專利名稱：一種雙線鐵路末端并聯(lián)牽引網(wǎng)分區(qū)段供電及狀態(tài)測控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及交流電氣化鐵路的一種雙線鐵路末端并聯(lián)牽引網(wǎng)分區(qū)段供電及狀態(tài)測控裝置。
背景技術(shù)：
電氣化鐵路的牽引供電系由牽引變電所和牽引網(wǎng)組成，牽引網(wǎng)由接觸網(wǎng)(T)、軌道(R和地)組成。為了提高牽引網(wǎng)的供電能力，減少供電電壓及能量損失又保持上下行接觸網(wǎng)的相對獨立性，通常在雙線鐵路牽引網(wǎng)末端即分區(qū)所將上、下行接觸網(wǎng)(T)并聯(lián)。但是，當(dāng)上(下)行接觸網(wǎng)(T) 一處故障時將使?fàn)恳冸娝?下)行饋線和分區(qū)所跳閘，從而使上(下)行接觸網(wǎng)各區(qū)間全部停電，這將影響無故障區(qū)間列車的正常供電與運(yùn)行，降低供電可靠性。如何及時、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)、隔離并排除故障，最大限度地保證無故障區(qū)間的正常供電是保障鐵路安全、良好運(yùn)行的重要舉措。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是提供一種雙線鐵路末端并聯(lián)牽引網(wǎng)供電及狀態(tài)測控裝置，及時、準(zhǔn)確地反映牽引網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，判斷牽引網(wǎng)的故障類型和故障位置，并迅速隔離和排除故障，最大限度地縮小故障及影響范圍，提高供電可靠性，更好地保障列車安全、正點運(yùn)行。本實用新型解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為:一種雙線鐵路末端并聯(lián)牽引網(wǎng)分區(qū)段供電及狀態(tài)測控裝置，以鐵路的區(qū)間(IOkm左右)為單位，在區(qū)間分界處增設(shè)接觸網(wǎng)(T)電分段(FD)和開閉所(KB);開閉所(KB)包括斷路器(DL)及電流互感器(LH)、電壓互感器(YH)和測控單元；斷路器(DL)和與之串聯(lián)的電流互感器(LH)跨接于接觸網(wǎng)⑴電分段(FD)兩端，電分段(FD)串接在接觸網(wǎng)中；電壓互感器(YH)并聯(lián)在接觸網(wǎng)(T)上；電流互感器(LH)的測量端、電壓互感器(YH)的測量端和斷路器(DL)的控制端均與測控單元相連；測控單元通過數(shù)據(jù)同步采集與傳輸網(wǎng)絡(luò)與牽引變電所或調(diào)度室連接。本實用新型的工作原理是:當(dāng)開閉所(KB)的電壓互感器(YH)測量的電壓均在正常范圍內(nèi)時，若牽引網(wǎng)上某區(qū)間兩端的開閉所(KB)的電流之差值(假設(shè)牽引變電所至分區(qū)所方向為電流正方向)不等于零，其他區(qū)間兩端的開閉所(KB)的電流差值皆等于零，則判定該區(qū)間有帶電列車運(yùn)行，其他區(qū)間均無帶電列車。同時，若該電流差值大于零，則判定該區(qū)間的帶電列車處于牽引工況，若電流差值小于零時，則判定該區(qū)間帶電列車處于再生(發(fā)電)工況。同理可以判斷其他區(qū)間的帶電列車運(yùn)行狀態(tài)；帶電列車的具體位置可由同步采集的這兩端開閉所(KB)的電壓互感器(YH)測量的電壓和電流互感器(LH)測量的電流經(jīng)潮流計算獲得。當(dāng)開閉所(KB)的電壓互感器(YH)測量的電壓低于正常值時，判定牽引網(wǎng)故障，分A、B和C3種情形:A、若判定某區(qū)間接觸網(wǎng)支路一端為接地故障，另一端為斷線故障，則:(1)利用接地故障一端的開閉所(KB)的電壓互感器(YH)和電流互感器(LH)同步同時測量的電壓和短路電流計算短路電抗及其對應(yīng)的接地(與斷線)故障的具體位置；(2)同時令該區(qū)間兩端開閉所(KB)的斷路器(DL)均分閘，其他區(qū)間保持正常供電。B、若判定某區(qū)間接觸網(wǎng)支路兩端均為接地故障，則:(1)根據(jù)一端開閉所的電壓互感器(YH)測量的電壓和同步同時測量的短路電流計算短路電抗及其對應(yīng)的接地故障的具體位置；(2)同時令該區(qū)間兩端的開閉所(KB)的斷路器(DL) —同分閘，再重合，重合成功，恢復(fù)正常供電，重合失敗，令這兩端的開閉所(KB)的斷路器(DL)再次分閘，其他區(qū)間保持正常供電。C、兩個及以上區(qū)間內(nèi)接觸網(wǎng)(T)支路同時發(fā)生故障，可參照A、B分別進(jìn)行處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:一、本實用新型通過在雙線鐵路末端并聯(lián)牽引網(wǎng)中設(shè)置區(qū)間接觸網(wǎng)電分段和開閉所并引入狀態(tài)判據(jù)，可以讓變電所或調(diào)度室的值班人員及時了解和掌握牽引網(wǎng)中帶電列車的(牽引或再生)運(yùn)行工況和具體位置。三、本實用新型通過在雙線鐵路末端并聯(lián)牽引網(wǎng)中設(shè)置區(qū)間接觸網(wǎng)電分段和開閉所并運(yùn)用故障判據(jù)，可以及時、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)、區(qū)分、隔離并處置各種故障，增強(qiáng)了繼電保護(hù)的選擇性、速動性、靈敏性，同時保證無故障區(qū)間繼續(xù)供電、運(yùn)行，最大限度地減少停電范圍，避免故障影響的擴(kuò)大化，進(jìn)一步提高牽引網(wǎng)供電的可靠性。三、本實用新型可進(jìn)一步與行車調(diào)度信息結(jié)合使用，增強(qiáng)牽引網(wǎng)運(yùn)行方式與調(diào)度控制的互補(bǔ)性和靈活性。四、相關(guān)裝置投資較少，實施方便，即便于新線采用，也便于舊線改造。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步的描述。

圖1是本實用新型實施例的區(qū)間開閉所結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是供電狀態(tài)測控的數(shù)據(jù)同步采集與傳輸網(wǎng)絡(luò)示意圖；圖3是末端并聯(lián)牽引網(wǎng)各區(qū)間及開閉所示意圖。
具體實施方式
圖1示出，本實用新型的一種具體實施方式
為:在所示的鐵路某區(qū)間(IOkm左右)兩端是2個相鄰的開閉所(KBi)和開閉所(KBj)，開閉所(KBi)包括斷路器(DLi)及電流互感器(LHi)、電壓互感器(YHi)和測控單元。斷路器(DLi)和與之串聯(lián)的電流互感器(LHi)跨接于接觸網(wǎng)(T)電分段(FDi)兩端，電分段(FDi)串接在接觸網(wǎng)(T)中，能使列車不間斷帶電通過；電壓互感器(YHi)并接在接觸網(wǎng)(T)上；電流互感器(LHi)的測量端、電壓互感器(YHi)的測量端和斷路器(DLi)的控制端均與測控單元相連；測控單元通過數(shù)據(jù)同步采集與傳輸網(wǎng)絡(luò)與牽引變電所或調(diào)度室連接。圖2示出為供電狀態(tài)測控的數(shù)據(jù)同步采集與傳輸網(wǎng)絡(luò)示意圖，可以與遠(yuǎn)動系統(tǒng)結(jié)合運(yùn)用，負(fù)責(zé)牽引變電所或控制室與各開閉所(KB)的實時信息交流。牽引變電所或控制室同步采集、識別判斷牽引網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，下達(dá)控制命令，每個開閉所(KB)的測控單元負(fù)責(zé)接收控制命令和同步信息，采集和傳送電流、電壓數(shù)據(jù)及斷路器的開關(guān)信息。如圖3示出是雙線電氣化鐵路廣泛采用的末端并聯(lián)牽引網(wǎng)的區(qū)間和開閉所示意圖。圖中列車均由其兩側(cè)的接觸網(wǎng)⑴供電，如上行區(qū)間I上的列車(LI)由其牽引變電所一側(cè)的接觸網(wǎng)(T)和由下行繞至上行的另一側(cè)接觸網(wǎng)(T)供電。如圖3中，各個開閉所(KB)的電壓互感器(YH)測量的電壓均在正常范圍內(nèi)，若牽引變電所上行饋線(等效于一個開閉所)的電流(ITio)與相鄰的上行開閉所(KBll)的電流(ITll)之差值(假設(shè)牽引變電所至分區(qū)所方向為電流正方向)不等于零，其他兩兩相鄰開閉所(KB)的電流差值皆等于零，由此判定有帶電列車在上行區(qū)間I中運(yùn)行，其他區(qū)間均無帶電列車。同時，若上行區(qū)間I兩端的電流差值大于零，則判定該區(qū)間的帶電列車處于牽引工況，若電流差值小于零時，則判定該區(qū)間帶電列車處于再生(發(fā)電)工況。帶電列車的具體位置可由同步采集的兩個相鄰開閉所(牽引變電所和KB11)的電壓互感器(YH)測量的電壓和電流互感器(LH)測量的電流經(jīng)潮流計算獲得。同理，可以判定上行和下行其他區(qū)間內(nèi)有無帶電列車、帶電列車所處工況以及帶電列車位置。當(dāng)開閉所(KB)的電壓互感器(YH)測量的電壓低于正常值時，判定牽引網(wǎng)故障；標(biāo)定流入各區(qū)間接觸網(wǎng)(T)支路的故障潮流符號值為1，流出的故障潮流符號值為-1，空載潮流符號值為O ;計算各區(qū)間接觸網(wǎng)(T)支路的故障潮流符號值的和值。如圖3中，若開閉所(KB)電壓互感器的測量電壓降至正常值以下且上行牽引網(wǎng)區(qū)間2內(nèi)接觸網(wǎng)(T)支路的故障潮流符號值的和值的絕對值等于1，則判定該區(qū)間牽引網(wǎng)支路故障潮流符號值等于I的一端為接地故障，等于零的一端為斷線故障:(I)利用潮流符號值等于I的一端的開閉所的電壓互感器(YH)和電流互感器(LH)同步同時測量的電壓和短路電流計算短路電抗及與該區(qū)間接觸網(wǎng)(T)與鋼軌回路總電抗的比值，用該比值乘以區(qū)間2的長度得出其接地和斷線故障的具體位置；(2)同時令該區(qū)間兩端開閉所(KB11、KB12)的斷路器(DL)均分閘，其他區(qū)間保持正常供電。如圖3中，若各開閉所(KB)電壓互感器的測量電壓降至正常值以下且上行牽引網(wǎng)區(qū)間2內(nèi)接觸網(wǎng)(T)支路的故障潮流符號值的和值的絕對值等于2，則判定該區(qū)間接觸網(wǎng)支路兩端均為接地故障:(I)根據(jù)這兩端的開閉所中電流互感器(LH)測量的短路電流較大的一端的開閉所(KB)的電壓互感器(YH)測量的電壓和同步同時測量的(這個較大的)短路電流計算短路電抗及與該區(qū)間接觸網(wǎng)⑴與鋼軌回路總電抗的比值，用該比值乘以區(qū)間2的長度得出其接地故障的具體位置；(2)同時令該區(qū)間兩端的開閉所(KB11、KB12)的斷路器(DL) —同分閘，再重合，重合成功，恢復(fù)正常供電，重合失敗，令這兩個開閉所(KB11、KB12)的斷路器(DL)再次分閘，其他區(qū)間保持正常供電。同理，也可以對牽引網(wǎng)各區(qū)間中發(fā)生的復(fù)合故障進(jìn)行判定、定位和隔離操作。
權(quán)利要求1.一種雙線鐵路末端并聯(lián)牽引網(wǎng)分區(qū)段供電及狀態(tài)測控裝置，其構(gòu)成和關(guān)系是:以鐵路的區(qū)間為單位，在區(qū)間分界處增設(shè)接觸網(wǎng)(T)電分段(FD)和開閉所(KB);開閉所(KB)包括斷路器(DL)及電流互感器(LH)、電壓互感器(YH)和測控單元；斷路器(DL)和與之串聯(lián)的電流互感器(LH)跨接于接觸網(wǎng)⑴電分段(FD)兩端，電分段(FD)串接在接觸網(wǎng)中，能使列車不間斷帶電通過；電壓互感器(YH)并聯(lián)在接觸網(wǎng)(T)上；電流互感器(LH)的測量端、電壓互感器(YH)的測量端和斷路器(DL)的控制端均與測控單元相連；測控單元通過數(shù)據(jù)同步采集與傳輸網(wǎng)絡(luò)與牽引變電所或調(diào)度室連接。
專利摘要本實用新型公開了一種雙線鐵路末端并聯(lián)牽引網(wǎng)分區(qū)段供電及狀態(tài)測控裝置，以鐵路的區(qū)間(10km左右)為單位，在區(qū)間分界處增設(shè)接觸網(wǎng)電分段和開閉所；開閉所包括斷路器及電流互感器、電壓互感器和測控單元；斷路器和與之串聯(lián)的電流互感器跨接于接觸網(wǎng)電分段兩端，測控單元通過數(shù)據(jù)同步采集與傳輸網(wǎng)絡(luò)與牽引變電所或調(diào)度室連接。本實用新型通過設(shè)置區(qū)間電分段和開閉所并引入狀態(tài)判據(jù)，可以及時了解牽引網(wǎng)上帶電列車的運(yùn)行狀況，及時、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)、隔離和處置各種故障，保證無故障區(qū)間繼續(xù)供電、運(yùn)行，減少停電范圍，進(jìn)一步提高牽引網(wǎng)供電的可靠性。該裝置投資較少，實施方便，即便于新線采用，也便于舊線改造。
文檔編號H02J13/00GK203039357SQ20122063355
公開日2013年7月3日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者李群湛, 賀建閩, 陳民武, 李亞楠, 劉煒, 郭鍇, 余俊祥, 李子晗, 南曉強(qiáng), 周福林, 解紹鋒, 張麗艷, 郭蕾, 馬慶安 申請人:西南交通大學(xué)