[发明专利]一种四轨牵引供电系统单极对地故障保护方法

说明书

一种四轨牵引供电系统单极对地故障保护方法，包括步骤：检测每一个变电所的正极对地电压和负极对地电压，判定系统发生负极或正极对地故障，闭合正极或负极单向导通装置；计算每一个区段的差动电流；切除差动电流大于电流整定值的区段。还包括电流传感器断线判定和闭锁保护，以及电压传感器断线判定和闭锁投入单向导通装置的步骤。本发明能够可靠判定正极对地故障和负极对地故障，使各变电所投入非故障极单向导通装置构成故障回路；还能够使故障区段两侧的断路器可靠动作切除故障，非故障区段可靠不动作；电流传感器断线判据能够可靠避免电流传感器断线导致保护误动；电压传感器断线判据能够可靠避免电压传感器断线导致单向导通装置误动作。

技术领域

本发明涉及地铁牵引供电系统技术领域，特别是一种四轨牵引供电系统单极对地故障保护方法。

背景技术

四轨牵引供电系统采用专用回流轨回流，从根源上消除杂散电流，在地铁领域拥有广阔的发展前景。四轨牵引供电系统是一种对称悬浮系统，其单极对地故障(包括正极对地故障或负极对地故障)及其继电保护方法必须加以重视。否则，第一个极对地故障的若不能尽早发现和切除，可能引发更为严重的极对极故障，从而对地铁安全可靠供电不利。

四轨牵引供电系统既有的继电保护技术通过接入单向导通装置实现单极对地故障检测。但是，既有技术存在两个问题：(1)仅能检测正极对地故障；(2)当四轨牵引供电系统包含三个及以上变电所时，流过各所单向导通装置的电流大小接近难以区分，从而造成多个变电所跳闸，保护方法不具有选择性，扩大了停电范围。

发明内容

本发明公开一种四轨牵引供电系统单极对地故障保护方法，该方法能够区分正极对地故障和负极对地故障，实现对单极对地故障的可靠保护，并且能够准确区分故障区段。本发明还公开了电流传感器断线检测方法和电压传感器断线检测方法，从而防止传感器断线导致保护不正确动作。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种四轨牵引供电系统单极对地故障保护方法，包括

步骤一：检测每一个变电所的正极对地电压U₊和负极对地电压U_-；如果|U₊|U_set1且|U₊-U_-|U_set2则延时整定时间T_set1后，闭合负极单向导通装置；如果|U_-|U_set1且|U₊-U_-|U_set2则延时整定时间T_set1后，闭合正极单向导通装置；其中，U_set1为第一电压整定值，U_set2为第二电压整定值；

步骤二：计算每一个区段的差动电流I_d，

I_d＝|I_M+I_N|；

其中，I_M为区段左侧的单极对地故障电流，I_N为区段右侧的单极对地故障电流；

若电流正方向为正极由母线指向线路、负极由线路指向母线，则

I_M＝I_M+-I_M-，

I_N＝I_N+-I_N-；

若电流正方向为正极和负极都由母线指向线路，则

I_M＝I_M++I_M-，

I_N＝I_N++I_N-；