一種基于電流特征的高速鐵路供電臂聯(lián)跳保護方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于電流特征的高速鐵路供電臂聯(lián)跳保護方法：是由分散分布在變電所、AT所、分區(qū)所的電流保護元件和通信網(wǎng)絡實現(xiàn)的，每個電流保護元件可以通過通信網(wǎng)絡向同一供電臂上的其它電流保護元件發(fā)送或接收聯(lián)跳命令，實現(xiàn)故障供電臂的快速隔離。當變電所與AT所之間故障時，變電所電流保護元件采用電流比判據(jù)和過電流判據(jù)識別故障線路，AT所電流保護元件采用方向過電流判據(jù)識別故障線路；當AT所與分區(qū)所之間故障時，AT所電流保護元件和分區(qū)所電流保護元件采用方向過電流判據(jù)識別故障線路；當任一電流保護元件檢出故障后，跳開所內(nèi)故障供電臂的斷路器，并向同一供電臂上的其它電流保護元件發(fā)送聯(lián)跳命令，其它電流保護元件接收到命令后跳開對應斷路器，實現(xiàn)故障供電臂的快速隔離，不會影響并聯(lián)的另一供電臂的供電。
【專利說明】一種基于電流特征的高速鐵路供電臂聯(lián)跳保護方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于高速電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)領域，該發(fā)明創(chuàng)造涉及采用全并聯(lián)自耦變壓器(AT)供電方式的電氣化鐵路牽引網(wǎng)的保護。
【背景技術】
[0002]為適應高速動車組對供電能力的需求，我國高速鐵路均為全并聯(lián)AT供電方式。但與普速鐵路相比，全并聯(lián)AT供電方式下的牽引網(wǎng)結(jié)構更加復雜，故障類型更多，對繼電保護的要求更高。但是，牽引負荷具有移動性、沖擊性等特點，牽引網(wǎng)結(jié)構和供電方式也與電力系統(tǒng)有很大區(qū)別，電力系統(tǒng)中的方法，如故障分量法、模型識別法、綜合阻抗法、行波差動原理等并不能適用于高速鐵路。
[0003]目前，我國高速鐵路牽引網(wǎng)保護方法的故障隔離過程是當上行或下行供電臂發(fā)生故障時，首先由變電所跳開兩條供電臂，再根據(jù)失壓判據(jù)和重合閘實現(xiàn)并聯(lián)解列和故障隔離，但是存在以下問題:
[0004]問題1、現(xiàn)有的保護方法只考慮變電所處測量阻抗和電流的大小，當AT所與分區(qū)所之間發(fā)生故障時無法判斷故障發(fā)生在上行供電臂還是下行供電臂，所以當任意位置發(fā)生故障時，變電所都會將兩條供電臂跳開，停電范圍大，無法滿足保護的選擇性。
[0005]問題2、由于需要通過變電所、AT所和分區(qū)所重合閘的配合動作實現(xiàn)故障隔離，恢復供電所需時間較長。
[0006]問題3、由于高速動車組負荷電流大，現(xiàn)有的保護方法要按照躲過變電所處的最大負荷電流整定，整定值大，導致無法識別末端高阻故障。
[0007]我國高速鐵路運營里程已位居世界第一。因此，研究一種適用于我國全并聯(lián)AT供電方式的高速鐵路牽引網(wǎng)快速保護方法，滿足故障隔離和供電恢復的選擇性和速動性，無疑具有很高的應用價值和經(jīng)濟效益，并具有相當廣闊的市場前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]鑒于現(xiàn)有方法的以上缺點，本發(fā)明的目的是，提供一種基于電流特征的高速鐵路供電臂聯(lián)跳保護方法，適用于我國高速鐵路中全并聯(lián)AT牽引網(wǎng)，能夠滿足保護的選擇性和速動性。
[0009]本發(fā)明的目的是通過如下的手段實現(xiàn)的。
[0010]一種基于電流特征的高速鐵路供電臂聯(lián)跳保護方法，其特征在于:由分散分布在變電所、AT所、分區(qū)所的電流保護元件和通信網(wǎng)絡構成，任一電流保護元件檢出故障后跳開所內(nèi)斷路器，并通過通信網(wǎng)絡向同一供電臂上的其它電流保護元件發(fā)送聯(lián)跳命令，實現(xiàn)故障供電臂的快速隔離；
[0011]當變電所與A T所之間發(fā)生故障時，位于變電所的電流保護元件采用電流比判據(jù)和過電流判據(jù)識別故障線路，位于AT所的電流保護元件采用方向過電流判據(jù)識別故障線路；當任一電流保護元件檢出故障后，跳開所內(nèi)故障供電臂的斷路器，并向同一供電臂上的其它電流保護元件發(fā)送聯(lián)跳命令，其它電流保護元件接收到命令后跳開對應斷路器，實現(xiàn)故障供電臂的快速隔離，不會影響并聯(lián)的另一供電臂的供電；
[0012]當AT所和分區(qū)所之間發(fā)生故障時，AT所和分區(qū)所電流保護元件采用方向過電流判據(jù)識別故障線路；當任一電流保護元件檢出故障后，跳開所內(nèi)故障供電臂的斷路器，并向同一供電臂上的其它電流保護元件發(fā)送聯(lián)跳命令，其它電流保護元件接收到命令后跳開對應斷路器，實現(xiàn)故障供電臂的快速隔離，不會影響并聯(lián)的另一供電臂的供電。
[0013]聯(lián)跳命令的通信可采用但不限于光纖以太網(wǎng)技術實現(xiàn)。
[0014]電流保護元件為一個相對獨立的可完成判據(jù)識別的功能單元，同一個所(變電所、AT所、分區(qū)所)的2個電流保護元件可以在同一個物理裝置上實現(xiàn)，也可以分布在不同的物
理裝置上實現(xiàn)。
[0015]與現(xiàn)有方法相比，本發(fā)明方法的有益效果是:
[0016]I)充分利用近故障點的電流信息，快速準確識別故障供電臂。當故障點靠近變電所時，變電所的電流比判據(jù)最能反映故障供電臂；當故障點靠近AT所時，AT所的方向過電流判據(jù)最能反映故障供電臂；當故障點靠近分區(qū)所時，分區(qū)所的方向過電流判據(jù)最能反映故障供電臂；本發(fā)明方法充分利用最靠近故障點的電流信息，實現(xiàn)故障供電臂的快速準確識別，防止誤判；
[0017]2)停電范圍小，不影響并聯(lián)的另一供電臂。本發(fā)明方法能夠準確識別故障供電臂，并通過聯(lián)跳命令僅跳開故障供電臂的變電所、AT所、分區(qū)所開關，實現(xiàn)了停電范圍最小，另一供電臂的列車可以繼續(xù)正常行駛；
[0018]3)提高了保護靈敏度，能夠準確識別供電臂末端高阻故障。本發(fā)明方法利用AT所和分區(qū)所電流識別故障，定值小，靈敏度高，解決了供電臂末端高阻故障時的拒動問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明實施例的高速鐵路變電所與AT所之間發(fā)生短路故障時供電臂電流示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明實施例的高速鐵路AT所與分區(qū)所之間發(fā)生短路故障時供電臂電流示意圖。
[0021]圖3-8分別是電流保護元件1-6的原理框圖。
[0022]圖9是本發(fā)明實施例的高速鐵路牽引網(wǎng)保護方法示意圖。
[0023]圖10是本發(fā)明所述的電流保護元件實施例的微機式繼電保護裝置構成示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實施對本發(fā)明作進一步描述。附圖和【具體實施方式】并不限制本發(fā)明要求保護的范圍。
[0025]當變電所和AT所之間發(fā)生短路故障時，在故障區(qū)段，上下行的T1與TyF1與F2A1與R2分別形成了回路，可以得到3個回路電壓方程:[0026]
【權利要求】
1.一種基于電流特征的高速鐵路供電臂聯(lián)跳保護方法，其特征在于:由分散分布在變電所、AT所、分區(qū)所的電流保護元件和通信網(wǎng)絡構成，當任一電流保護元件檢出故障后跳開所內(nèi)斷路器，并通過通信網(wǎng)絡向同一供電臂上的其它電流保護元件發(fā)送聯(lián)跳命令，實現(xiàn)故障供電臂的快速隔離； 當變電所與A T所之間發(fā)生故障時，位于變電所的電流保護元件采用電流比判據(jù)和過電流判據(jù)識別故障線路，位于AT所的電流保護元件采用方向過電流判據(jù)識別故障線路；當任一電流保護元件檢出故障后，跳開所內(nèi)故障供電臂的斷路器，并向同一供電臂上的其它電流保護元件發(fā)送聯(lián)跳命令，其它電流保護元件接收到命令后跳開對應斷路器，實現(xiàn)故障供電臂的快速隔離，不會影響并聯(lián)的另一供電臂的供電； 當AT所和分區(qū)所之間發(fā)生故障時，AT所和分區(qū)所電流保護元件采用方向過電流判據(jù)識別故障線路；當任一電流保護元件檢出故障后，跳開所內(nèi)故障供電臂的斷路器，并向同一供電臂上的其它電流保護元件發(fā)送聯(lián)跳命令，其它電流保護元件接收到命令后跳開對應斷路器，實現(xiàn)故障供電臂的快速隔離，不會影響并聯(lián)的另一供電臂的供電。
2.如權利要求1所述的基于電流特征的高速鐵路供電臂聯(lián)跳保護方法，其特征在于:聯(lián)跳命令的通信可以利用但不限于光纖以太網(wǎng)技術實現(xiàn)。
3.如權利要求1所述的基于電流特征的高速鐵路供電臂聯(lián)跳保護方法，其特征在于:所述電流保護元件為一個相對獨立的可完成判據(jù)識別的功能單元，同一個處所的二個電流保護元件可以在同一個物理裝置上實現(xiàn)，也可以分布在不同的物理裝置上實現(xiàn)；所述處所可為:變電所、AT所、分區(qū)所。
【文檔編號】H02H7/28GK103715671SQ201310747213
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權日:2013年12月30日
【發(fā)明者】韓正慶, 劉淑萍, 高仕斌 申請人:西南交通大學