[发明专利]一种电气化铁道AT段故障位置识别方法

说明书

本发明公开了一种电气化铁道AT段故障位置识别方法，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。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。

目前，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。

发明内容

本发明的目的是提供一种电气化铁道AT段故障位置识别方法，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段故障位置识别方法，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；AT段首端设有测距装置DA1，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段内发生短路故障时，定义接触线T电流比KT：

，

钢轨R电流比KR：

，

负馈线F电流比KF：

则：

(a)当钢轨R电流比KR大于接触线T电流比KT达到10倍以上时；同时KR也大于负馈线F电流比KF达到10倍以上，判定为AT段内发生接触线T和钢轨R之间的TR短路故障；

(b)当接触线T电流比KT大于钢轨R电流比KR达到10倍以上时；同时KT大于负馈线F电流比KF达到10倍以上，判定为AT段内发生负馈线F和钢轨R之间的FR短路故障；

(c)当负馈线F电流比KF大于T线电流比KT达到10倍以上时；同时KF大于钢轨R电流比KR达到10倍以上，判定为AT段内发生接触线T和负馈线F之间的TF短路故障；

当电气化铁路AT段内发生短路故障时，通过式(1)、(2)、(3)识别出故障类型后，设