[发明专利]单相工频交流电气化铁路牵引馈线保护的方法及装置

权利要求书

1.一种单相工频交流电气化铁路牵引馈线保护的装置，包括保护模块、辅助模块、测控模块、闭锁模块和通讯模块，其特征在于：保护模块分别与辅助模块、闭锁模块和测控模块相连接并进行双向通信，通讯模块与闭锁模块的另一端连接并双向通信，辅助模块和闭锁模块之间双向通信连接；

其中，保护模块由四段距离保护单元、电流断速保护单元、低电压过流保护、反时限过电流保护单元、高阻I段保护单元、高阻II段保护单元、失压保护单元、重合闸检有压单元、加速跳闸单元和过热保护单元构成；

辅助模块由断线告警单元、故障测距单元、谐波分析单元、负荷分析单元、检修压板单元、自检单元、故障记录单元和GPS对时单元构成；

测控模块包括由遥测单元、遥信单元和遥控单元构成；

闭锁模块由合分闸闭锁单元和闭锁重合闸单元构成；

此外，通讯模块包括一个标准的RS485接口、一个可选的FDKBUS接口、一个可选的光纤FDKBUS接口和一个可选的以太网接口。

2.根据权利要求1所述的单相工频交流电气化铁路牵引馈线保护的装置，其特征在于，所述保护功能模块具有以下功能：

电流断速保护单元采用的故障识别及处理方法，即在电流超过电流速断定值时，启动电流速断延时，在延时满足后保护动作跳闸；

低电压过流保护单元采用的故障识别及处理方法，即在电流超过过电流定值时，启动过电流延时，当延时满足后保护动作跳闸；

高阻I段保护单元采用的故障识别及处理方法，即在电流超过高阻I段电流定值，并且阻抗满足高阻I段保护动作条件时，启动高阻I段延时，当延时满足后保护动作跳闸；

高阻II段保护单元采用的故障识别及处理方法，即在电流超过高阻II段电流定值，并且阻抗满足高阻II段保护动作条件时，启动高阻I段延时，当延时满足后保护动作跳闸；

失压保护单元采用的故障识别及处理方法，即在母线电压小于低电压保护定值时，启动低电压保护延时，当延时满足后发跳闸，闭锁重合闸；

保护功能模块的重合闸检有压单元的重合闸启动方式有两种：保护启动及跳位启动、跳位启动可经控制字投退；

加速跳闸单元采用的故障识别及处理方法，即在手动合闸或保护合闸后若干秒内发生故障保护加速跳闸；

过热保护单元采用的故障识别及处理方法，即当接触网电流超过接触网长期允许的电流并达到一定时间，接触网将过热，保护功能模块的过热保护单元将计算热状态，以体现接触网的发热情况。

3.根据权利要求1所述的单相工频交流电气化铁路牵引馈线保护的装置，其特征在于，所述辅助功能模块的断线告警单元采用的故障识别及处理方法，当电流电压满足PT断线条件时，经一定的延时后，发PT断线告警。

4.根据权利要求1所述的单相工频交流电气化铁路牵引馈线保护的装置，其特征在于，所述测控功能模块具有以下功能：

所述遥测单元采用的故障识别及处理方法，实时测量接入装置的母线电压U，测量电流CI和频率F；

所述遥信单元采用的故障识别及处理方法，该单元具有16个外部开入量输入，均为高电平(24V)有效；

所述遥控单元采用的故障识别及处理方法，通过通信方式发出正常遥控合闸、跳闸操作；进行远方操作时，需将远方操作开入置为高电平，同时将控制字中远方操作允许投入，上述两个条件满足后，才能由远方控制操作。

5.一种使用如权利要求1-4之一所述的单相工频交流电气化铁路牵引馈线保护的装置的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、数据预处理，采用傅里叶级数法、差分滤波器或者前置带通滤波器从系统电流互感器和电压互感器二次侧引入的电流、电压数据求出基频分量；

步骤二、训练网络与参数生成，首先确定网络层数、神经元个数和训练方法，其中，选取初始权值属于(-1，1)，选取学习速率属于(0.01，0.8)，训练方法采用如下的公式表示：

w(k+1)＝w(k)+a(k)×D(k)            (1)

a(k)＝2^λ×a(k-1)                  (2)

λ＝sign[D(k)×D(k-1)]             (3)

其中，w(k)表示权值向量，D(k)为k时刻的负梯度，a(k)为学习率；λ由k时刻和k-1时刻的负梯度决定，初始值可选为1；

步骤三、综合判断及输出，通过给定的输入、输出特征量，获得各子网络中节点的权值和阈值，进而根据不同的故障类型和预处理后的数据，将权值和阈值代入进行检验，获得判定结果。