关于牵引供电馈线继电保护问题的探讨

关于牵引供电馈线继电保护问题的探讨

唐广强
中国铁路济南局集团公司

摘要：国家经济的快速发展为交通运输业提供了发展机遇。在人流量大以及物流运输需求日益增长的社会环境中，交通运输行业需要不断满足生产生活需求，在助力产业发展的同时带来了交通运输压力问题。高速铁路是交通运输业的重要组成部分，也是交通行业未来发展的重要方向，但是从铁路运输总体情况来看，牵引供电系统供电效率和质量问题频现，不利于保障高速铁路运营的安全稳定。因此，相关部门和技术人员应当结合铁路运营现状，综合分析牵引供电系统馈线保护问题，制定完善的馈线继电保护方案。

关键词：牵引供电；馈线继电保护；问题；对策

引言：牵引供电系统是保障电气化铁路安全运行的关键要素。但是在人员、自然环境等因素的影响下，造成了一系列的风险性问题，严重阻碍电气化铁路的可持续发展。牵引供电馈线保护在提升交通运输安全方面尤为重要，一方面有利于维护车辆的正常运营，另一方面可以为相关车辆、设备以及人员提供安全保障。

一、牵引供电系统馈线现存问题

牵引供电系统内部情况复杂，技术人员在寻找处理内部故障问题的过程中，需要精准定位故障点，从而采取针对性的保护措施。牵引变电所、牵引网、接触网以及电力系统等都是牵引供电系统运行的关键元素，在实际工作中需要实现三相交流电向单相电的转化，满足铁路运行过程中的电能需求。

（一）牵引网导线短路故障

牵引网导线短路故障包括F-R短路、T-F短路、T-R短路等不同类型的故障，在牵引供电整体系统当中风险程度较高，不利于技术人员提升牵引供电系统的供电能力，最终阻碍系统持续稳定运行。技术人员在开展故障处理工作中，需要结合实际情况针对性地分析不同类型的短路故障，明确故障产生的根本原因，为后续工作提供数据信息。根据牵引供电系统日常运行状态分析，绝缘子是导致短路故障问题的关键要素，受外界环境因素影响程度较高，最终形成电弧短路，大大降低设备运行全过程中的安全性。铁路部门开展检修工作时，应当及时洞察牵引网导线短路故障，采取必要的解决方案，避免不同程度的故障问题影响周围线路和设备的正常工作。

（二）牵引网断线接地故障

牵引网断线接地故障在牵引供电系统中发生率高，根据故障类型分析，通常包括正馈线断线和接触网断线两种，不同故障类型可以细分为多种问题。由于这一故障问题发生概率高，技术人员在开展工作中应当加大检修维护力度，结合现场故障发生情况精确定位故障点，同时制定严格的检修时间规划，避免阻碍供电系统的正常供电，诱发铁路运行安全风险。

（三）异相短路故障

从高速铁路总体运行情况分析，牵引供电系统在工作当中需要采取单相供电模式，但是电力供电系统为了确保供应足够的电能，通常采取三相方式供电，需要技术人员在三相供电条件下保持单相电和三相电的平衡。在这一供电情况下要提高电能供应效率，需要牵引供电系统在适当的位置设置分相段，当电力机车在运行中经过分相区域需要采取人为操作方式供应电流，在这一过程中一旦产生操作误差会诱发异相短路故障。对于无法供应电能的区域需要设置分相绝缘器，采取科学化的技术方式隔离电流，从而降低故障发生概率[1]。

二、牵引供电馈线继电保护对策

（一）距离保护措施

高速铁路牵引供电系统在实际运行中会产生故障问题，需要技术人员综合分析评估故障情况，采取相应的保护措施。对于牵引供电馈线继电保护而言，技术人员所采取的保护措施容易受到客观因素影响，最终导致牵引供电系统运行不良。例如检修人员在采取牵引供电馈线保护措施中，需要结合现场情况探索馈线故障根源，利用距离保护措施动态化反映线路故障升降情况[2]，同时为了直观地反映相角变化需要设置方向阻抗继电器。但是这一保护措施在实际运用中局限性较大，短路点位置可能会对抗阻特点产生较大约束，难以高效控制馈线短路故障。针对这一馈线保护问题，技术人员需要从四边形阻抗特性继电器，以及负荷电流等方面考虑问题，为了严格控制负荷能力以及弧光电阻能力的干扰，需要进一步优化四边形阻抗特性继电器，与此同时应当保证距离保护能够实现自主调节，这就需要利用负荷电流的综合谐波作用，科学化地调节阻抗继电器的动作，从而减少距离保护的失误情况。

（二）电流保护措施

电流状态是影响电力机车运行稳定的关键要素，需要在铁路实际运行阶段利用相应的保护装置动态化监控电流情况。在牵引供电系统运行过程中，如果电流在原有设定时间范围内出现超标上升问题，则需要及时开启保护装置，将电流控制在标准范围内。与此同时应当关注技术人员的操作行为，避免因为技术操作误差导致瞬时电流上升率超出标准形成误判，针对这一情况可以引入延时控制，灵活监督观测牵引供电馈线，如果在延时期间电流上升率能够降到设定范围内，则保护装置不会启动，但是在延时过程中电流上升率无法回到标准状态，则会触发保护机制[3]。

对于牵引供电馈线的运行而言，如果技术人员采取的电流保护措施单一化，可能也会给馈线埋下安全隐患，因此在实施电流上升率延时保护措施过程中，需要同时开启电流增量保护装置，强化牵引供电馈线的继电控制保护效力。当开启电流增量保护装置后，继电器便能够精确计算电流增量情况，为后续工作中启动保护装置提供数据支持。技术人员需要根据电流增量计算值结果，判断电流增量是否超出标准数值，并且关注电流上升率是否处于持续上升的状态，从而依据实际情况开启保护机制。

三、结束语

电气化铁路作为交通运输业的重要组成部分，需要满足生产发展需求，面对铁路运行产生的多样化风险问题，铁路部门应当重视牵引供电系统的运行状况，根据牵引供电系统馈线故障类型，制定行之有效的继电保护方案。现阶段牵引供电馈线继电保护措施能够精确控制短路故障，但是仍然潜藏着细节性问题造成保护动作的误判，大大降低牵引供电馈线继电保护工作质量。因此，技术人员需要结合短路故障、断线接地故障不断完善保护措施，强化继电保护效力，从而更好地保护高速普速铁路、城市轨道交通项目中牵引供电馈线的科学应用。

参考文献：

[1]张翼翔,武骥.牵引供电馈线继电保护问题分析及应对措施[J].铁路通信信号工程技术,2024,21(3):95-100.

[2]王志坤.高速铁路牵引供电系统馈线保护问题分析[J].电工技术,2017(11):101-102.

[3]李涛.探讨牵引供电馈线主要保护措施及运用[J].中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术,2022(5):214-216.

唐广强（1977.12）男，汉族，山东济宁人，工程师，本科，电气化铁道牵引供电专业.