接触网故障测距原理与精度调整
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地铁直流牵引供电系统接触网故障点测距方法摘要:在通常情况下,接触网线路出现的故障大致可划分为两大主要类型:瞬时故障和永久故障。
瞬时故障发生时,直流牵引系统可利用继电保护装置的重合闸功能恢复供电,但故障点仍是该系统运行中的薄弱点,需及时发现故障点并排除故障,避免发生二次故障进而影响该系统的安全、稳定运行;而当产生永久故障时,则需快速查明故障发生的位置并及时修复排除。
因此,故障点测距方法的引入,不仅能为维修人员及时发现故障点和抢修线路提供便利,且能保证直流牵引系统的安全可靠供电,保障地铁安全运营。
对直流牵引供电系统故障点测距技术进行研究,是地铁牵引供电系统的可靠性、安全性和经济性运行需求下的一个重要课题。
关键词:地铁直流;牵引供电;接触网1 直流牵引供电系统接触网故障点测距方法概述由于直流牵引供电系统组成和运行方式的相似性,既有的电力系统及电气化铁路中的故障点测距方法可为地铁牵引供电系统的故障点测距提供参考。
电力系统中最常用的故障点测距方法主要有两种:故障点分析法和行波法。
其中:故障分析法也被称为电阻法,该方法根据供电系统的相关电气参数和测量到的故障时的电气量,通过推导得到的公式计算出故障点的位置,这是一种传统的故障点测距方法;行波法则是基于暂态行波在传播过程中遇到波阻抗不连续点发生的折射和反射原理,利用探测得到的行波波头之间的时间差来实现故障点测距。
行波法中,波速是影响故障点定位精度的关键,波速的计算取决于大地电阻率的大小和接触网架构的配置。
此外,行波测距需专门设备实现,投资较大。
直流牵引供电系统接触网沿线的隧道内地质条件比较复杂,不同区域地质段的土壤电阻率也有所不同。
且由于直流牵引供电系统的站间距太短,电压等级低,行波过程不明显,采用行波法测距存在行波波头检测难度大和定位精度差等问题,因此,行波法并不适用于直流牵引供电系统的故障点测距。
目前,地铁主要采用DC 1 500 V或DC 750 V电压等级的直流供电方式向列车供电,直流电压、直流电流相比于交流有效信息较少,只有幅值或变化量等有效信息。
接触网行波故障测距问题研究及对策分析王 胜(中铁建电气化局集团南方工程有限公司)摘 要:随着“十三五”规划逐步落地,电气化铁路正逐步完成规划内指标,高速扩张的同时电气化铁路的结构形式正逐步发生变化,传统的站内故障测距形式越来越无法保证接触网线路的供电稳定性。
本文从行波法接触网故障测距角度着手,分析了现阶段接触网行波法故障测距存在的取能问题、安装局限性问题以及行波在接触网线路中折反射的问题,并且对相关问题给出一定的见解与对策,从而完善行波法接触网故障测距在复杂结构接触网线路中的应用,实现接触网线路运维管理的智慧化、自动化,同时对未来接触网线路运行维护做出了展望。
关键词:电气化铁路;复杂接触网结构;行波故障测距;问题与对策0 引言近年来,依据国家“十三五”规划,大力发展轨道交通运输事业,“八纵八横”正逐步落地,在轨道交通高速增长的同时,接触网线路也逐步发生变化,由传统的蒸汽以及柴油供能方式演变为电气化铁道。
我国人口基数大,分布较为密集,同时人员区域性流动较大,这就导致了传统采用直接供电形式的接触网无法满足人们出行要求,因此,采用全并联AT供电方式的电气化铁路得以大规模发展。
不同于直接供电接触网线路,其具备更强的运输动力以及承载量,同时,为满足现阶段人们生活出行的便利性要求,全并联AT供电方式的接触网线路也展现出复杂属性。
线路中存在大量的T接线路,基于电抗法的接触网故障测距方式无法满足接触网线路的需求,这就导致了接触网线路故障处理时效长,严重时会造成恶劣的社会影响[1 3]。
《电气化铁路接触网运行安全管理》及《铁路电力调度管理办法》中对接触网线路安全运行以及电力故障调度做出了相关规定,这无疑显示了铁路部门对铁路接触网线路安全稳定运行的重视。
本文基于电抗法对接触网线路故障测距精度的不足,从成熟应用于输电线路的行波法故障测距着手,进行接触网线路故障应用的分析,从而完善行波法故障测距在复杂线路结构的接触网中的应用[4]。
接触网特殊区段跳闸故障测距计算方法杨永坚(南宁局调度所,助理工程师,广西南宁530029)摘要:电气化铁路接触网故障跳闸后故障点的计算方法,对故障点的确定和及时排除,具有十分重要的作用。
通过分析研究馈线上网点距离首端分相大于1000m,以及一个馈线有两个以上分支且两条分支线长度均大于500m等特殊区段的接触网,故障跳闸后如何计算故障点的问题,为快速确定限速范围和查找故障点提出行之有效的解决方案。
关键词:故障测距;计算方法1接触网跳闸故障接触网沿铁路上方架设的供电线路,受外部因素影响发生故障概率较高。
接触网跳闸意味着接触网线路异常。
即使合闸成功恢复供电,仍隐含巨大的安全风险,如接触网零部件断裂脱落、倒树、危岩落石等。
高速运行的列车撞上这些物体,将造成设备损坏、翻车掉道甚至车毁人亡的严重事故。
为避免事故发生,接触网跳闸后,供电调度员必须尽快通知列车调度员布置相关列车限速运行,通知设备管理单位排查。
供电调度员提供限速里程和通知现场排查的依据,就是接触网故障测距装置给出的距离,以及据此换算的铁路线路里程。
由于现场供电设备复杂,在一些特殊区段跳闸后,故障测距装置无法确定故障地点,供电调度员难以及时准确提出限速要求,对行车安全带来隐患。
高铁区段列车运行速度快,间隔时间短,跳闸后若不及时采取措施,将会增大列车运行的安全风险。
2故障测距存在问题2.1基本原理接触网故障测距装置的基本工作原理是,接触网故障点至变电所的距离,与故障时在变电所馈线处测得的该馈线短路电抗成正比。
以短路故障时测得的电抗除以接触网单位电抗,得到故障点至变电所的距离。
该距离减去供电线长度,得到故障点至供电线上网点的距离。
在以上网点线路里程加上(下行方向馈线)或减去(上行方向馈线)该距离,得到故障点对应的线路里程(即故标)。
跳闸限速范围,就是按该里程前后各加2km确定。
由于大多数馈线只往一个方向供电,故测装置的故标里程计算程序也只考虑一个方向的计算。
接触网施工误差的控制方法1.前言电气化铁道的接触网-受电弓系统的基本要求是在所规定的行驶速度和工作状态下正常向机车提供电能且无电弧、电耗少;在投资及维护费用尽可能少的情况下具有较长的使用寿命。
这两项基本要求是与接触悬挂和受电弓系统的振动状态紧密相关的,接触线和受电弓系统的振动导致二者之间的接触压力围绕着由静态抬升力和空气动态抬升力形成的平均值上下波动,行车速度越高其波动越大。
良好的受流取决于接触压力。
接触压力小,接触电阻增大,产生电弧,导致电腐蚀;接触压力过大会使导线磨耗加剧,减少使用寿命。
为保证良好的弓网受流质量,一些发达国家以静态弹性尽可能均匀、施工安装精度尽可能接近设计要求作为评价接触网质量的重要指标。
即安装精度越高,受流质量越好,接触线和受电弓的使用寿命越长,且速度越高对施工的误差要求越高。
因此,对接触网的施工误差控制进行研究是保证接触网施工质量的唯一途径。
2.施工误差产生的根源尽管目前国内接触网采用了国外发达国家的程序化、数据化施工和中铁电气化局集团有限公司开发的“四个一次到位”国家级工法。
但由于接触网施工工序和所用材料繁多、安装或加工工艺、机具及环境不尽相同(即每道工序施工的人、机、料、法、环五大要素各自的控制程度不同),每个施工工序过程仍均伴有误差,如支柱埋深、侧面限界及倾斜度的误差、腕臂和吊弦的测量、计算、预配加工及安装的误差等。
因此,产生的原因主要来自施工人员、采用的机具、所用的材料、施工方法和施工环境五个方面。
要保证施工质量,就必须对这五个方面加以严格的控制。
3.施工误差的控制方法3.1五大因素产生误差的控制(1)人员的控制。
人员指直接参与施工的组织、指挥和操作者。
人,作为控制的对象,是要充分调动其积极性、发挥其主导作用。
国内外接触网施工的成功经验表明,要确保施工质量,除持证上岗外,还必须根据接触网施工的特点,分别组成测量组、计算组、预配组、安装架线组、设备安装组、调试试验检测组等若干个专业作业组(即施工人员专业化)。
大准铁路接触网故障测距装置的校正与研究通过分析大准铁路沿线各变电所的接触网故障测距装置运行情况,总结故障测距类型,并利用相关的短路试验数据,分析电抗法测距与上下行电流比法测距在实际应用中所存在的问题,进而提出问题解决方案,有效提高故障测距精度,缩短故障处理时间。
标签:接触网故障测距电抗法电流比法阻抗试验引言大准铁路是准能集团下属的国家一级重载电气化铁路,东起山西省大同市,西至内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗薛家湾,正线全长264公里,途径两省六旗县(市)。
由于大准铁路车流密度较大、接触网运行环境恶劣,因此发生接触网故障的几率较高。
一旦发生接触网永久性故障,将直接影响整条铁路的运行,因此,快速、精确地获得接触网故障位置对于线路的及时修复起到了至关重要的作用。
一、大准线接触网故障测距的原理1.电抗法测距的原理大准线采用直供加回流的供电方式,全线各所的馈线保护装置均有使用电抗法进行故障测距的特定模块,其测距原理[1]如下。
当接触网发生短路故障时,其短路阻抗,其中电阻必定会包括该故障点的弧光电阻部分,且弧光电阻是一种暂态量,受线路随机因素影响较大,难以作为短路阻抗的测距依据。
而线路电抗值受短路电流的影响不大,它一般是与线路长度成正比的。
因此,可以计算出故障点的电抗值之后,再通过(为接触网单位距离电抗值,单位)来进行测距。
电抗值计算公式为:公式(1)中,和分别为短路电压和短路电流;为取比值的虚部。
是通过接入馈线保护装置的馈线侧母线电压互感器PT采集的,是通过馈线断路器上的电流互感器AT采集的,原理如下图所示:2.上下行电流比法测距的原理利用上下行电流比法进行故障测距的前提必须是在复线区段,且上下行馈线的末端必须并联到一起。
因此,在条件符合的大准线外西沟变电所安装了凯发DK3571A电铁故障测距装置进行故障测距。
若假设接触网上行线发生短路故障,则上下行电流比测距的等效原理图如下所示:其中L为故障距离,L1和L2分别为上、下行供电臂长度;為故障时母线电压;和分别为上、下行故障电流;和分别为上、下行单位距离阻抗值;上行故障点两边的阻抗值可以分别等效为和,下行总阻抗等效为。