2024年4月15日发(作者：局琼)
运营维护
ＤＯＩ：１０．１９５８７￣．ｃｎｋｉ．１００７—９３６ｘ．２０１ ７．０６．０２２
电气化铁道 ２０１７年第６期
高铁ＴｌＦ线短路故障保护跳闸分析
李卫民，张吉斌
摘 要：针对大西高铁杨家庄ＡＴ所Ｔ＿Ｆ线短路故障，分析了各种保护动作的先后顺序及过程，找到了故障原因
为高铁全并联ＡＴ供电方式的牵引供电故障分析提供参考。
关键词：全并联ＡＴ供电；保护动作；高铁牵弓ｌ供电
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆａｕｌｔｓ ｏｆ Ｔ－Ｆ ｗｉｒｅｓ ｉｎ Ｙａｎｇｊｉａｚｈｕａｎｇ ＡＴ ｐｏｓｔ ｏｆ Ｄａｘｉ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ，ｔｈｅ
ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｃｔｉｏｎｓ，ｆｉｎｄｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｕｌｔｓ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ
ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｆａｕｌｔｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ ｕｎｄｅｒ ｆｕｌｌ ｐａｒａｌｌｅｌ ＡＴ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ
ｍｏｄｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｆｕｌｌ ｐａｒａｌｌｅｌ ＡＴ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｍｏｄｅ；ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｃｔｉｏｎ；ｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ
中图分类号：Ｕ２２３．８＋２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００７．９３６Ｘ（２０１７）０６—００８４．０３
为电流互感器变比，下同）。
２：３９：１１．８７６洪洞西牵引变电所２１３馈线保
Ｏ 引言
２０１４年７月１曰大西高铁正式通车，开通运
营以来出现多次短路故障均为Ｔ线故障或Ｆ线故
障。２０１５年８月１１日发生了一起Ｔ＿Ｆ线短路故障，
故障位置位于ＡＴ所，引起ＡＴ所自耦变压器差动
保护动作和牵引变电所阻抗ｌ段动作，ＡＴ所自耦
护阻抗一段动作，动作电流３．１６×１ ２００＝３ ７９２Ａ。
２：３９：１１．８８０洪洞西牵引变电所２ｌ４馈线保
护阻抗一段动作，动作电流３．１４×１ ２００＝３ ７６８ Ａ。
２：３９：ｌ１．９５１洪洞西牵引变电所２号故障测
变压器各自投启动，自投成功，馈线重合闸成功，
ＡＴ所馈线检有压合闸成功。鉴于该次短路故障及
保护动作的特殊性，有必要对保护动作原理及过程
进行详细分析，以期对业内同行有所启示。
距报告显示：故障类型为ＴＦ型；测距结果为
Ｋ５０２＋１６３；洪洞西牵引变电所下行Ｔ线电流为
２ ０１５ Ａ，下行Ｆ线电流为１ ７６２ Ａ，上行Ｔ线电流
为２ ０２４ Ａ，上行Ｆ线电流为１ ７６２ Ａ，吸上电流为
５１５ Ａ；杨家庄ＡＴ所下行Ｔ线电流为２ ０２７ Ａ，下
行Ｆ线电流为１ ８０４Ａ，上行Ｔ线电流为２ ０００ Ａ，
１ 全并联ＡＴ供电方式简介
全并联ＡＴ供电的牵引变电所主变压器大部分
上行Ｆ线电流为ｌ ８０６ Ａ，吸上电流为４２１ Ａ：临汾
西分区所下行Ｔ线电流为１１ Ａ，下行Ｆ线电流为
１４Ａ，上行Ｔ线电流为１４Ａ，上行Ｆ线电流为ｌ４Ａ，
吸上电流为６２Ａ。
采用ｖ／Ｘ接线，馈线侧不设自耦变压器。ＡＴ所正
常运行时上下行馈线闭环，所内２台自耦变压器１
台运行，１台备用。分区所２个方向的供电臂各接
入１套与ＡＴ所相同的设备，运行方式与ＡＴ所相
同，中间设置越区隔离开关供越区供电时使用。
故障供电臂示意图见图ｌ。各类保护动作详情
见 表１。
２保护动作情况
２０１５年８月１１目２：３８：２６．５５９杨家庄ＡＴ
所１ ＡＴ差动保护动作，启动电流５．５１ ｘ １ ２００：
６ ６１２ Ａ，动作电流６．０４×１ ２００＝７ ２４８ Ａ（１ ２００
洪洞西变电所 杨家庄ＡＴ所 临汾西分区所
作者简介：李卫民．大秦铁路股份有限公司候马北供电段
工程师：
图１故障供电臂示意图
张吉斌．大秦铁路股份有限公司侯马北供电段，工程师。
高铁Ｔ＿Ｆ线短路故障保护跳闸分析 李卫民，张吉斌 运营维护
现场调查发现，杨家庄ＡＴ所２７１断路器靠近
馈线侧Ｔ－Ｆ线设备线夹处出现放电烧伤痕迹。
３故障保护分析
３．１保护动作过程分析
该次短路故障启动并出口的保护有：杨家庄
ＡＴ所ＡＴ差动保护、ＡＴ备自投、失压保护、检压
合闸、洪洞西变电所馈线阻抗保护。
各保护动作顺序如下（未考虑保护装置及断路
器固有动作时间）：
杨家庄ＡＴ所２７１断路器Ｔ．Ｆ线短路故障 达
到差动保护定值０．０３ Ｓ后，ＡＴ差动保护动作
０．０７ Ｓ后洪洞西变电所馈线保护动作 １ Ｓ后杨家
庄ＡＴ所失压保护动作 １ Ｓ后洪洞西变电所馈线
重合闸动作 ２ Ｓ后杨家庄ＡＴ所馈线检压合闸
恢复供电（该过程共计用时４．１ ｓ）。
杨家庄ＡＴ所２７１断路器Ｔ－Ｆ线短路故障 达
到差动保护定值０．０３ Ｓ后，ＡＴ差动保护动作 ＡＴ
备自投动作。
以上保护动作顺序示意见图２。
变
电
所
垂
昌 萑
所失压昌
馈
所
线 检
重
压
合
合
保
闸
闸
护
保 保
动
护 护
作
动
动
作
作
４．１
图２各种保护动作顺序
３．２保护动作分析
杨家庄ＡＴ所２７１断路器安装在电流互感器与
１ＡＴ白耦变压器之间，在自耦变压器差动保护范围
内，杨家庄ＡＴ所１ＡＴ差动保护动作正确。
杨家庄ＡＴ所２７１断路器Ｔ－Ｆ线短路具体位置
在断路器靠馈线侧设备线夹处，即靠洪洞西变电所
侧，在洪洞西变电所２１３、２１４馈线保护范围内。
杨家庄ＡＴ所２７１断路器跳闸断口断开后实际并未
切除故障点，故障电流还继续存在。延时完成后，
故障电流启动了洪洞西变电所２１３、２１４阻抗１段
保护，保护出口动作，２１３、２１４断路器跳闸，切
除了杨家庄ＡＴ所的故障点。洪洞西变电所２１３、
２１４阻抗保护动作正确。
杨家庄ＡＴ所主接线及故障位置见图３。
１ＡＴ ２ＡＴ
２７２
２７２ＬＨＦ
图３杨家庄ＡＴ所主接线及故障位置
４故障测距分析
洪洞西牵引变电所、杨家庄ＡＴ所、临汾西分
８５
运营维护 电专化铁道 ２０１７年第６期
区所的吸上电流分别为５１５、４２１、６２ Ａ，均小于
１ ０００ Ａ，测距装置即判定为Ｔ＿Ｆ型故障，ＡＴ测距
法不再适用，保护装置启用了横联线测距算法。洪
洞西牵引变电所故障测距装置显示故障位置公里
标为Ｋ５０２＋１６３，实际故障位置为Ｋ５０２＋２３８，测距
误差为７５ ｍ。
ＡＴ所差动保护范围存在盲区，不能切除保护
范围内的所有故障。当ＡＴ所馈线断路器与电流互
感器之间出现接地短路故障时，差动保护动作后不
能切断故障电流，势必启动变电所馈线保护以切除
故障电流。
Ｔ＿Ｆ线短路故障时，白耦变压器仍存在吸上电
流，只是吸上电流较小而已。
５建议
全并联ＡＴ供电模式下，当仅出现ＡＴ所ＡＴ
总之，对于出现２种保护同时动作的故障，应
根据现场主接线、保护设置等情况综合分析保护动
作原因，查找故障点。
参考文献：
［１］曹建猷．电气化铁道供电系统［Ｍ］＿ｌＥ京：中国铁道出版
社，１９９３．
差动保护动作，故障区域在ＡＴ所出线电流互感器
靠近自耦变压器侧时，检修人员除检查变压器本体
外，还应查找电流互感器至自耦变压器之间的设备
是否出现接地短路情况。
当出现ＡＴ所ＡＴ差动保护和变电所馈线保护
同时动作时，检修人员应根据保护动作及故障测距
电流综合分析判断故障类型及位置。
［２］成都交大许继电气有限责任公司．ＴＡ２１型牵引变电所
安全监控与综合自动化系统说明书．２０１２．
收稿日期：２０１７－０６．０２
６结语
（上接第７９页）
［２］ＧＢ５００６—２０１４建筑设计防火规范［Ｓ】．
［６］许红．牵引变电所共用电源的设计方案探讨［Ｊ］．铁道标
准设计，２０１０（３）：１８—１９．
【３］ＤＬ／Ｔ５３５２—２００６高压配电装置设计技术规程［ｓ］．
［４］ＤＬ／Ｔ５０５６—２００７ １ １０变电站总布置设计技术规程［ｓ］．
【５】辛宇．哈大铁路客运专线牵引电力合建变电所优化设
计［Ｊ］．铁道标准设计，２０１２（５）：１３４ １３５．
［７］贺威俊，高仕斌，张淑琴，等．电力牵引供变电技术［Ｍ］．
成都：西南交通大学出版社，１９９８：５０—５４．
收稿日期：２Ｏｌ７．０４—２５
８６
2024年4月15日发(作者：局琼)
运营维护
ＤＯＩ：１０．１９５８７￣．ｃｎｋｉ．１００７—９３６ｘ．２０１ ７．０６．０２２
电气化铁道 ２０１７年第６期
高铁ＴｌＦ线短路故障保护跳闸分析
李卫民，张吉斌
摘 要：针对大西高铁杨家庄ＡＴ所Ｔ＿Ｆ线短路故障，分析了各种保护动作的先后顺序及过程，找到了故障原因
为高铁全并联ＡＴ供电方式的牵引供电故障分析提供参考。
关键词：全并联ＡＴ供电；保护动作；高铁牵弓ｌ供电
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆａｕｌｔｓ ｏｆ Ｔ－Ｆ ｗｉｒｅｓ ｉｎ Ｙａｎｇｊｉａｚｈｕａｎｇ ＡＴ ｐｏｓｔ ｏｆ Ｄａｘｉ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ，ｔｈｅ
ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｃｔｉｏｎｓ，ｆｉｎｄｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｕｌｔｓ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ
ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｆａｕｌｔｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ ｕｎｄｅｒ ｆｕｌｌ ｐａｒａｌｌｅｌ ＡＴ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ
ｍｏｄｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｆｕｌｌ ｐａｒａｌｌｅｌ ＡＴ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｍｏｄｅ；ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｃｔｉｏｎ；ｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ
中图分类号：Ｕ２２３．８＋２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００７．９３６Ｘ（２０１７）０６—００８４．０３
为电流互感器变比，下同）。
２：３９：１１．８７６洪洞西牵引变电所２１３馈线保
Ｏ 引言
２０１４年７月１曰大西高铁正式通车，开通运
营以来出现多次短路故障均为Ｔ线故障或Ｆ线故
障。２０１５年８月１１日发生了一起Ｔ＿Ｆ线短路故障，
故障位置位于ＡＴ所，引起ＡＴ所自耦变压器差动
保护动作和牵引变电所阻抗ｌ段动作，ＡＴ所自耦
护阻抗一段动作，动作电流３．１６×１ ２００＝３ ７９２Ａ。
２：３９：１１．８８０洪洞西牵引变电所２ｌ４馈线保
护阻抗一段动作，动作电流３．１４×１ ２００＝３ ７６８ Ａ。
２：３９：ｌ１．９５１洪洞西牵引变电所２号故障测
变压器各自投启动，自投成功，馈线重合闸成功，
ＡＴ所馈线检有压合闸成功。鉴于该次短路故障及
保护动作的特殊性，有必要对保护动作原理及过程
进行详细分析，以期对业内同行有所启示。
距报告显示：故障类型为ＴＦ型；测距结果为
Ｋ５０２＋１６３；洪洞西牵引变电所下行Ｔ线电流为
２ ０１５ Ａ，下行Ｆ线电流为１ ７６２ Ａ，上行Ｔ线电流
为２ ０２４ Ａ，上行Ｆ线电流为１ ７６２ Ａ，吸上电流为
５１５ Ａ；杨家庄ＡＴ所下行Ｔ线电流为２ ０２７ Ａ，下
行Ｆ线电流为１ ８０４Ａ，上行Ｔ线电流为２ ０００ Ａ，
１ 全并联ＡＴ供电方式简介
全并联ＡＴ供电的牵引变电所主变压器大部分
上行Ｆ线电流为ｌ ８０６ Ａ，吸上电流为４２１ Ａ：临汾
西分区所下行Ｔ线电流为１１ Ａ，下行Ｆ线电流为
１４Ａ，上行Ｔ线电流为１４Ａ，上行Ｆ线电流为ｌ４Ａ，
吸上电流为６２Ａ。
采用ｖ／Ｘ接线，馈线侧不设自耦变压器。ＡＴ所正
常运行时上下行馈线闭环，所内２台自耦变压器１
台运行，１台备用。分区所２个方向的供电臂各接
入１套与ＡＴ所相同的设备，运行方式与ＡＴ所相
同，中间设置越区隔离开关供越区供电时使用。
故障供电臂示意图见图ｌ。各类保护动作详情
见 表１。
２保护动作情况
２０１５年８月１１目２：３８：２６．５５９杨家庄ＡＴ
所１ ＡＴ差动保护动作，启动电流５．５１ ｘ １ ２００：
６ ６１２ Ａ，动作电流６．０４×１ ２００＝７ ２４８ Ａ（１ ２００
洪洞西变电所 杨家庄ＡＴ所 临汾西分区所
作者简介：李卫民．大秦铁路股份有限公司候马北供电段
工程师：
图１故障供电臂示意图
张吉斌．大秦铁路股份有限公司侯马北供电段，工程师。
高铁Ｔ＿Ｆ线短路故障保护跳闸分析 李卫民，张吉斌 运营维护
现场调查发现，杨家庄ＡＴ所２７１断路器靠近
馈线侧Ｔ－Ｆ线设备线夹处出现放电烧伤痕迹。
３故障保护分析
３．１保护动作过程分析
该次短路故障启动并出口的保护有：杨家庄
ＡＴ所ＡＴ差动保护、ＡＴ备自投、失压保护、检压
合闸、洪洞西变电所馈线阻抗保护。
各保护动作顺序如下（未考虑保护装置及断路
器固有动作时间）：
杨家庄ＡＴ所２７１断路器Ｔ．Ｆ线短路故障 达
到差动保护定值０．０３ Ｓ后，ＡＴ差动保护动作
０．０７ Ｓ后洪洞西变电所馈线保护动作 １ Ｓ后杨家
庄ＡＴ所失压保护动作 １ Ｓ后洪洞西变电所馈线
重合闸动作 ２ Ｓ后杨家庄ＡＴ所馈线检压合闸
恢复供电（该过程共计用时４．１ ｓ）。
杨家庄ＡＴ所２７１断路器Ｔ－Ｆ线短路故障 达
到差动保护定值０．０３ Ｓ后，ＡＴ差动保护动作 ＡＴ
备自投动作。
以上保护动作顺序示意见图２。
变
电
所
垂
昌 萑
所失压昌
馈
所
线 检
重
压
合
合
保
闸
闸
护
保 保
动
护 护
作
动
动
作
作
４．１
图２各种保护动作顺序
３．２保护动作分析
杨家庄ＡＴ所２７１断路器安装在电流互感器与
１ＡＴ白耦变压器之间，在自耦变压器差动保护范围
内，杨家庄ＡＴ所１ＡＴ差动保护动作正确。
杨家庄ＡＴ所２７１断路器Ｔ－Ｆ线短路具体位置
在断路器靠馈线侧设备线夹处，即靠洪洞西变电所
侧，在洪洞西变电所２１３、２１４馈线保护范围内。
杨家庄ＡＴ所２７１断路器跳闸断口断开后实际并未
切除故障点，故障电流还继续存在。延时完成后，
故障电流启动了洪洞西变电所２１３、２１４阻抗１段
保护，保护出口动作，２１３、２１４断路器跳闸，切
除了杨家庄ＡＴ所的故障点。洪洞西变电所２１３、
２１４阻抗保护动作正确。
杨家庄ＡＴ所主接线及故障位置见图３。
１ＡＴ ２ＡＴ
２７２
２７２ＬＨＦ
图３杨家庄ＡＴ所主接线及故障位置
４故障测距分析
洪洞西牵引变电所、杨家庄ＡＴ所、临汾西分
８５
运营维护 电专化铁道 ２０１７年第６期
区所的吸上电流分别为５１５、４２１、６２ Ａ，均小于
１ ０００ Ａ，测距装置即判定为Ｔ＿Ｆ型故障，ＡＴ测距
法不再适用，保护装置启用了横联线测距算法。洪
洞西牵引变电所故障测距装置显示故障位置公里
标为Ｋ５０２＋１６３，实际故障位置为Ｋ５０２＋２３８，测距
误差为７５ ｍ。
ＡＴ所差动保护范围存在盲区，不能切除保护
范围内的所有故障。当ＡＴ所馈线断路器与电流互
感器之间出现接地短路故障时，差动保护动作后不
能切断故障电流，势必启动变电所馈线保护以切除
故障电流。
Ｔ＿Ｆ线短路故障时，白耦变压器仍存在吸上电
流，只是吸上电流较小而已。
５建议
全并联ＡＴ供电模式下，当仅出现ＡＴ所ＡＴ
总之，对于出现２种保护同时动作的故障，应
根据现场主接线、保护设置等情况综合分析保护动
作原因，查找故障点。
参考文献：
［１］曹建猷．电气化铁道供电系统［Ｍ］＿ｌＥ京：中国铁道出版
社，１９９３．
差动保护动作，故障区域在ＡＴ所出线电流互感器
靠近自耦变压器侧时，检修人员除检查变压器本体
外，还应查找电流互感器至自耦变压器之间的设备
是否出现接地短路情况。
当出现ＡＴ所ＡＴ差动保护和变电所馈线保护
同时动作时，检修人员应根据保护动作及故障测距
电流综合分析判断故障类型及位置。
［２］成都交大许继电气有限责任公司．ＴＡ２１型牵引变电所
安全监控与综合自动化系统说明书．２０１２．
收稿日期：２０１７－０６．０２
６结语
（上接第７９页）
［２］ＧＢ５００６—２０１４建筑设计防火规范［Ｓ】．
［６］许红．牵引变电所共用电源的设计方案探讨［Ｊ］．铁道标
准设计，２０１０（３）：１８—１９．
【３］ＤＬ／Ｔ５３５２—２００６高压配电装置设计技术规程［ｓ］．
［４］ＤＬ／Ｔ５０５６—２００７ １ １０变电站总布置设计技术规程［ｓ］．
【５】辛宇．哈大铁路客运专线牵引电力合建变电所优化设
计［Ｊ］．铁道标准设计，２０１２（５）：１３４ １３５．
［７］贺威俊，高仕斌，张淑琴，等．电力牵引供变电技术［Ｍ］．
成都：西南交通大学出版社，１９９８：５０—５４．
收稿日期：２Ｏｌ７．０４—２５
８６