[发明专利]高铁维管牵引变电所提升故障测距精度的方法

说明书

本发明涉及一种高铁维管牵引变电所提升故障测距精度的方法，在既有横联线电流比测距法原理基础上，加装抗雷圈后修正横联线电流比测距法计算公式及其实现原理；根据同一区段接触网短路试验时故障测距试验数据，采取根据实际故障点，结合优化后的横联线电流比测距法原理公式倒推的方法取得线路单位电抗和抗雷圈阻抗值，从而得到准确的实际跳闸时的线路单位电抗和抗雷圈阻抗值，使故障点在故障区段的相对距离更准确，使故障测距装置更精确的指示故障点公里标，最终得到精确的接触网故障测距精度。采用本发明的技术方案，故障测距精度提高，达到测距误差小于400米，确保高铁供电设备安全运行和高铁动车安全开行。

技术领域

本发明涉及高压输电线路故障定位技术领域，具体涉及一种高铁维管牵引变电所提升故障测距精度的方法。

背景技术

高铁牵引变电所综合自动化系统是高铁供电安全的核心设备，故障测距系统是其重要的组成部分。故障测距系统是第一时间反应供电设备故障点的系统，为查找接触网故障点提供精确位置，以便快速处理故障和恢复供电。高铁牵引供电故障测距系统的好坏直接影响高铁供电系统故障处理和恢复供电速度。

高铁供电设备，尤其是接触网设备属于露天无备用设备,其运行受外部天气环境的影响非常大，雷雨天气造成全路供电设备跳闸故障次数非常多。但是目前中国新开通运营的高铁线路供电设备故障测距精度因受原理、设备、参数等各种原因影响，测距误差均未能达到准确提供故障点的要求。

贵广高铁南宁局管段410公里运营里程，自2014年12月28日开通后由中国铁建电气化局集团第五工程有限公司桂林供电维管段(以下简称桂林供电维管段)负责供电设备运营维管。贵广高铁南宁局管段地处广西，属亚热带季风气候区，雨季周期长且雨量大并伴随大量强雷电。开通后接触网发生了41件次跳闸故障，但牵引变电所故障测距系统提供故障点数据非常不准确，导致故障查找困难加大，耗时大增，其中测距误差超过500米共有25件次，误差率为60.97％；找到故障点只有16件次，设备故障查找率为39.02％。为提高故测系统准确测距问题,2016年桂林供电维管段以贵广高铁南宁局管段的故障测距系统试验为契机，分析现行使用的故障测距系统的原理，结合贵广高铁全并联AT供电方式的特点，探讨高铁新线开通运营之初需要精确测量或明确哪些供电故测系统工作运行所必须的各种参数，以及如何快速确定接触网单位电抗经验值和站场股道对故障测距精度的影响，对高铁供电设备故测装置在供电设备发生故障跳闸后，提供满足精度要求的故障公里标，保证供电设备安全可靠运行，为后续高铁新线开通运营之初提高故障测距精度提供经验。由此对高铁牵引变电所故障测距精度进行技术研究。

目前国内采用全并联AT供电方式的高铁，接触网故障测距原理普遍采用AT中性点吸上电流比原理(首选)、横联线电流比测距原理、上下行电流比测距原理、电抗法测距原理：

(1)AT中性点吸上电流比---受到站场股道多少、大地泄漏、AT漏抗、流互极性及故障点短路过渡阻抗的影响大，导致测距误差大。公开号为CN106443354A的中国发明专利公开了一种高铁线路故障测距方法，基于吸上电流比法的数据计算原理：通过在第N个电力牵引自耦变压器AT所与第N+1个电力牵引自耦变压器AT所之间设置若干个模拟故障点，计算同一种系数组合方式下的各个模拟故障点的测试故障距离与模拟故障距离之间的平均误差值，计算各种组合方式下的平均误差值，其中误差值最小的一组对应的组合方式就是最佳的修正系数和电流分布系数；反复调整修正系数和电流分布系数的大小，通过计算出最佳修正系数和电流分布系数，代入故障测距公式，降低故障距离结果计算误差，消除大于800米的误差。但是，故障定位精度有待进一步提高，以便更快地找到故障点进行抢修。

(2)横联线电流比测距---不受AT漏抗及故障点短路过渡阻抗的影响，测距精度高，但该原理未考虑AT所设置抗雷圈后的因素。

(3)上下行电流比测距---在线路末端并联(或者是AT所并联、或者是分区所并联)运行时，采用上下行电流比测距，受运行方式的限制误差较大。