[发明专利]一种电气化铁道AT牵引网故障判别与保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电气化铁道AT牵引网故障判别与保护方法。

背景技术

电气化铁路牵引供电系统由牵引变电所和牵引网构成，牵引网由接触网、列车、钢轨(和地)构成。牵引网一般采用结构简单的直接供电方式。为适应高速铁路大功率列车的运行需求，日本、法国和我国的高速铁路牵引网都采用了自耦变压器(AT)供电方式。为进一步增强供电能力，我国还在近10，000km高速铁路上全部采用了上下行在自耦变压器(AT)处并联的供电方式，称为全并联AT供电方式。但是，必须看到，由于AT牵引网所构成的电力网络的复杂性、从牵引母线看进的牵引网电抗-距离特性的非线性、多值性以及既有技术的限制，使得牵引网故障的查找、定位、切除、隔离变得困难和不准，同时，全并联AT牵引网的任何一处故障将导致整条牵引网停运，又大大降低了本来就薄弱的牵引网的可靠性，反而影响、制约高速铁路的良好运行。

发明内容

本发明的目的就是提供一种电气化铁道AT牵引网故障判别与保护方法，该方法能及时、快速、准确地反映牵引网的故障类型和位置，并能迅速切除、隔离和排除故障，缩小事故及影响范围，提高牵引供电的可靠性。

本发明解决其技术问题，所采用的技术方案为：一种电气化铁道AT牵引网故障判别与保护方法，其步骤是：

A、测控中心实时同步采集每一自耦变压器ATn处的接触网T对地电压互感器检测出的接触网电压值、负馈线F对地电压互感器检测出的负馈线电压值，其中n为自耦段的序号，n＝1，2，3，...，N；当所有的接触网电压值、负馈线电压值均大于等于规定值时，则判定牵引网未发生短路故障，不对牵引网采取保护动作；否则，进行以下步骤的操作；

B、测控中心实时同步采集每一自耦段n内接触网T近、远端的电流互感器检测出的接触网T的近、远端电流值ITna、ITnb，实时同步采集每一自耦段n内负馈线F的近、远端的电流互感器检测出的负馈线F的近、远端电流值IFna、IFnb；根据各个自耦段接触网T的近、远端电流值ITna、ITnb，各个自耦段负馈线F的近、远端电流值IFna、IFnb，测控中心实时判断出各个自耦段n接触网T近、远端和负馈线F近、远端的潮流方向，并将流入方向的潮流符号值标定为1、流出方向的潮流符号值标定为-1、空载的潮流符号值标定为0；

C、若有自耦段n′内接触网T近、远端的潮流符号值的和值的绝对值大于等于1，但该自耦段n′内负馈线F近、远端的潮流符号值的和值的绝对值小于1，则测控中心判定该自耦段n′内发生接触网T对地短路故障，令该自耦段n′两端的接触网断路器KTn′a、KTn′b分闸，再重合，重合成功，则恢复正常；

重合失败，则令该自耦段n′近、远端的接触网断路器KTn′a、KTn′b和负馈线断路器KFn′a、KFn′b一起分闸；同时，测控中心选择出该自耦段n′近、远端中短路电流较大的一端，并通过与该端最近的自耦变压器ATn′或AT(n′+1)处的接触网电压值与接触网的该端电流值计算出短路电抗，及该自耦段n′的接触网T与钢轨回路的总电抗，再用短路电抗与该总电抗的比值乘以该自耦段n的长度得出短路故障点距该自耦变压器ATn′或AT(n′+1)的距离；

D、若有自耦段n′内负馈线F近、远端的潮流符号值的和值的绝对值大于等于1，但该自耦段n′内接触网T近、远端的潮流符号值的和值的小于1，则测控中心判定该自耦段n′内发生负馈线F对地短路故障，令该自耦段n′两端的负馈线断路器KFn′a、KFn′b分闸，再重合，重合成功，则恢复正常；

重合失败，则令该自耦段n′近、远端的负馈线断路器KFn′a、KFn′b和接触网断路器KTn′a、KTn′b一起分闸；同时，测控中心选择出该自耦段n′近、远端中短路电流较大的一端，并通过与该端最近的自耦变压器ATn′或AT(n′+1)处的负馈线电压值与负馈线的该端电流值计算出短路电抗，及该自耦段n′的负馈线F与钢轨回路的总电抗，再用短路电抗与该总电抗的比值乘以该自耦段n的长度得出短路故障点距该自耦变压器ATn′或AT(n′+1)的距离；

F、若有自耦段n′内接触网T近、远端的潮流符号值的和值的大于等于1且该自耦段n′内负馈线F近、远端的潮流符号值的和值的绝对值也大于等于1，则测控中心判定该自耦段n′内发生接触网T对负馈线F短路故障，或发生接触网T和负馈线F同时对地的短路故障；测控中心令该自耦段n两端的接触网断路器KTn′a、KTn′b和负馈线断路器KFn′a、KFn′b均分闸，再重合，重合成功，则恢复正常；