1、应用 AT 故障测距技术查找高铁供电线路故障摘要：本文从京沪高铁 AT 供电方式、故障测距技术原理与应用、现场运行实例等方面指导牵引供电技术人员学习和应用 AT 故障测距装置、掌握 AT 故障测距技术，希望对京沪高铁牵引供电运行、检修工作有所帮助。 关键词：高速铁路 AT 供电 故障测距 中图分类号：U238 文献标识码： A 随着京沪高铁的开通运行,在牵引供电方面有许多新设备、新技术得到应用，AT 故障测距就是其中的一项。应用好 AT 故障测距装置，掌握AT 故障测距技术，可为分析查找接触网线路故障提供可靠依据。 一、京沪高铁 AT 供电方式 （一）供电方式 京沪高铁某区段采用 225kV
2、全并联 AT 供电方式，即同一方向的上、下行接触网由 1 台断路器供电，且上、下行接触网在每个 AT 所都进行一次横向电连接，从而减少接触网单位长度阻抗，减少电压损失和增强供电能力，改善供电质量。 在全并联 AT 供电方式下，牵引网线路变得更加复杂，线路故障更容易发生，因此，针对全并联 AT 供电方式，京沪高铁采用了单独的故障测距装置，在其发生故障后进行及时的故障查找和排除，以满足整个供电系统安全、可靠、经济地运行。 （二）典型主接线图 1、AT 牵引变电所 牵引变压器采用三相 V/X 接线，由两组（四台）单相牵引变压器组成，正常时，一组投入运行，另一组备用。牵引变电所牵引变压器低压侧，通过
3、227.5kV 断路器与 227.5kV 母线相连。 2、AT 所 AT 所上、下行接触网之间用断路器并联，正常运行时，断路器闭合，实现上下行并联供电，故障时断路器跳闸上下行断开。在两台断路器内侧还设有两台自耦变压器，每台自耦变压器通过双极断路器接于进线上，一台运行，一台备用。 3、AT 分区所 AT 分区所每个供电臂的上、下行接触网之间用断路器并联，正常运行时，断路器闭合，实现供电臂上下行并联供电，故障时断路器跳闸上下行断开。两个供电臂之间设带有电动隔离开关的跨条，实现越区供电。在每个供电臂的两台断路器内侧还设有两台自耦变压器，每台自耦变压器通过双极断路器接于进线上，一台运行，一台备用。 二
4、、常用故障测距原理介绍 （一）AT 吸上电流比原理 假设 AT 为理想变压器、钢轨对地全绝缘，且沿线路阻抗参数均匀分布，则当故障发生在第 k 至第 k+1 个 AT 之间时，有： 式中，lk-第 k 个 AT 所距变电所的距离(km)； lat(k)，lat(k+1) -第 k 个和第 k+1 个 AT 中性点吸上电流（A） ； D-第 k 至 k+1 个 AT 间距（km） 。 式中称为吸上电流比，简称 Q 值。 AT 吸上电流比存在缺陷，如装置一次投资高、原理适用性较差、装置可靠性低。 （二）上下行电流比原理 当 AT 所上下行不并联，分区所并联，无论是 T、F、TF 故障，均可采用上下行
5、电流比测距原理，计算公式如下： 式中，I1，I2-故障及非故障方向供电臂电流； D0，D1 变电所距 AT 所距离、AT 所距分区所距离。 （三）横联线电流比原理 横联线电流比原理和 AT 吸上电流比原理类似，要获取 3 个处所的横联线电流，找到最大的两个，确认故障的 AT 段，按下面公式计算： 其中，-为各处所的横联线电流模值。 这种方法只适用于全并联供电方式下，单线方式无法获取横联线电流。 （四）电抗法原理 牵引网短路时存在一定的过渡电阻，所以利用电抗和距离关系进行故障定位。 由于供电臂上区间和站场的的单位阻抗不同，需分段线性整定，站场的单位电抗一般按区间电抗的 1/3 整定。 三、全并联
6、 AT 供电方式故障测距系统 上面讲述的 AT 吸上电流比、上下行电流比、横联线电流比、电抗距离法等故障测距原理适用于不同的供电方式，测距原理也各有优缺点，京沪高铁（北京段）的 AT 故障测距系统综合了上述各种原理和其他多种原理，在不同的供电方式下自动使用相应的方法。 京沪高铁（北京段）AT 供电方式的故障测距系统具有如下优点： 1）自动判断故障前时刻故障区间的供电方式，根据不同的供电方式采用相应的故障测距原理进行测距（目前在实际应用中可以看到的有 AT吸上电流比法和电抗距离法） 。 2）提供详细的故障测距报告，更方便检修人员查找故障。在故障报告中，不仅有故障距离，还有故障类型（T、F、TF）
7、和故障方向（上行、下行） 。 四、故障测距数据修正 （一）Q-L 表修正。 Q-L 表 段点 0 1 2 3 4 L0 0.00 3.00 6.00 9.00 12.00 Q0 0.15 0.33 0.50 0.67 0.85 L1 0.00 4.00 8.00 12.00 15.00 Q1 0.10 0.30 0.50 0.70 0.90 1、单个故障点修正： 每次发生永久或确定地点的故障时，记录下故障 Q 值和故障点距离。例如对于一次确认的故障点，参数为， 。则将结果在上表修正，以后逐渐根据每次故障修正。 2、整个 AT 段修正 在一个 AT 段，当发生两个较远（超过 AT 段长度的一半）
8、的故障时，对整个 AT 段的 Q-L 表修正。两次故障，参数为，和， 。 根据相似三角形原理，有，得到对应本 AT 段 0.00km 处的，同理可得，最后根据首尾两个点将本 AT 段其他 3 个点计算出来。 （二）X-L 表修正 统计实际故障点和测量电抗，修正方法和前述的 QL 表类似，在此不再赘述。 定值整定的时候，要考虑供电线的分段距离表；分别整定 T、F、TF型电抗距离表。 （三）京沪高铁调试阶段通过短路实验对故障测距数据修正 1、现场短路实验情况 短路实验总计 3 次，在 K49+482 处总计做两次，第一次为下行 T 线永久性故障，第二次为上行 F 线永久性故障，在 K37+194
9、处做一次短路实验，为下行 T 线永久性故障。 2、短路实验数据 故标装置并未直接给出吸上电流比测距结果，计算短路点数据是根据故障测距报告中的吸上电流计算得出。由于第一次短路时，AT 所由于电流接线问题未采集到该所吸上电流，所以第一次短路无法计算测距结果。 3、故标数据校正 1）单位电抗校正 根据第一次短路实验得到变电所到短路点电抗为 5.72，实际距离为 21.429km；根据第三次短路实验得到变电所到短路点的电抗为2.31，实际距离为 9.141km。可以计算得出：第一 AT 段的 T 线单位电抗为 0.253/km，第二 AT 段的 T 线单位电抗为 0.285/km。 2）吸上电流比 Q
10、 值校正 第二次故障吸上电流比 Q 值为： =3648/(3648+2059)=0.64 对应 L 值为：49.482-40.251=9.231km 将计算出的（Q,L）插入原 Q-L 表中。 同理，将第三次短路时计算出的 Q=0.55，L=9.141 插入原 Q-L 表中。以上为开通前短路实验时对故障测距数据进行的调试，在正式运行中，需要不断根据实际短路后的数据进行修正，京沪高铁找到故障点的最进两次跳闸分别与故障测距指示值相差 17 米和 1 米，说明经过修正的数据已经使得测距指示值达到了很高的准确度。 五、现场实例 （一）故障测距报告阅读 AT 故障测距装置报告主要看变电所测距报告，AT
11、所、分区所的报告仅供参考并配合保护装置报告进行分析。故障发生后，当通道通畅的时候，AT 所、分区所才会出故障报告，记录本所参数，当做故障测距试验的时候，AT 所、分区所不出故障报告。 （二）故障报告实例（略） 本文介绍了京沪高铁（北京段）AT 供电方式的故障测距系统，这套系统在实际应用中还存在着一些不足： 1、存在“数据接收失败” ，是指变电所故障测距装置接收 AT 所数据失败，针对这个问题我们会同厂家作出了相应修改，数据接收失败后将会在通道畅通的时候再次接收数据，并生成报告。 2、只给出了 AT 测距法的报告，在实际应用中还需要电抗测距法的报告作为参考，针对这个问题我们已经会同厂家对软件作出了相应修改，在报告中同时生成 AT 测距法和电抗测距法的报告。 3、故障报告给出了实际公里标，在实际应用中还需要给出相对公里数的报告作为参考，针对这个问题我们也已经会同厂家对软件作出了相应修改，在报告中同时生成实际公里标和相对公里数的报告。 结束语 在今后的京沪高铁牵引变电运行、检修工作中，还需要进一步加强对故障测距装置和技术进行学习和研究，深入应用故障测距装置和技术，为分析和查找京沪高铁牵引供电线路故障提供可靠依据。
