā)生永久或確定地點(diǎn)的故障時(shí)，記錄下故障Q值和故障點(diǎn)距離。例如對(duì)于一次確認(rèn)的故障點(diǎn)，參數(shù)為，。則將上表修正為下表以后逐漸根據(jù)每次故障修正

2>整個(gè)AT段修正在一個(gè)AT段，當(dāng)發(fā)生兩個(gè)較遠(yuǎn)（超過(guò)AT段長(zhǎng)度的一半）的故障時(shí)，對(duì)整個(gè)AT段的Q-L表修正。段點(diǎn)01234L00.003.006.009.0012.00Q00.150.330.500.670.85L10.004.009.0012.0015.00Q10.100.300.450.700.90第18頁(yè)/共24頁(yè)2020四、故障測(cè)距工程實(shí)施注意事項(xiàng)

舉例說(shuō)明：

如下圖所示，得到兩次故障，參數(shù)為，和，。根據(jù)相似三角形原理，有

得到對(duì)應(yīng)本AT段0.00km處的

同理可得最后根據(jù)首尾兩個(gè)點(diǎn)將本AT段其他3個(gè)點(diǎn)計(jì)算出來(lái)。

第19頁(yè)/共24頁(yè)2121四、故障測(cè)距工程實(shí)施注意事項(xiàng)

2、X-L表修正統(tǒng)計(jì)實(shí)際故障點(diǎn)和測(cè)量電抗，修正方法和前述的QL表類似，在此不再贅述。

定值整定的時(shí)候，要考慮供電線的分段距離表；分別整定T、F、TF型電抗距離表。第20頁(yè)/共24頁(yè)2222五、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例

（一）故障測(cè)距報(bào)告閱讀

AT故障測(cè)距裝置報(bào)告主要看變電所測(cè)距報(bào)告，AT所/分區(qū)所的報(bào)告僅供參考。故障發(fā)生后，當(dāng)通道通暢的時(shí)候，AT所/分區(qū)所才會(huì)出故障報(bào)告，記錄本所參數(shù)，當(dāng)做故障測(cè)距試驗(yàn)的時(shí)候，AT所/分區(qū)所不出故障報(bào)告。實(shí)例1：2010年5月9日武廣線董家變電所

饋線保護(hù)裝置故障報(bào)告故障測(cè)距裝置故障報(bào)告

213214故障時(shí)間2010-5-910:472010-5-910:47故障參數(shù)已跳閘已跳閘電流增量電流增量重合閘成功重合閘成功饋線電壓=12.30KV饋線電壓=12.32KV饋線電流=2271.00A饋線電流=2282.00A阻抗=5.42Ω阻抗=5.40Ω阻抗角=66.2°阻抗角=65.8°第21頁(yè)/共24頁(yè)23五、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例

變電所AT所分區(qū)所故障日期:2010-05-09

故障時(shí)間:10:47：08

報(bào)告類型：T型

斷路器號(hào)：213

報(bào)告性質(zhì)：故障

故障類型：無(wú)效

距離標(biāo)志：公里標(biāo)

測(cè)距結(jié)果：K1918+475

動(dòng)作標(biāo)志:

AT測(cè)距法所1吸上電流1424A所2吸上電流2581A

0)U1=11.76kV所1下行母線電壓6.66kV所2下行母線電壓3.04kV

1)U2=11.76kV所1上行母線電壓6.72kV所2上行母線電壓3.11kV

2)It1=1372A所1下行T線電流561A所2下行T線電流1307A

3)If1=1003A所1下行F線電流356A所2下行F線電流627A

4)It2=1379A所1上行T線電流203A所2上行T線電流202A

5)If2=1007A所1上行F線電流342A所2上行F線電流649A

6)Iat1=0A所1AT1吸上電