电气化铁路牵引供电系统短路试验方案研究

摘要：短路故障是电气化铁路最常见、对电力机车运行影响最大的一类故障类型。电气化铁路牵引供电系统的短路试验是模拟其短路故障的一类现场试验项目，其目的不仅为了验证继电保护的及时性、可靠性，同时通过短路试验结果对继电保护的整定计算提供有用数据用于整定保护的修正。本文结合电气化铁路牵引供电系统的特点分析了分析研究短路试验的试验方案，得出主要结论如下：短路点宜选取供电臂远端；对于直接供电方式接触网建议选择将接触网直接用导线接地的短路方式，对于AT供电方式的接触网须采用线路T接试验断路器的短路方式；短路试验次数以不同地点三次为宜，确有困难时不应少于两次。

关键词：电气化铁路， 短路故障，短路试验，阻抗保护，电抗

Abstract: short circuit fault is the most common of electrified railway, electric locomotive running the biggest impact on a fault type. Electrified railway traction power supply system short circuit test is the fault of the simulation field test project, its purpose is not only to verify the relay timeliness,

reliability, and at the same time through the short-circuit test results to relay protection setting calculation provide useful data for setting of fixed protection. Combining with the electrified railway traction power supply system, the paper studies the analysis of the characteristics of the test scheme short-circuit test, and concludes that the main conclusions are as follows: short-circuit point appropriate selection power supply arm far end; For direct power supply catenary suggestion choice will way directly overhead contact with the ground wires

short-circuit way, for AT the way the power supply catenary line shall be used by test of short circuit breaker T way; Short circuit testing time in different place three advisable, has difficulties should not be less than two times.

Keywords: electrified railway, short circuit fault, short-circuit test, impedance protection, the circuit reactance

中图分类号：F407.6文献标识码：A 文章编号： 1短路试验意义

对于运行的电气化铁路而言，接触网短路故障主要是指短路接地故障和分相器击穿后发生的相间短路故障，是牵引供电系统最常见的一类故障形式。由于电气化铁路接触网设

置在露天，很容易由于外物侵线、绝缘破坏等原因引起短路故障。由于短路故障时产生的短路电流较工作电流都要大出许多，远远超过了各类开关设备、牵引变压器和接触网的正常载流能力，如不能及时切除短路故障，短路电流会烧损供电设备，甚至可能解列电网，给工农业生产带来巨大损失[1]。因此电气化铁路牵引供电系统均设置了应对于接触网短路故障的继电保护装置，以便快速可靠地切除故障、保护牵引供电设备免收大电流破坏，同时根据继电保护装置动作结果反映故障点位置以便指导检修人员及时查找并排除故障，尽快恢复供电能力保障电力机车的正常运行。

电气化铁路的短路试验是指对其牵引供电系统的接触网实施人为短路故障、模拟接触网正常运行发生短路故障状态的一类重要的现场试验项目。短路试验的目的和意义主要是为了验证牵引供电系统在发生短路情况下继电保护动作的及时性、可靠性，同时利用短路试验结果对已设置的继电保护整定值进行调整，从而进一步提高其准确性，为运行维护提供可靠依据。

供电臂短路试验是对牵引变电所验收交接的最后一项措施，也是关键性程序，通过它能综合地反映施工接线、设备质量以及变电所主要设备保护之间的配合情况，意义十分重要[2]。

2短路试验方案研究

电气化铁路牵引供电系统短路试验如何实施、如何利用短路试验结果对继电保护进行校验和校正，下面从三个方面进行分析研究。 2.1短路点的选取

短路试验是人为的制造接触网短路现象从而形成短路电流，和正常负荷电流相比较，短路电流值要大很多。为避免短路电流对变电设备及接触网的冲击伤害，应尽可能使试验短路电流小为宜。短路点越靠近电源点（牵引变电所出口处）时，短路电流越大[3]，而供电臂末端短路电流相对要小一些。因此短路点宜选在供电臂末端附近（靠近分区所处）。 另外，对于电气化铁路一个方向的供电臂而言有上、下行两条线路，短路试验是否需要区分上、下行分别设置短路点进行试验呢？下面从供电臂的接线方式来分析。 对于直接供电方式的接触网，一个方向供电臂的接线方式如下图（一）所示。

图（一 ）直接供电方式供电臂供电示意图

从图一可以看出，由于上行和下行接触网是对称的，在上行短路点或者下行短路点实施短路接地时对于牵引变电所的故障特征基本是一致的，只是有别于上行或下行馈线跳闸的问题。因此短路点选择上行或下行没有本质区别，可以根据实施困难程度任意选取。

对于AT供电方式的接触网，一个供电臂的接线方式如

下图（二）所示。

图（二）AT供电方式供电臂供电示意图

从图（二）可以看出，AT供电方式的上行和下行接触网也基本是对称的，而且由于中间AT所的并联作用，使得在上行短路点或者下行短路点实施短路接地时牵引变电所的上行和下行馈线均会同时跳闸，故障特征完全一致。因此短路点选择上行或下行没有区别，可以根据实施困难程度任意选取。

综上所述，短路点宜选在供电臂末端靠近分区所处以降低短路电流对设备和接触网的冲击伤害；对于选择接触网上行或下行进行短路试验无明显差别，可根据实施难易程度灵活选取。

2.2短路方式的选择

短路方式是指短路试验时对接触网形成人为接地短路的方式，目前短路试验的接地短路方式有两种。