铁路10kv电力系统故障与防范分析对策

       经济的发展让我国的铁路线路向着全国延伸，而铁路的延伸也意味着10KV电力系统的建设。由于其特殊的功能，10kv电力线路可以说遍布全国，线路极长，再者我国大多数的10kv的铁路电力线路都处在户外的条件下，受外部条件的影响，铁路电力线路容易出现故障，而铁路电力系统线路一旦出现故障，会影响旅客的出行，造成巨大的经济损失。因此针对不同的铁路输电线路的故障快速判断故障发生的原因和地点就成为了现在要解决的当务之急。
　　1电力系统网络概述
　　电力系统系统主要包括电力设备、继电保护、自动装置、测量和计量仪表以及通讯和控制设备组成。在我国因电压的不同而将电力系统网分为不同的种类，110kv和35kv的称为为高压电力系统网，10kv的则为中压电力系统网，0.4kv为低压电力系统网。所谓的电力系统网络的主要功能是把发电厂发出的电经过降压之后运输给用户使用。
　　而随着我国铁路网络的不断扩展，铁路配套的网络也越来越复杂，用户对于供电质量和供电可靠性的要求越来越高，仅仅凭借人力来监控整个铁路线路的运行已经变得不再现实，电力系统自动化的概念应运而生。严格说来，现在所使用的计费自动化以及通断电的管理均属于电力系统自动化的范畴，电力系统自动化还包括对电力系统网的数据采集和监控，能够随时监控整个系统的运行情况，对于异常情况可以及时进行反馈。铁路系统涉及的范围极大，一旦发生供电故障，势必影响大量旅客的出行，采用电力系统自动化系统，能够及时对故障进行定位，甚至能够及时的故障进行自我修复，显著提高铁路线路的供电质量和供电可靠性。
　　2 10kv自闭贯通电网的现状及特点
　　2.1 10kv自闭贯通电网概述
　　自闭贯通电网就是专门为铁路自动闭塞信号装置、驼峰信号等I级负荷提供电源。10kV自闭贯通线路是指对自动闭塞区段信号设备供电的专用电力线路。铁路系统所使用的10kv自闭贯通电网的供电距离一般条件下为四十至六十千米，因此，当10kV自闭贯通线路或向该线路供电的配电所一旦发生故障时，影响的范围将会非常的巨大，而且故障也难以排查，因而肯定会严重影响铁路系统的正常运输计划，造成难以估计的巨大经济损失。我国目前也无法对电力系统线路的故障进行及时的定位，对于铁路电力系统线路故障检测缺乏有效的方法，目前采用最多的方式是监测10kv母线零序电压是否超过了整定值，以此来判断整个线路中是否出现了故障，但是对于故障发生的具体地点则难以监测，只能够提醒相关工作人员出现了障碍。
　　2.2铁路10kv自闭贯通电网的特点
　　铁路10kv自闭贯通电网与日常所用的生活电力系统线路有所不同，为了保证铁路系统的安全运输，铁路10kv自闭贯通电网更加可靠，经济上也更加合理，相较于日常生活用电的电力系统线路，铁路10kv自闭贯通电网具有以下特点：（1）供电线路较长。铁路线路遍布全国，而很多铁路输电线路都存在于崇山峻岭之中，日常生活用电的电力系统线路供电臂一般是四十到六十千米，但是很多铁路输电线路的供电臂已经长达七十至八十千米，这就无形之中为故障的定位增加了困难。（2）供电点少，供电负荷小。铁路10kv自闭贯通电网仅供铁路使用，也就是只有停靠的站点才有接入点，因而电网的相较于生活用电的电力系统线路，铁路10kv自闭贯通电网接入的用户较少，供电线路的负荷很小。（3）运行环境较为复杂，维护上有难度。无论是地上输电线路和地下输电线路，多线路都是存在于荒郊野外，不仅对相关工作人员的日常维护造成的困难，其本身也容易受到复杂自然环境的损坏，受到气候、地质的影响较大。（4）电压等级低，配电所结构单一。由于铁路线路属于唯一的用电终端，因而铁路10kv自闭贯通电网不需要进行二次变电即可直接使用。由于铁路对于功能的要求和应用范围基本一致，因而铁路电力系统线路的电力系统所硬件配置上基本相同，功能也相似。（5）具有高度的可靠性。由于铁路自闭贯通电网中使用的供电设备较少，更多的是输电设备，其组成结构简单，因而具有更高的可靠性。（6）接线形式简单。铁路10kv自闭贯通电网是一个单独为铁路服务的内部电网，各电力系统所沿线基本均匀分布且互相连接，构成手拉手供电方式。连接线有两种：一是自闭线，为主运行方式；二是贯通线，为备用方式。
　　3 10kv自闭贯通线路的线路故障分析
　　3.1自闭贯通电网相间短路故障分析
　　由相间短路而引起的自闭贯通电网的故障类型主要有三种：三相接地短路、三相相间短路、两相接地短路、两相相间短路。
　　两相相间短路时电路主要呈现以下特点：（1）故障相间电压降低，故障相有短路电流，整个系统无零序电流和零序电压。（2）故障区靠近电源测各分段都能够监测到短路电流，二，远离电源侧则无法检测到电流。
　　两相接地时，无论故障出现在相同区间还是不同区间，电路均呈现以下特点：（1）故障区段靠近电源侧的线路都能够监测到相同的短路电流，故障区远离电源侧的线路无短路电流（2）整个输电线路中有零序电压和零序电流。
　　三相短路时电路呈现以下特点：（1）故障相电压降低，且可以监测到短路电流，整个系统中无零序电流和零序电压。（2）故障区靠近电源侧的线路能够检测到相同的短路电流，远离电源侧的线路则检测不到短路电流。

        三相接地时电路呈现以下特点：（1）故障相电压降低，故障相可以监测到短路电流，但是整个系统中无零序电流和零序电压（2）故障区靠近电源侧的区域能够监测到短路电流，远离电源侧的区域则监测不到短路电流。
　　3.2自闭贯通线路单相接地故障分析
　　金属性接地时整个线路呈现以下的特点：（1）非故障线路零序电流的大小等于本线路的接地电容电流；故障线路零序电流的大小等于所有非故障线路的零序电流之和，也就是所有非故障线路的接地电容电流之和。（2）非故障线路的零序电流超前零序电压90°；故障线路的零序电流滞后零序电压90°；故障线路的零序电流与非故障的零序电流相位差为180°。（3）接地故障处的电流大小等于所有线路（包括故障线路和非故障线路）的接地电容电流的总和，并且超前零序电压90°。
　　非金属性接地时整个电路呈现以下特点：（1）当10KV自闭贯通线路发生单相接地时，非故障相始端的零序电流超前零序电压90°；故障相始端的零序电流滞后零序电压90°；而接地电阻不影响零序电流与零序电压之间的相位差，只影响幅值与初相角。（2）10KV自闭贯通线路发生单相单点接地时，故障区段前端的各分段处零序电流滞后零序电压90°；故障区段后端的零序电流超前零序电压90°。 (责任编辑：论文发表网)转贴于八度论文发表网: http://www.8dulw.com(论文网__代写代发论文_论文发表_毕业论文_免费论文范文网_论文格式_广东论文网_广州论文网)