1.某KV变电所于年10月18日受电运行，共有-、9条馈线。其中-和-供大里程方向为直供；-供小里程方向为AT供电方式。自受电至年01月22日开通前，所内进行过自投试验及所内设备平推检查试验，状态良好。

主接线图

故障概况

年02月03日14时37分，变电所馈线异物造成接触网接地，导致馈线保护及2#B二套保护装置比率差动保护启动，B相比率差动保护无时限而出口动作，、、断路器跳闸。

现场调查

1、保护装置阻抗Ⅰ段、电流速断、低压过流保护、电启动流增量保护启动未出口跳闸。除馈线外，其他馈线均无负荷及故障电流。

阻抗Ⅰ段定值Ⅰ段电阻：26.32Ω、Ⅰ段电抗9.40Ω、Ⅰ段动作时限0.10s；

电流速断定值：动作电流（A）、动作时限0.10（s）；

低压启动过流保护定值：动作电压20（kV）,动作电流（A),动作时限0.10（s）;

电流增量保护:动作电流（A）、动作时限0.10（s）

保护装置的事件报告显示截屏

2#B主变系统二套保护比率差动保护动作跳闸。跳闸数据：

A相差动电流.6A，B相差动电流.0A，C相差动电流0A；

A相制动电流.6A，B相制动电流.0A，C相制动电流3.2A；

高压侧A相电流.8A,高压侧B相电流.4A,高压侧C相电流3.2A；

低压侧T线电流或A相电流.7A，低压侧A相T线电流6.9A，低压侧A相F线电流.2A；

低压侧TF线电流或B相电流27.6A，低压侧B相T线电流48.7A，低压侧B相

F线电流32.4A。

为什么DL保护装置阻抗Ⅰ段、电流速断、低压过流保护、电启动流增量保护启动未出口跳闸。

答：原因是主变比率差动启动且无时限动作跳闸，的各种保护时限为0.1s未达到时限定值，而返回未出口，从而判定主变比率差动保护动作越级跳属于误动。

2.2#B二套保护装置比率差动保护为什么能启动跳闸，存在什么问题？

答：2#B1高压侧A相故障电流.8A、B相故障电流.4A，变压器低压侧为直供方式，T线故障电流（A相故障电流）.7A，换算到变压器高压侧一次为.6A大于高压侧A、B相故障电流.8A，从而判定变压器低压侧直供方式，T线故障电流出现计量错误或接线错误。

2#B1变压器低压侧为直供方式，低压侧A相F线故障电流.2A。变压器低压侧直供方式下无A相F线，故比率差动保护A相F线故障电流应为0，从而判定2#B二套比率差动保护装置低压侧A相F线二次电流回路有电流窜入，存在二次电流回路接线错误问题。需进行检查排除。

2．XXXX年7月12日某AT供电方式变电所，1回进线带1T牵引变运行，馈线断路器按正常方式供电，、馈线供电臂处于全并联AT供电方式。18:08:43第一AT段靠近AT所附近下行接触网发生接地短路，、馈线均正常跳闸，AT所故测通道故障导致测距数据没有传到变电所，基础数据及故测报告如下：

变电所上网点公里标

.kM

变电所供电线长度

0.65kM

AT所供电线长度

0.kM

AT所上网点公里标

.kM

报告条目

条目内容

报告条目

条目内容

故障序号

75

故障序号

77

出口时间

-07-:08:43.

出口时间

-07-:08:43.

报告类型

故障测距装置

报告类型

故障测距装置

断路器号

断路器号

FFFF

故障动作

失压启动,所1数据接收失败

故障动作

所2故障数据

UT

6.40kv

UT

1.53kv

UF

7.30kv

UF

1.54kv

It1

.29A

It1

.74A

If1

.85A

If1

.80A

It2

.61A

It2

.39A

If2

.14A

If2

.31A

Itb

0.25A

Itb

.53A

Ifb

0.59A

Ifb

.59A

Iat1

1.04A

Iat1

0.43A

Iat2

0.52A

Iat2

.81A

Iat

.90A

Iat

.23A

Ihl

88.33A

Ihl

45.10A

IHLΦ

.09°

IHLΦ

.18°

X1

3.03Ω

X1

0.00Ω

X2

2.78Ω

X2

0.00Ω

XB

0.00Ω

XB

0.00Ω

请回答下列两个问题：

根据变电所的数据判断故障在哪个AT段和故障类型，并用上下行电流比算法计算出故障点公里标；

根据变电所和分区所的故测数据推算出AT所的故测数据，并根据横联线电流比算法计算出故障点公里标；

（1）因为该供电臂是全并联AT供电方式，AT所并联，如果故障发生在第二AT段，变电所的故测数据，上下行电流应该相等，从变电所的故测报告里可以看出，下行电流为Itf1=+=A，上行电流为Itf2=+=A，上下行电流不相等，可以判断出故障在第一AT段，取变电所上下行最大的相别电流为It2=A，判断故障为第一AT段上行T-R故障。

根据变电所的故测数据，计算上下行电流比值为Q=/（+）=0.

第1AT段距离.-.+0.65+0.=15.kM

故障点离变电所的距离为L=2×0.×15.=14.kM

故障点公里标为：.+（14.-0.65）=.kM

（2）根据第一题的判断结果，为第一AT段上行T-R故障，画出故障时刻电流分布，根据电流平衡关系，可以算出非故障侧的下行AT所T和F的电流，如下图：

根据上图可以看出，

变电所的横联线电流为Ihl1=（-）/2=89A

AT所的横联线电流为Ihl2=+=A

分区所的横联电流为Ihl3=-=45A

横联线电流比值为Q=/（+89）=0.

故障点离变电所的距离为L=0.×15.=14.kM

故障点公里标为：.+（14.-0.65）=.kM

3．某普速复线牵引变电所（高压室为网栅式布置）1#进线带1#B运行，2#B自投投入，馈线断路器1、3、5、7号运行，27.5KV所用变运行，两相电容组投入运行。若发生母线断路器B相流互击穿故障。

（1）此时有哪些保护动作？

（2）哪些保护作用于跳闸？

（3）请写出你作为值班人员的应急处置流程。

答：

(1)动作的保护有1#B差动保护动作，1#B高、低压低压启动过流保护动作，自投装置动作，2#B高、低压低压启动过流保护动作，电容器组失压保护动作。

(2)动作与跳闸的保护：1#B差动保护出口使,A，B跳闸；电容器组失压保护使电容开关跳闸；跳闸后2#B自投，此时故障点并未消失，2#BB相低压低压启动过流保护使B开关跳闸。

(3)应急处置流程

①确认各种信号和故障报告

②向综合调度和局电调汇报

③退出3＃B

④在调度指挥下查找故障点：1#B差动和2#BB相低压启动过流公共部分，B间隔

⑤将B拉至试验位

⑥恢复B送电

⑦恢复电容器组送电

⑧撤出1#B自投

⑨做好各类记录填写

4.某牵引电所阻抗一段动作，跳闸时运行方式为全并联AT供电方式，故障数据如下表，判断故障性质、及数据的准确性，分析并绘制电流网孔图。

表1.原始电流数据表

名称

变电所

AT所

分区所

下行T线电流（A）

下行F线电流（A）

上行T线电流（A）

上行F线电流（A）

吸上电流（A）

答：故障分析：1.分区所吸上电流采样错误，实际为A。（3分）

故障判断：A大于A大于A,A大于A，非T-F故障，故障区段为AT所至分区所之间，+大于+，大于故为下行F-R故障

如图：

5.某AT供电供电臂正常供电时，供电线长度为1km，接触网长度为24km，供电线单位电抗0.5Ω/km，T线单位电抗0.3Ω/km，F线0.5Ω/km，最大负荷电流A，末端最大短路电流0A，末端最小短路电流1A，单台机车最大额定电流A。流互变比/1，最低母线运行电压22kV，线路阻抗角70°，负荷阻抗角15°。（忽略分区所供电线，上下行供电臂相同）

（1）按照牵引供电系统继电保护配置及整定技术导则的基本原理，如何对牵引所、AT所、分区所馈线保护进行配置？

（2）根据导则计算牵引所、AT所、分区所馈线各保护定值。

答：（1）由题意得，此供电方式为正常供电，因此

变电所保护配置为：

距离Ⅰ段、电流速断、低压起动过电流、电流增量、重合闸

AT所保护配置：失压保护、检有压重合闸

分区所保护配置：失压保护、检有压重合闸

（2）依据牵引供电系统继电保护配置及整定技术导则，

变电所保护定值：

阻抗I段：XdzI=2Kk（L0x0F+L1x1F）nCT/nPT=2×1.2×(1×0.5+24×0.5）×/=.09Ω

RdzI=Umin/Kk*Ifmax（cos?fh-sin?fh/tan?xl）nCT/nPT=00/（1.2×）×（cos15°-sin15°/tan70°）×/=36.32Ω

时限：0.1s

电流速断:Izd=Kk×max(Ifhmax,Idmax)/nCT=1.2×0/=2.64A

时限：0.1s

低压起动过电流：Udz=Umin/Kk×nPT=00/1.2×=66.67V

Idz=min（/Kk*Ifmax，1/kIm*Idmax）1/nCT=1/（1.2×）=1.5A

时限：0.1s（1分）

电流增量：△I=Kk*Iemax/nCT=1.0×/=0.3A

时限：0.1s

重合闸动作时限：2S复归时限：20S

AT所馈线保护:

失压保护：动作电压整定为50V，动作时限整定为1s。

检有压重合闸：动作电压定值为70V，动作时限整定为3s。

当采用单台并联断路器模式，应同时检测上下行双侧电压。

分区所馈线保护：

失压保护：动作电压整定为50V，动作时限整定为1s。

检有压重合闸：动作电压定值为70V，动作时限整定为4s。

当采用单台并联断路器模式，应同时检测上下行双侧电压。

6.根据下表参数估算接触网短路距离，并判断其断路性质。（单线接触网，单位电抗0.5欧/公里）

保护名称

阻抗角

（一次值）

电流A

（二次值）

电压V

（二次值）

流互变比

压互

变比

电流速断

距离I段

70.4

5.

30

解:U=30×=8(V)

I=5.×=（A)

Z=U/I=8/=5.61（Ω）

X=Z×sinΦ=5.61×sin70.4=5.27（Ω）

L=X/0.5=10.5（公里）

答：约10.5公里；阻抗角为线路阻抗角，属金属性短路。

1.根据下图回答:

图中TSS1代表变电所，ATS代表AT所，SP代表分区所，D1-D6代表各所上下行断路器。

D1、D2保护配置：

◆阻抗1段，0.1S；◆电流速断，0.1S；◆电流增量，0.4S；◆自动重合闸，2S。

D3、D4、D5、D6保护配置：

◆失压保护，0.1S；◆线路有压自动合闸，3S。

（1）请根据上述保护配置，陈述ATS-SP间上行接触网永久性短路故障时，各断路器和保护装置的动作过程。

解：1）D1、D2阻抗一段、速断保护动作跳闸；

2）D3-D6失压保护动作跳闸；

3）AT所，分区亭解列，退出全并联运行；

4）D1、D2重合闸动作合闸；

5）D1后加速再次跳闸；

6）D2重合闸成功，下行线路带电；

7）D4、D6线路有压合闸，下行线路恢复AT供电方式。

7.某高铁牵引变电所全并联AT供电方式下发现故障跳闸，,断路器跳闸参数如下表，故测装置采用吸上电流比法测距，故障距离为14.53km，公里标为K+，第一AT段距离为11.80km，第二AT段距离为12.79km。

名称

牵引变电所

AT所

分区所

上行T线电流（A）

上行F线电流（A）

46

下行T线电流（A）

下行F线电流（A）

吸上电流（A）

5

(1)请判断故障性质？

(2)事故跳闸后，接触网巡视发现故障点在K+，若采用上下行电流比法计算故障距离，请判断是否准确？

解：

(1)故障性质判断。

5A大于A大于A，所以判断为非TF故障；

5A大于A大于A，所以故障发生在AT所至分区所之间；

A加A大于A加A，A大于A所以为下行FR故障；

综上所述：故障为第二AT段下行FR故障。

（2）根据上下行电流比法计算故障距离：

L1=(2×12.79×)/(+++)=1.32km，

L=L1+11.80=13.12km

.-（.-14.53）=12.km，

13.12-12.=0.km=m（0.5分）

采用上下行电流比法计算的故障距离为13.12km，故障点实际距离为12.km，误差为m小于允许误差m，故上下行电流比法测距准确。

8.某普铁变电所发生跳闸，跳闸数据：Ud=V，Id=A，Φ=65°，跳闸后接触网进行现场巡线发现实际故障点在8kM处。已知本所某次短路试验数据：U=88V，I=A，Φ=62°，L=6.3kM及X-L表如下：

测距点

0

1

2

3

4

5

6

距离（kM）

0

0.8

3.8

6.3

12.3

16.3

21.3

电抗(Ω)

0.3

0.58

1.7

2.5

4.6

6.04

7.54

请分析故障测距是否正确并说明整改措施？

解：（1）不正确

根据故障跳闸数据：Ud=V，Id=A，Φ=65°计算故障距离：

Zd=Ud/Id=/=3.97Ω，Xd=Zd*sinΦ=3.*sin65°=3.60Ω

Ld=6.3+（3.6-2.5）*（12.3-6.3）/（4.6-2.5）=9.44kM

9.44-8.0=1.44kM，因为故障距离误差为1.44kM，大于应许的误差M，所以故障测距不准确。

（2）已知短路试验数据：U=88V，I=A，Φ=62°，L=6.3kM

Z=U/I=88/=2.83Ω，X=Z*sinΦ=2.83*sin62°=2.50Ω（1分）

对照电抗表X=2.50Ω时对应的距离L=6.3kM，说明第3点之前电抗表数据正确。

对电抗定值进行修正：

X4=2.5+（3.6-2.5）/（8-6.3）*（12.3-6.3）=6.38Ω

X5=6.38+（6.04-4.6）=7.82Ω

X6=7.82+（7.54-6.04）=9.32Ω

修正后的X-L表如下：

测距点

0

1

2

3

4

5

6

距离（kM）

0

0.8

3.8

6.3

12.3

16.3

21.3

电抗(Ω)

0.3

0.58

1.7

2.5

6.38

7.82

9.32

9.某牵引变电所母线真空断路器运行异常，随即开展诊断性试验，部分试验报告如下表：

真空断路器试验报告

试验地点

××变电所

环境温湿度

30℃/85%

试验日期

.9.1

设备型号

ZND-27.5

额定电流

35kv

制造厂

四川电器

运行编号

出厂编号

20J

出厂日期

.6

一、导电回路电阻(用直流压降法测量，电流不小于A)

设备厂家设备型号序列号出厂日期

测试内容

出厂值

实测值

结论

主回路电阻

30μΩ

38μΩ

合格

二、开关特性试验

设备厂家/设备型号/序列号/出厂日期/

试验内容

出厂值

实测值

结论

分闸时间

39.2ms

40ms

合格

合闸时间

62.1ms

63.4ms

合格

合闸弹跳时间

0ms

0ms

合格

最低分闸电压

45V

31

合格

最低合闸电压

55V

53V

合格

三、综合结论：合格

检测人：简四复核人：盛一

分析试验报告是否存在问题？

答：

1）中国铁路总公司《高速铁路牵引变电所运行检修规则》绝缘试验应在良好天气且空气相对湿度不宜高于80%的条件下进行。

2）额定电流填写错误。

3）电气化铁路牵引变电设备编号原则，断路器编号采用3位数字与字母组合，应为DL。

4）中国铁路总公司《高速铁路牵引变电所运行检修规则》运行中自行规定，建议不大于1.2倍出厂值，试验结论应为不合格。

5）《普速铁路牵引变电所安全工作规程》操作机构分闸电磁铁的最低动作电压应在操作电压额定值30%～65%间，试验结论应为不合格。

6）回路电阻与最低分闸电压不合格，综合结论为不合格。

真空断路器试验报告

试验地点

××变电所

环境温湿度

30℃/85%

试验日期

.9.1

设备型号

ZND-27.5

额定电流

35kv

制造厂

四川电器

运行编号

出厂编号

20J

出厂日期

.6

一、导电回路电阻(用直流压降法测量，电流不小于A)

设备厂家设备型号序列号出厂日期

测试内容

出厂值

实测值

结论

主回路电阻

30μΩ

38μΩ

合格

二、开关特性试验

设备厂家/设备型号/序列号/出厂日期/

试验内容

出厂值

实测值

结论

分闸时间

39.2ms

40ms

合格

合闸时间

62.1ms

63.4ms

合格

合闸弹跳时间

0ms

0ms

合格

最低分闸电压

45V

31

合格

最低合闸电压

55V

53V

合格

三、综合结论：合格

检测人：简四王五复核人：盛一