浅谈具有线路测试功能的自动重合闸

浅谈具有线路测试功能的自动重合闸

吴洋

渝黔铁路有限责任公司

摘要：近年来高速铁路发展迅速，作为高速铁路的重要组成部分，电气化铁道牵引供电系统构造中，由于牵引网结构和工作状况的复杂性，以及牵引负荷的特殊性，牵引网馈线保护的配置和动作特性都与一般的电力系统有很大的区别，分析馈线保护的重合闸特性，提高选择性和可靠性。

关键词：牵引供电系统； WKH－892；重合闸； 故障识别； 线路测试

1.前言

作为电气化铁道牵引供电系统中的重要组成部分，牵引变电所综合自动化装置，针对馈线保护装置中的重合闸不能有效判断线路故障性质（瞬消性故障和永久性故障）的缺点，提出了线路检测的办法，从而避免了重合或手合于故障线路的问题，有效地提高了牵引供电的可靠性和安全性。

2.1自动重合闸的一般概念

自动重合闸是输电线路、电力铁道牵引网广泛采用的一种自动装置，它对提高可靠性具有十分明显的意义。运行经验表明，架空输电线路和电力铁道牵引网的故障大多是瞬消性故障。此类故障，被保护切断后电弧即行熄灭，故障点的绝缘重新恢复，故障随之消除。这时若将断路器重新合上就能恢复供电，从而减少停电时间，提高供电可靠性。由运行人员手动合闸，加上人为的判别故障及分析，会造成停电时间过长，用户电动机多数已经停转，需再次启动效率很差。为此，在输电线路及牵引网中均采用了自动重合闸装置。

在线路上装设了自动重合闸装置后，由于它不能判断是瞬消性故障还是永久性故障，因此在重合以后，可能成功（即恢复供电），也可能不成功（保护装置动作再使断路器跳闸），即后加速无时限的动作切断故障。用重合成功的次数与总动作次数之比来表示重合闸的成功率，根据运行资料统计，成功率在60--90﹪之间。

采用自动重合闸装置后，当重合于永久性故障时，系统将再次受到短路电流的冲击，继电保护装置再次使断路器断开，断路器在短时间内，连续两次切断短路电流，使断路器工作条件变坏（油的绝缘强度降低，一般约降低到80％左右）。

2.2线路测试功能

由2.1可以看出，现行重合闸不能区分线路上的瞬消性故障和永久性故障。当重合于永久性故障时，线路和设备（包括断路器、牵引变压器）在短时间内经受两次大电流冲击，对设备的电气性能和使用寿命都有较大的影响，甚至导致设备和人员伤亡事故。因此，在合闸（手动合闸或自动重合闸）前采用线路测试来判断线路故障性质，从而有选择地合闸（线路测试通不过，则闭锁合闸），具有特别重要的意义。

线路测试的原理接线如图4－1。当手动合闸或事故跳闸启动重合闸

时，微机保护先启动线路测试。此时线路接触器闭合，母线电压经线路测试接触器接点、限流电阻、高压熔断器、线路测试旁路接触器常闭接点、小车CT加在牵引网上。如保护测试阻抗落在Z，内，则重复N次（N为测试次数整定值），如经过整定次数的检测仍未能通过（测量阻抗仍落在动作区内），则视为线路上存在永久性故障，保护装置闭锁合闸。如通过了检测（测量阻抗落在动作区外），则经过一定延时保护发出合闸脉冲，合上断路器。在规定的时间内（比如重合闸充电时间15S），再次出现线路故障跳闸，则闭锁重合闸功能。线路测试旁路的作用主要在于当线路测试不过 或断路器需要检修试验时断开测试回路，以免断路器无法操作。

图4-1 线路测试原理接线图

线路测试的阻抗特性如图4-2所示。由图易知，如线路测试阻抗落在Z，内，必定落在阻抗元件的动作范围内，即线路存在故障。反之则表明线路不存在故障或故障已消失，允许进行合闸或重合闸。

图4－2线路测试阻抗特性图

具 有线路测试功能的重合闸（手动合闸）功能原理框图如图4－3所示。其逻辑是在WKH-892保护装置一次重合闸基础上增加线路检测判据组成。

图4－3具有线路测试功能的一次重合闸（手动合闸）原理框图

3.总结

通过以上分析可以看出，针对既有保护无法识别线路瞬消性故障和永久性故障的问题，提出了采用线路检测的解决办法。线路测试是基于WKH-892微机馈线保护的基础上，不会对保护的基本结构有大的改变和影响，仅两台高压接触器（线路测试接触器和线路测试旁路接触器）增加了一些保护装置的生产成本，但相对于提高牵引供电系统的可靠性，保障人员、设备的安全来说，具有非常重要的意义。

参考文献

[1]潘启敬.牵引供电系统继电保护.中国铁道出版社，1996.

[2] 王永康.继电保护及自动装置. 中国铁道出版社，1986.

[3] 交大许继.TA21型牵引变电所安全监控与综合自动化系统说明书.

[4] 贺成俊，简克良.电气化铁道供变电工程.

[5] 曹建猷.电气化铁道供电系统.