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摘要：通过对兰新客专全并联AT供电方式下故障测距原理分析，找出影响故障测距精度的因素，结合故障测距实验实例，探讨如何提高故障测距精度。
关键词：AT供电;故障测距;精度修正
一、引言
接触网AT供电方式在不改变牵引网绝缘水平的前提下，使供电电压提高一倍、供电能力增大，大幅减少电压、电能损耗，从而扩大牵引所间距、减少牵引所数量，不仅降低了外部电源投资，对临近通信线路的干扰也远低于直供加回流方式。基于这些优点，我国许多高速和大功率机车运行线路均采用了AT供电方式，其中包括兰新客专。
本文通过分析AT供电方式特点和故障测距原理，结合我段管内高铁联调联试及运营中的故障数据分析，对提高AT全并联供电方式下故障测距精度的途径进行一些思考和探索。
二、兰新客专联调联试接触网短路试验实例分析
（一）实际测距系统的修正参数
2014年9月18日，联合设备厂家南京自动化厂家、铁科院在兰新客运专线西宁变电所-大通变电所间进行短路试验，基础数据如下：
利用AT中性点吸上电流比原理测距，牵引网故障发生在第n个AT至第n+1个AT间（如图1）
测距公式：
（公式1）
由公式1可见，可以把影响故障测距精度的因数分为两类，一类是需要实际采集的数据In、In+1，取决于故障测距设备厂家数据采集的同步性及准确性;另一类是需要人为整定的参数，主要包括Ln、Dn、Q、K，取决于现场实际参数。AT中性点的吸上电流数据采集的同步性对故障测距精度起着至关重要的影响，对故障测距参数的修正是在保证数据同步采集的前提下对需要输入的现场参数进行调整，所有首要任务是验证数据的同步采集。
1.故障案列分析
实例一：以兰新客专西宁所2019年12月28日跳闸为例，因故标整定值误差，导致故障跳闸后故标装置测距误差偏大。
日期 时间 所亭 开关号 跳闸电压 跳闸电流 阻抗角（度） 报文故标
（KM） 实际故标（KM） 故标誤差（KM）
12-28 19：14 西宁所 213、214 T线：8581.81 F线：8242.63 T线：1401.27 F线：1969.05 62.80 1840.09 1836.76 3.33
故标误差为3.33km，偏差很大。针对此情况核对西宁所故标装置定值，核对情况如下：
实例二：以兰新客专门源所2020年5月18日跳闸为例，故障发生点位于供电网口外侧（分相至上网点间），因判据原理和分相上网供电线长度，导致故障跳闸后故标装置测距误差偏大。
故标误差为1.005km，偏差较大。针对此情况分析发现产生误差的原因是测距装置默认测距方向为上网点至供电方向即上网点指向AT所以及分区所方向，不具备反向测距功能，此次故障点为上网点至站内分相处故障，所以此情况下发生故障故标误差较大。
2.修正方法
测距公式（公式10）中Qn=Qn+1=7;kn=kn+1=1。短路点在第一个AT区段时：Ln=0;Dn=10.135。短路点在第二个AT区段时：Ln=10.135;Dn=11.309。
利用原测距公式（公式1）计算，结果如下：
采用修正后的测距公式，测距结果如下：
3.分析结论
结论一：测距误差超过标准主要原因：
①接触网提供的供电线长度、接触网长度不够精确。
②Q值、TF短路故障判别系数等值较难给出，以经验值为主。
③变电专业对接触网结构了解程度不深，造成测距分段不合理。
④与馈线保护装置相匹配的保护定值或者装置本身存在一定的误差。
⑤设计给出的故障测距定值不够详细正确。
结论二：测距误差的几点修正措施：
①若故障发生在第二个AT区段，利用原有测距公式计算误差较小。
②若故障发生在第一个AT区段，利用修正后的测距公式计算误差较小。
③F线测距误差小于T线测距误差。
④若故障发生在同时向分相和区间两个方向供电的上网点附近，当故障距离上网点实际距离小于上网点至接触网分相处的距离时，故障点的查找一定要考虑两个方向，对装置上报的故标通过计算核对。
三、结束语
AT全并联供电方式接触网架构复杂，电力机车运行情况、轨道线路情况更是千差万别，特别是目前高速铁路行车速度和密度都大幅度提高，故障巡检困难，对故障测距精度的要求也越来越高，无论对设备厂家还是设备管理单位，AT全并联运行方式下的故障测距依然是个难题，仍需采集大量实际数据以便做进一步研究。但是从我段对兰新客专设备的运行维护情况来看，有确定故障点的跳闸网络数据非常有限。基于中性点吸上电流测距主要与网络电流分布有关，在以后的工作实际中也将对机车负荷电流进行取值和分析，寻找更加有效的修正方法进一步提高高铁AT方式下故障测距的精度。
参考文献：
[1] Hirofumi Fujie. Fault locator system in auto transformer feeding circuit of AC electric railway [J]. Quarterly Report of the Railway Technical Research Institute， 1997.
[2]卢 涛，韩正庆.全并联AT供电方式的故障测距方法[J]. 电力系统及其自动化报，2006，（4）.
[3]贺威俊， 简克良， 张淑琴等. 电气化铁道供变电工程[M]. 北京： 中国铁道出版社， 1980.
[4]王继芳，高仕斌.全并联AT 供电牵引网短路故障分析[J]. 电气化铁道，2005，（4）.
[5]鲍英豪，刘静.带保护线的全并联AT供电方式故障测距方案研究.铁道技术监督.2008，（2）.
[6]简克良主编.电力系统分析[M].成都：西南交通大学出版社，1993.
[7]葛耀中.新型继电保护与故障测距原理与技术[M].西安交通大学出版社，1996.
[8]辛成山.AT供电系统等值电路推导方法[J].电气化铁道，1999.
[9]吴德范.电气化铁路AT供电参数选择的研究[J].中国铁路，1994，（l）.
关键词：AT供电;故障测距;精度修正
一、引言
接触网AT供电方式在不改变牵引网绝缘水平的前提下，使供电电压提高一倍、供电能力增大，大幅减少电压、电能损耗，从而扩大牵引所间距、减少牵引所数量，不仅降低了外部电源投资，对临近通信线路的干扰也远低于直供加回流方式。基于这些优点，我国许多高速和大功率机车运行线路均采用了AT供电方式，其中包括兰新客专。
本文通过分析AT供电方式特点和故障测距原理，结合我段管内高铁联调联试及运营中的故障数据分析，对提高AT全并联供电方式下故障测距精度的途径进行一些思考和探索。
二、兰新客专联调联试接触网短路试验实例分析
（一）实际测距系统的修正参数
2014年9月18日，联合设备厂家南京自动化厂家、铁科院在兰新客运专线西宁变电所-大通变电所间进行短路试验，基础数据如下：
利用AT中性点吸上电流比原理测距，牵引网故障发生在第n个AT至第n+1个AT间（如图1）
测距公式：
（公式1）
由公式1可见，可以把影响故障测距精度的因数分为两类，一类是需要实际采集的数据In、In+1，取决于故障测距设备厂家数据采集的同步性及准确性;另一类是需要人为整定的参数，主要包括Ln、Dn、Q、K，取决于现场实际参数。AT中性点的吸上电流数据采集的同步性对故障测距精度起着至关重要的影响，对故障测距参数的修正是在保证数据同步采集的前提下对需要输入的现场参数进行调整，所有首要任务是验证数据的同步采集。
1.故障案列分析
实例一：以兰新客专西宁所2019年12月28日跳闸为例，因故标整定值误差，导致故障跳闸后故标装置测距误差偏大。
日期 时间 所亭 开关号 跳闸电压 跳闸电流 阻抗角（度） 报文故标
（KM） 实际故标（KM） 故标誤差（KM）
12-28 19：14 西宁所 213、214 T线：8581.81 F线：8242.63 T线：1401.27 F线：1969.05 62.80 1840.09 1836.76 3.33
故标误差为3.33km，偏差很大。针对此情况核对西宁所故标装置定值，核对情况如下：
实例二：以兰新客专门源所2020年5月18日跳闸为例，故障发生点位于供电网口外侧（分相至上网点间），因判据原理和分相上网供电线长度，导致故障跳闸后故标装置测距误差偏大。
故标误差为1.005km，偏差较大。针对此情况分析发现产生误差的原因是测距装置默认测距方向为上网点至供电方向即上网点指向AT所以及分区所方向，不具备反向测距功能，此次故障点为上网点至站内分相处故障，所以此情况下发生故障故标误差较大。
2.修正方法
测距公式（公式10）中Qn=Qn+1=7;kn=kn+1=1。短路点在第一个AT区段时：Ln=0;Dn=10.135。短路点在第二个AT区段时：Ln=10.135;Dn=11.309。
利用原测距公式（公式1）计算，结果如下：
采用修正后的测距公式，测距结果如下：
3.分析结论
结论一：测距误差超过标准主要原因：
①接触网提供的供电线长度、接触网长度不够精确。
②Q值、TF短路故障判别系数等值较难给出，以经验值为主。
③变电专业对接触网结构了解程度不深，造成测距分段不合理。
④与馈线保护装置相匹配的保护定值或者装置本身存在一定的误差。
⑤设计给出的故障测距定值不够详细正确。
结论二：测距误差的几点修正措施：
①若故障发生在第二个AT区段，利用原有测距公式计算误差较小。
②若故障发生在第一个AT区段，利用修正后的测距公式计算误差较小。
③F线测距误差小于T线测距误差。
④若故障发生在同时向分相和区间两个方向供电的上网点附近，当故障距离上网点实际距离小于上网点至接触网分相处的距离时，故障点的查找一定要考虑两个方向，对装置上报的故标通过计算核对。
三、结束语
AT全并联供电方式接触网架构复杂，电力机车运行情况、轨道线路情况更是千差万别，特别是目前高速铁路行车速度和密度都大幅度提高，故障巡检困难，对故障测距精度的要求也越来越高，无论对设备厂家还是设备管理单位，AT全并联运行方式下的故障测距依然是个难题，仍需采集大量实际数据以便做进一步研究。但是从我段对兰新客专设备的运行维护情况来看，有确定故障点的跳闸网络数据非常有限。基于中性点吸上电流测距主要与网络电流分布有关，在以后的工作实际中也将对机车负荷电流进行取值和分析，寻找更加有效的修正方法进一步提高高铁AT方式下故障测距的精度。
参考文献：
[1] Hirofumi Fujie. Fault locator system in auto transformer feeding circuit of AC electric railway [J]. Quarterly Report of the Railway Technical Research Institute， 1997.
[2]卢 涛，韩正庆.全并联AT供电方式的故障测距方法[J]. 电力系统及其自动化报，2006，（4）.
[3]贺威俊， 简克良， 张淑琴等. 电气化铁道供变电工程[M]. 北京： 中国铁道出版社， 1980.
[4]王继芳，高仕斌.全并联AT 供电牵引网短路故障分析[J]. 电气化铁道，2005，（4）.
[5]鲍英豪，刘静.带保护线的全并联AT供电方式故障测距方案研究.铁道技术监督.2008，（2）.
[6]简克良主编.电力系统分析[M].成都：西南交通大学出版社，1993.
[7]葛耀中.新型继电保护与故障测距原理与技术[M].西安交通大学出版社，1996.
[8]辛成山.AT供电系统等值电路推导方法[J].电气化铁道，1999.
[9]吴德范.电气化铁路AT供电参数选择的研究[J].中国铁路，1994，（l）.