摘要：我国从十一五计划开始就越发的注重本土的铁路网络建设，而建设扩张工作要求的不仅仅是量上的增加，同时也是技术和质量上的提升，电气化铁路占有的比例和总量自然而然的成为了铁路建设工作中的重中之重，这是顺应时代的发展。
关键词：电气化；铁路；牵引变电所；继电保护；分析
引言：很多发达国家的电气化进程远远的领先于我国，而我国如果想要继续深度工业化，并且全面进入工业3.0的伟大时代，电气化进程就是一件永远不能放松的工作，遍观世界各个发达的工业国家，我们可以发现这些国家的经济发展跟其电气化铁路的建设进度是紧密结合在一起的，这绝对不仅仅是因为电气化铁路的性能更为优越，其技术迭代更为稳健和方便，同时也是因为对于任何一个具备高人口基数的工业国家来说铁路运输力都是维持整个国家经济发展的必备要素
1.铁路牵引变电所在220kV电网中位置分析
根据《铁路设计规范》，电力系统向铁路牵引变电所提供两路独立电源，并且线路中间不允许T接其它负荷，牵引变电所是电力系统的终端负荷。无论是牵引变电所电源进线故障还是牵引变电所内部故障，都不会影响220kV电网中的其它电力用户。此外，铁路牵引变电所一般不存在穿越功率。由铁路牵引变电所在220kV电网中的位置及其特点可以看出，铁路用户不同于电力系统的220kV一般用户，其保护配置也有别于电力系统220kV变电站传统保护配置。同时，为牵引变电所供电的220kV线路保护也应该根据牵引用户的特点进行配置，在满足用户需求和电网要求的前提下尽量简化配置。
2国内铁路220kV保护配置及存在问题分析
2.1保护配置
目前，国内已开通的京沪铁路和大部分客运专线220kV牵引变电所牵引变压器未采用双重配置，仅配置变压器差动保护、低电压启动高低压侧过流保护、过负荷保护和变压器本体保护。在牵引变电所内未设置220kV线路保护，仅在电力系统侧配置双套距离保护作为线路的主保护，没有设置光纤纵差保护，配置电流速断、过电流、零序电流等保护作为后备保护。个别客运专线应电力系统要求设置了光纤电流差动保护作为线路主保护。
2.2 220kV牵引变压器保护双重配置分析
现行《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB14285）中规定“电压为220kV及以上的变压器设数字式保护时，除非电量保护外，应采用双重化保护配置。当断路器具有两组跳闸线圈时，两套保护宜分别动作于断路器的一组跳闸线圈”。对于牵引变压器是否采用保护双重配置，取决于牵引变电所主接线方式和牵引变压器运行方式，而不能完全机械照搬电力系统220kV变压器双重化保护配置。目前开通的京沪铁路和客运专线的牵引变电所采用线路变压器组接线方式，不同于电力系统220kV变电所的接线。根据《铁路设计规范》（试行）（TB10621—2009），牵引负荷为一级负荷，地方220kV供电系统为每个牵引变电所提供两路独立电源，牵引变电所两路220kV进线互为热备用。牵引变压器采用固定备用方式，正常运行时，牵引变压器一台（组）运行，另外一台（组）备用。牵引变电所两线路变压器组设置自动投切装置，运行的线路变压器组无论是线路发生故障还是牵引变压器发生故障，都会自动切除故障线路变压器组投入到备用线路变压器组，以保证牵引供电系统的正常运行，这种一主一备方式是铁路牵引供电系统特有的可靠性冗余方式。
2.3 220kV线路保护配置分析
京沪铁路和大部分客运专线的牵引变电所未设置220kV线路保护，仅有个别客运专线应电力系统要求在牵引变电所中设置了220kV线路光纤电流差动保护。京沪铁路和其他客运专线仅在电力系统侧配置双套距离保护作为线路的主保护，配置电流速断、过电流、零序电流等保护作为后备保护。该保护配置经过现场实际运行证明完全满足铁路和客专的实际需求。现行《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB14285）中的有关要求却与目前的保护配置不尽相同。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆规范中关于220kV线路保护配置具有如下要求：“对需要装设全线速动保护的电缆线路及架空短线路，宜采用光纤电流差动保护作为全线速动主保护。对中长线路，有条件时宜采用光纤电流差动保护作为全线速动主保护。”
3.牵引变电所差动保护措施
3.1流互变比线圈接错
由于变压器高、低压侧的额定电流不相等及变压器各侧的相位不相同，所以必须选定适当流互的变比及各侧相位的补偿以保证设备的正常运行。所以在发生差动保护动作时，必须认真查找所接流互线圈的变比是否正确，是否按设计要求的线圈变比进行了接线。如设计要求接600/5的线圈，如接到300/5的线圈上就会有不平衡电流产生，如不平衡电流值超过已输入的整定值就会发生差动保护动作现象。
3.2流互极性接反
流互极性的接线特别重要。按照一般的规定流向主变压器的电流为正向的。根据基而霍夫原理只要求取矢量和，只要所有的CT所定义的方向均指向所保护设备的方向或全部与之相反即可。如果在CT的接线错误时则会导致极性相反，其矢量和达不到设计要求从而出现不平衡电流，导致差动保护动作，发生跳闸现象。
3.3接线方式错误
由于电力系统中变压器常采用Y，dll接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°，Y侧电流相位滞后△侧电流300，若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电流。因此如为对相位进行补偿，一般对CT二次侧的接线方式相反即可，使相位相同，从而达到相位补偿的目的。数字式变压器差动保护的CT回路，对任意接线组别的变压器都可以采用全星形连接，其相位补偿可以由保护内部的软件来实现，而无须像传统的差动保护那样依靠CT接线方式的选择进行外部的“相位补偿”。
3.4流互二次侧有多点接地
如果流互二次侧有多点接地现象，则会有差动误动现象发生。原因如下：如果出现开关端子箱与保护屏后两点接地，当开关场内或者附近发生雷击或接地故障时，由于接地网有一定电阻，会使两接地点之间产生较大电压差，这个电压差作用在电流互感器二次侧及保护设备二次回路，并在二次回路形成电流，产生差流使差动保护误动!而单点接地由于构不成回路，所以不会有电流，则不会生产差动动作误动。所以流互二次侧的接地只在保护盘侧只做一点为宜。
总结：综上所述，作为整个电力系统的重要组成部分，继电保护是保证整个电力系统能够安全可靠运行的一项必不可少的措施。因此，米来对电气化铁路牵引供电系统的继电保护进行持续研究，既是我国社会发展的实际需要，也对我国的铁路事业发展具有重要的意义。
参考文献：
[1]张效楠，严希.埃塞亚吉铁路牵引变电所环进环出方案研究[J].铁路技术，2018，9（05）：65-68.
[2]于桂华.电气化铁路牵引变电所所用电源高次谐波治理[J].铁道运营技术，2018，24（04）：21-24.
[3]窦义乾.电气化铁路变电所遭受雷击的危害及防雷措施[J].通信电源技术，2018，35（10）：263-264.
[4]李学山.重载电气化铁路谐振过电压造成牵引变电所开关跳闸原因分析及防范措施探讨[J].电工技术，2018（15）：88-90.
[5]魏宏伟.电气化铁路牵引变电所与电力系统间大数据交换配置研究[A].全国电压电流等级和频率标准化技术委员会.第九届电能质量研讨会论文集[C].全国电压电流等级和频率标准化技术委员会：全国电压电流等级和频率标准化技术委员会秘书处，2018：8.
[6]朱文杰.浅析铁路牵引变电所接地网故障原因及对策[J].山东工业技术，2018（13）：202.
论文作者:刘志欣
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/31
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