專利名稱：磁浮定子線圈發(fā)生多點(diǎn)接地故障的監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁浮列車牽引供電系統(tǒng)中，確定感應(yīng)電機(jī)定子線圈發(fā)生多點(diǎn)接地故障的監(jiān)測方法。
背景技術(shù)：
磁浮軌道線路的牽引供電系統(tǒng)，一般由具有路段電纜的輻射形電網(wǎng)構(gòu)成，上面連接有多個支路，每個支路與配屬于磁浮軌道線路的某一段的長定子的一端相連接；長定子的另一端連接到標(biāo)準(zhǔn)電位。為了激活某一段磁浮軌道線路，將相應(yīng)的支路通過開關(guān)站與路段電纜接通。在出現(xiàn)接地故障時，現(xiàn)有一種確定磁浮軌道線路上接地方向的方法，將在被監(jiān)測支路的開關(guān)站上探測到由加在該支路上的相電壓得出的零電壓，以及由相應(yīng)的相電流得出的零電流。根據(jù)該零電壓和零電流通過產(chǎn)生一個故障方向信號可以查清接地方向?，F(xiàn)在還有一種輻射形電網(wǎng)中識別接地故障的方法，該方法借助于對支路進(jìn)行監(jiān)測的支路保護(hù)裝置所給出的故障信號，由一個中央控制裝置確定故障的位置，并將故障部分?jǐn)嚅_。然而，上述方法僅在有電源供電的情況下，用于判斷故障位置并斷開故障路段或支路。而當(dāng)故障支路從電源側(cè)斷開后，上述方法不再監(jiān)測故障支路對行駛中的列車的影響。 計及目前磁浮列車由多路定子支路牽引，當(dāng)某一定子支路出現(xiàn)多點(diǎn)接地故障時，若經(jīng)由上述方法斷開該故障支路的電源，列車可能繼續(xù)由其它定子支路牽引前進(jìn)。在此情況下，該故障定子將產(chǎn)生故障電流對列車制動，使列車受到一個橫向力矩，影響列車安全運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種磁浮定子線圈發(fā)生多點(diǎn)接地故障的監(jiān)測方法，在故障支路從電源側(cè)斷開后，能夠繼續(xù)監(jiān)測支路上發(fā)生的多點(diǎn)接地故障，保證列車安全運(yùn)行。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種磁浮定子線圈發(fā)生多點(diǎn)接地故障的監(jiān)測方法，對磁浮列車牽引供電系統(tǒng)中多個定子線圈的支路分別監(jiān)測，每個支路通過開關(guān)站與供電電源連接；所述監(jiān)測方法包含
在每個定子支路的電源側(cè)的開關(guān)站上，裝設(shè)具有通信能力的繼電保護(hù)裝置，來監(jiān)測并識別該定子支路與供電電源的連接狀態(tài)；
還在每個定子支路的星形點(diǎn)側(cè)，裝設(shè)具有通信能力的另一繼電保護(hù)裝置，來監(jiān)測星形點(diǎn)側(cè)三相繞組的相電流；
繼電保護(hù)裝置之間通過通信網(wǎng)絡(luò)交換信息；
當(dāng)所述支路與供電電源斷開，并且監(jiān)測到所述支路的任意一相電流超過整定值而處于過流狀態(tài)，判定該支路發(fā)生了多點(diǎn)接地故障，發(fā)出告警信號。記所述星形點(diǎn)側(cè)的繼電保護(hù)裝置監(jiān)測的定子支路的三相主頻相電流幅值分別為
1灰、、^c ；對該支路的任意一相電流超過整定值而處于過流狀態(tài)的判據(jù)是4 ；式中，h 為4、4、1C中任意一相電流，hi為整定值。所述整定值/忍根據(jù)所述支路的三相繞組的對地電容C、所述支路在正常情況下供電主頻率/ ,列車運(yùn)行在定子上產(chǎn)生的空載電勢E，及設(shè)定的可靠系數(shù)t計算得到，該整定m^ = k>:2TTjCE?？煽肯禂?shù)λ的取值為1 <λ<10?；蛘撸稣ㄖ?忍根據(jù)所述支路的三相繞組的對地電容C、所述支路在正常情況下供電主頻率/，所述支路供電電壓的最大值汁算得到，該整定值為4i = 27gcu。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述磁浮定子線圈發(fā)生多點(diǎn)接地故障的監(jiān)測方法，其優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明可以用于高速磁浮交通系統(tǒng)中，即使在某支路因故障而與供電電源斷開之后，也可以在磁浮列車運(yùn)行并經(jīng)過故障定子線圈時，利用列車在定子中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，迅速判斷該支路是否存在多點(diǎn)接地故障。在發(fā)生多點(diǎn)接地故障時，將發(fā)出告警信號，并通知為磁浮列車牽引供電的中央控制系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)在斷開該支路的前提下，可以選擇停止該故障路段上的列車運(yùn)行以進(jìn)行線路維修，或控制列車以較低速度行駛通過故障路段，保證列車的安全運(yùn)行。


圖1是本發(fā)明所述磁浮定子線圈發(fā)生多點(diǎn)接地故障的監(jiān)測方法中繼電保護(hù)裝置的安裝示意圖2是本發(fā)明所述磁浮定子線圈發(fā)生多點(diǎn)接地故障的監(jiān)測方法進(jìn)行故障判斷的邏輯框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述磁浮定子線圈發(fā)生多點(diǎn)接地故障的監(jiān)測方法，尤其適用于磁浮列車牽引供電系統(tǒng)中，對其感應(yīng)電機(jī)的定子線圈發(fā)生的多點(diǎn)接地故障的確定。微機(jī)繼電保護(hù)裝置是目前廣泛采用的繼電保護(hù)裝置，它通常包含模擬量采集模塊、開關(guān)量采集模塊、中央處理單元、通信模塊、人機(jī)界面模塊等等。配合參見圖1、圖2所示，首先如圖1所示，在被保護(hù)支路的電源側(cè)設(shè)置繼電保護(hù)裝置1，繼電保護(hù)裝置1的開關(guān)量輸入模塊通過導(dǎo)線連接到電源側(cè)開關(guān)的輔助接點(diǎn)，以判斷開關(guān)是否斷開；在被保護(hù)支路的星形點(diǎn)側(cè)設(shè)置繼電保護(hù)裝置2，其模擬量采集模塊通過三個電流互感器3A、3B、3C分別與三相定子繞組星形點(diǎn)連接線相接；繼電保護(hù)裝置1與繼電保護(hù)裝置2同時連接到同一個通信網(wǎng)絡(luò)，通過通信網(wǎng)絡(luò)交換信息，如繼電保護(hù)裝置1將電源側(cè)開關(guān)的開閉狀態(tài)傳給繼電保護(hù)裝置2 ；之后，繼電保護(hù)裝置2根據(jù)圖2所示的邏輯框圖判斷已斷開支路是否發(fā)生多點(diǎn)接地故障。A、B、C三相繞組的故障監(jiān)測的過程相同，圖1中以A相繞組及星形點(diǎn)發(fā)生接地故障為例進(jìn)行說明。即是說，當(dāng)被保護(hù)支路的三相中任意一相電流大于定子電容電流的整定值，且該支路的開關(guān)處于斷開狀態(tài)時，判定該支路發(fā)生多點(diǎn)接地故障，此時將發(fā)出告警信號，并通知中央控制器對列車進(jìn)行制動。具體的，繼電保護(hù)裝置2測量三相主頻相電流幅值，記為H Ic ,繼電保護(hù)裝
置1通過檢測開關(guān)的輔助接點(diǎn)判斷長定子是否與電源連接。當(dāng)長定子與電源斷開時，繼電保護(hù)裝置1通過通信網(wǎng)絡(luò)通知繼電保護(hù)裝置2，告知長定子與電源斷開。當(dāng)長定子與電源斷開時，可能有以下三種情況第一、若無列車經(jīng)過該定子路段或該定子段無接地點(diǎn)，則三相電流為零。第二、若有列車經(jīng)過該定子路段并且該定子段只有一個接地點(diǎn)，則接地點(diǎn)將流過該定子支路的全部電流，即2^CS?？梢栽谏鲜交A(chǔ)上，設(shè)定一可靠系數(shù)作為相電流的整
定值i磁=k-κInfCB，式中e為所述支路的三相繞組的對地電5 為所述支路在正常情況下供電主頻率，S為列車運(yùn)行在該定子上產(chǎn)生的空載電勢。由于一點(diǎn)接地的那相電流最大不超過2^Λ，還設(shè)定有可靠系數(shù)k (l<.t< 10)，故在一點(diǎn)接地時不會誤發(fā)多點(diǎn)接地故
障的告警信號。在上述一點(diǎn)接地的情況下，當(dāng)空載電勢E難以獲取時，還可以用所述支路供電電壓的最大值‘< 替代空載電勢E，此時不必再考慮可靠系數(shù)，整定值為U = 27PUU。第三、作為本發(fā)明所述方法具體監(jiān)控的故障情況，若有列車經(jīng)過該定子路段并且該定子段有多個接地點(diǎn)，且該多個接地點(diǎn)中至少有兩個分布在任意一個電流互感器電路的兩側(cè)，如在電流互感器3Α兩側(cè)，則該電流互感器一次側(cè)會出現(xiàn)短路電流，其值會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于
整定值4 ；據(jù)此可以判定在該支路A相發(fā)生了多點(diǎn)接地故障，由繼電保護(hù)裝置2在判斷發(fā)
生多點(diǎn)接地故障后發(fā)出告警信號，并通過通信網(wǎng)絡(luò)通知中央控制器對列車進(jìn)行制動。綜上所述，本發(fā)明所述磁浮定子線圈發(fā)生多點(diǎn)接地故障的監(jiān)測方法，可以用于高速磁浮交通系統(tǒng)中，即使在某支路因故障而與供電電源斷開之后，也可以在磁浮列車運(yùn)行并經(jīng)過故障定子線圈時，根據(jù)故障支路中產(chǎn)生的相電流與定子電容電流的比較，迅速判斷該支路是否存在多點(diǎn)接地故障。在發(fā)生多點(diǎn)接地故障時，將發(fā)出告警信號，并通知為磁浮列車牽引供電的中央控制系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)在斷開該支路的前提下，可以選擇停止該故障路段上的列車運(yùn)行以進(jìn)行線路維修，或控制列車以較低速度行駛通過故障路段，保證列車的安全運(yùn)行。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種磁浮定子線圈發(fā)生多點(diǎn)接地故障的監(jiān)測方法，對磁浮列車牽引供電系統(tǒng)中多個定子線圈的支路分別監(jiān)測，每個支路通過開關(guān)站與供電電源連接，其特征在于，所述監(jiān)測方法包含在每個定子支路的電源側(cè)的開關(guān)站上，裝設(shè)具有通信能力的繼電保護(hù)裝置(1)，來監(jiān)測并識別該定子支路與供電電源的連接狀態(tài)；還在每個定子支路的星形點(diǎn)側(cè)上，裝設(shè)具有通信能力的另一繼電保護(hù)裝置(2)，來監(jiān)測星形點(diǎn)側(cè)三相繞組的相電流；繼電保護(hù)裝置(1、2)之間通過通信網(wǎng)絡(luò)交換信息；當(dāng)所述支路與供電電源斷開，并且監(jiān)測到所述支路的任意一相電流超過整定值而處于過流狀態(tài)，判定該支路發(fā)生了多點(diǎn)接地故障，發(fā)出告警信號。
2.如權(quán)利要求1所述磁浮定子線圈發(fā)生多點(diǎn)接地故障的監(jiān)測方法，其特征在于，記所述繼電保護(hù)裝置(2)監(jiān)測的定子支路的三相主頻相電流幅值分別為 Ia、C ；對該支路的任意一相電流超過整定值而處于過流狀態(tài)的判據(jù)是>；式中，Ix為“、Wc中任意一相電流，hi為整定值。
3.如權(quán)利要求2所述磁浮定子線圈發(fā)生多點(diǎn)接地故障的監(jiān)測方法，其特征在于， 整定值4s根據(jù)所述支路的三相繞組的對地電容C、所述支路在正常情況下供電主頻率 /，列車運(yùn)行在定子上產(chǎn)生的空載電勢E，及設(shè)定的可靠系數(shù)t計算得到，該整定值為= kx2^jUE。
4.如權(quán)利要求3所述磁浮定子線圈發(fā)生多點(diǎn)接地故障的監(jiān)測方法，其特征在于，可靠系數(shù)是的取值為1 <^<10。
5.如權(quán)利要求2所述磁浮定子線圈發(fā)生多點(diǎn)接地故障的監(jiān)測方法，其特征在于，整定值根據(jù)所述支路的三相繞組的對地電容c、所述支路在正常情況下供電主頻率/ ,所述支路供電電壓的最大值E/計算得到，該整定值為= WCU。
全文摘要
一種磁浮定子線圈發(fā)生多點(diǎn)接地故障的監(jiān)測方法，在每個定子支路的電源側(cè)開關(guān)站上裝設(shè)能識別定子支路是否與供電電源斷開并具有通信能力的繼電保護(hù)裝置；還在每個定子支路的星形點(diǎn)側(cè)裝設(shè)能監(jiān)測三相電流并具有通信能力的另一繼電保護(hù)裝置；當(dāng)支路的任意一相電流超過整定值而處于過流狀態(tài)，并且該支路與供電電源斷開時，判定該支路發(fā)生了多點(diǎn)接地故障，并發(fā)出告警信號。本發(fā)明可以用于高速磁浮交通系統(tǒng)中，即使在某支路因故障而與供電電源斷開之后，也可以在磁浮列車經(jīng)過故障定子線圈時，利用列車在定子中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，迅速判斷該支路是否存在多點(diǎn)接地故障，發(fā)出告警信號并控制列車制動，確保安全運(yùn)行。
文檔編號G01R31/06GK102243287SQ20111011000
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者徐習(xí)東, 徐濤, 方華, 杜鵬程, 王霄樺, 許鐵峰, 金宇 申請人:上海磁浮交通發(fā)展有限公司, 上海磁浮交通工程技術(shù)研究中心