[发明专利]一种电气化铁道AT段故障类型识别方法

说明书

本发明公开了一种电气化铁道AT段故障类型识别方法，涉及电气化铁路牵引供电技术领域。通过同步测量牵引网AT段两端电压相量和电流相量，包括接触线T首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量负馈线F首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量列写电路方程，解出故障位置x或D‑x。AT段发生短路故障时，故障类型通过接触线T电流比，钢轨R电流比，负馈线F电流比进行判断。该方法可以排除牵引网结构、运行方式等因素的影响，并适用于有较大过渡电阻的非金属短路故障情形，故障定位精度高。广泛适用于电气化铁路AT牵引供电系统的故障定位。

技术领域

本发明涉及电气化铁路牵引供电技术领域。

背景技术

高速铁路无一例外地采用电力牵引。随着高速铁路里程的增加，牵引供电系统的安全、良好运行不能不受到高度重视。

AT(Auto Transformer，自耦变压器)供电方式具有更长的供电区段、更大的供电能力之优势，能够更好地满足高速铁路行车密度较大、运行速度高、供电容量大的要求，成为了我国高速铁路在现阶段的主流供电方式。

牵引网没有备用，且暴露于大自然中，加之弓网高速接触，容易导致故障的发生，引起断电，影响正常运行。高速电气化铁路AT牵引网结构复杂，故障定位困难，如果不能及时准确发现和排除故障，将延长停电时间，干扰正常运输。因此，AT牵引网故障的精确定位对于铁路的高效、安全运行意义重大，并能够带来巨大的经济和社会效益。针对AT牵引网的故障定位(测距)方法容易受到线路结构、牵引网的运行方式及供电方式等因素的影响，降低其稳定性和精度。发明专利授权公告号：CN108872786B公开了“一种电气化铁路AT牵引网AT段故障定位方法”其中公开的测距公式在实际使用中发现当出现牵引网参数不对称的情况时，用已公开的测距公式计算接触线T与负馈线F故障位置时测距有误差，使得该测距公式无法获得准确的故障位置，故有必要对牵引网AT段故障定位方法进一步研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种电气化铁道AT段故障类型识别方法，它能有效地排除因AT牵引网结构、运行方式以及过渡电阻等因素的影响，有效辨别AT供电接触网故障类型和故障位置，解决AT牵引网发生短路故障时精确定位的技术问题。

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段故障类型识别方法，设电气化铁路AT牵引网AT段长度为D，电源为系统阻抗为Z_S，接触线T的自阻抗为Z_T，钢轨R的自阻抗为Z_R，负馈线F的自阻抗为Z_F，接触线T与钢轨R的互阻抗为Z_TR，接触线T与负馈线F的互阻抗为Z_TF，负馈线F与钢轨R的互阻抗为Z_FR；在AT段首端设有测距装置DA1，在AT段末端设有测距装置DA2，测距装置DA1与测距装置DA2之间通过光纤g1通信，它们分别同步测量牵引网AT段首、末端电压相量和电流相量，包括接触线T首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量负馈线F首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量当电气化铁路AT段内发生短路故障需要进行测距时，根据现有测距公式：

分别计算得到短路故障位置距离AT段首端的长度为x，短路故障位置距离AT段末端的长度为D-x，所述的电气化铁路AT段内发生短路故障需要进行测距时，会出现牵引网参数不对称的情况，即负馈线F与钢轨R的互阻抗Z_FR的值比接触线T与钢轨R的互阻抗Z_TR的值大于或小于20％以上时，用公式(1)、(2)、(3)、(4)计算接触线T与负馈线F故障位置时测距有误差，故需采用下述公式对接触线T与负馈线F故障位置进行测距：