李文海
大秦铁路股份有限公司大同西供电段 山西 大同 037000
摘要：目前随着我国铁路行业的发展，从传统煤炭供应转变为电力供力，尤其是大规模的高速铁路的应用增大了铁路行业的用电需求，为此安全、稳定、高效的电力传输是保证铁路正常运行的关键。为确保铁路电网的正常运行，通常会在电网中安装牵引变电站，为铁路沿线提供源源不断地电能，以供行车需要，但是这类牵引站很容易受到外界因素的影响出现故障，导致停电事故的发生，针对这一现象，本文对铁路牵引变电所故障跳闸原因展开讨论，针对不同跳闸类型提供合理的解决措施，以供参考。
关键词：牵引变电所；故障跳闸；解决措施
前言：牵引变电站的出现促进了我国高速铁路的发展，结合实际需要提供高效的牵引动力，同时也可以承接货物重载，尤其是煤炭运输，在正常的工作期间，需要通过铁路牵引变电所监管设备了解其运行状态，以便于及时发现牵引变电所在运行中故障问题，一遍由于故障导致高铁线路丧失基本的运营能力，造成巨额损失，在本文中选择对铁路牵引变电所故障跳闸问题进行讨论，并针对先存在的各种故障类型提供与之相匹配的解决措施，降低损失。
一、铁路牵引变电所故障跳闸的原因
（一）变电所容量不符合实际的输送量
现阶段，根据实际应用现状，多数铁牵引变电所在一定程度上主变压器容量设计都存在不科学的现象，其主要表现在特定运行环节中电力传输容量不匹配，以2016年东港增二线扩建的聂庄变电所为例，现主变压器容量25000KVA，增运后主变设计容量为50000KVA，通过这样的设计来实现吞吐量匹配。但实地方供电局未同意增容，因此，所内在运量大增的情况下，所内已出现多次过负荷跳闸故障。
（二）牵引工况的不良影响
牵引变电系统对于高速铁路的发展有着至关重要的作用，为此需要根据地区的实际情况有效的提供电能牵引，同时也是货物运输的关键动力来源。牵引变电所的正常工作就是为车辆提供电能，如车辆在加速前行期间，需要降低供电网络电压。
牵引变电所在天窗作业期间，会降低电能电压数值，主要维持在110kV，变电所进线电压为110kV，为两路一路主要进行供给，剩余一路留作备用，通过变压器电压数值会降低至27.5kV，实现给高速列车供电。在非天窗作业情况下，电压数值会呈现出明显的波动，这暴露出牵引变电所出现故障，需要对其进行检修。
二、雷击引发的牵引变电所越级跳闸故障
（一）案例分析
2013年7月，高速铁路牵引变电站201（202）母线主变压器断路器发生跳闸，导致212条馈线供电中断90分钟，直接影响了20多辆高速铁路列车的正常通行，对社会造成严重影响。牵引变电所若是出现越级跳闸故障，其故障范围会持续扩大，会严重的影响到正常运行的列车秩序，为此需要专业人员对现场进行调查，尽快找到越级跳闸的故障原因，根据查找发现是断路器212保护失效和断路器211保护启动条件不足造成，针对这一问题，调研人员增加了信息上传功能，着重解决外部干扰对保护测控装置的影响。
（二）跳闸原因
根据现场人员对故障点进行分析，发现断路器212的CPU板出现损坏，导致保护失效，同时断路器211因故障电流太小无法启动实际保护，并且线路中2条反馈线路无法跳闸，最终导致母线的断路器201（202）发生越级跳闸，故障电流为8,288A（8,272A），明显高于整定数值，在输出1秒后出现跳闸。
（三）解决措施
在对2013年高速铁路牵引变电主母线断路器越级跳闸事故后，为避免类似的事情发生，造成非常恶劣的社会影响 ，可以从如下几个方面进行预防：
（1）增加线路中开入开出回路光电隔离措施，这样可以避免保护板受到外界回路的影响导致其内部受损，在保护板与外部环境联系的开入信号进行隔离，并在两者之间新增光电隔离端子，这样可以为装置提供二次保护。
（2）改进故标测距，当类似故障出现以后，故障测距装置无法实现对应的测距信息上传，其原因在关于测距装置主要是由馈线保护装置的输出继电器触点触发的，如果断路器保护装置212无法工作，则无法将情况以故障报告形式进行上传。同时WBH-892H主变压器，需要将保护装置的低压侧保护出口继电器接点处与装置外启动处，这样可在发生越级挑战故障后，确故标装置正常启动。
三、谐振过电压造成牵引变电所开关跳闸
（一）案例分析
在大秦线的重载运输中发挥着重要作用。迁曹线的牵引供电质量直接影响到大秦铁路的重载运输秩序。由于HXD电力机车长期在迁曹线线路运输，曹北分区兼开闭所235（曹北至曹西下行），236（曹北至曹南上行），234（曹北至曹南上行），233（曹北至曹南下行）断路器多次跳闸，跳闸故障问题的出现会影响到迁曹线唐海至曹北，曹北至曹西，曹北至曹南上下行供电臂出现电压大幅波动，唐海变电所母线最高电压达到65kv，曹南，曹西末端电压对地最高电压48kv，严重影响到HXD机车正常运行，甚至还会出现停运的现象。主要原因HXD2机车避雷器会出现炸裂或者是高压放电现象，直接将间隙击穿，甚至HXD1机车运行线路会出现断开、主逆封锁的现象，并且在2018年5月-8月期间共发生类似的问题达到12起，这严重的影响到了迁曹线甚至大秦线运输。
（二）解决措施
1．安装滤波器
唐海至曹北，曹北至曹西，曹北至曹南高次谐波谐振实质是指电力机车与接触网之间存在电器匹配问题，其根本控制思路是通过破坏谐振条件来实现对谐振现象发生的抑制，谐振的主要来源是电力机车。如果能够有效的将电力机车的特性进行改善或者是调整很有可能减少高次谐波的产生，或者是有效避开谐波频谱与铁路牵引变电所谐振频率，进而从根源上消除谐振，但是这种方式难度较大，需要解决的问题太多，目前难以实现。唐海至曹北，曹北至曹南 曹北至曹西谐振过电压现状，在曹北分区兼开闭所的母线上增设消除谐振的装置，进而达到消除高次谐波的目的。
2．改变系统参数
对于牵引变电所参数进行调整，可以从根源上破坏电网写真发生的条件，同时也满足减少高次谐波谐振的需求，基于电力机车整改角度，对秦家庄-五寨站区间的HXD型电力机车采取管控，尽可能的控制科学合理的范围内，减少使用次数和使用数量，其标准定为在供电范围内不超过2台，避免出现HXD2型机车待机和空载使用的现象。实操期间可以在五寨站放置2台SS4机车，通过自带的RC吸收装置实现对网压波动的抑制。
对于牵引供电系统因聂庄变电所存在容量不足的问题，需要要对牵引变电所进行增容，这样可以满足大功率电力机车用电需求，也可以通过对参数的调节实现对谐振过电压的抑制，两全其美。
结束语：
随着我国铁路事业的发展，增设了各类新型技术和设备，为此需要做好铁路运维管理，尤其是铁路牵引变电所，对频繁出现的跳闸问题进行严格的排查，找到故障发生的原因，切实有针对性的对其进行检修和维护，避免因跳闸影响到车辆运行，造成事故发生。在本文中简要的介绍了铁路牵引变电所跳闸故障现象，并分析故障出现的原因以及解决对策，以起到警示的效果，同时也为牵引变电所的稳定性和安全性提供了借鉴和参考，以此来提升我国铁路牵引变电所电能运输质量。
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