CN102508113B - 电气化铁路测距装置数据采集同步的方法 - Google Patents
电气化铁路测距装置数据采集同步的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102508113B CN102508113B CN2011103228073A CN201110322807A CN102508113B CN 102508113 B CN102508113 B CN 102508113B CN 2011103228073 A CN2011103228073 A CN 2011103228073A CN 201110322807 A CN201110322807 A CN 201110322807A CN 102508113 B CN102508113 B CN 102508113B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- slave
- sampling
- synchronous
- main frame
- distance measuring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Abstract
本发明公开了电气化铁路测距装置数据同步采集方法，采用专用光纤同步的数据采集，牵引变电所的测距装置为主机，AT所和分区所的测距装置为从机，所有的测距装置之间用一根光纤连接；通过输入AT所之间的距离参数来估算光纤通道的长度，进一步根据光纤长度和光速计算AT所装置之间或AT所和分区所装置之间数据传输延时，基于计算出的固定数据传输延时实时调节从机采样中断间隔时间，消除时钟晶振等偏差造成的失步影响，保持主机和从机以及从机与从机之间采样中断相对同步。
Description
技术领域
本发明涉及在电气化铁路牵引供电等领域中自耦变(AT)供电方式牵引馈线故障测距数据同步采集方法，以及涉及此方法的测距装置或系统。
背景技术
电气化铁路AT供电方式就是将若干台变比为2:1的自耦变压器(AT)按一定的间距(通常为10几公里)并联在接触线(T)与正馈线(F)之间，其中点直接接钢轨(R)。该供电方式具有供电臂长、输送功率大、对相邻通信线干扰小等优点。为了进一步减小牵引网单位长度阻抗，提高供电臂末端电压，在每个AT处将复线牵引网的上、下行并联起来，称为全并联AT供电方式。由于自耦变压器的影响，AT供电方式下的测量阻抗与故障点位置之间不再是线性关系，传统的阻抗法测距原理不再适用。对于单线、复线AT供电方式采用吸上电流比测距原理计算故障位置，对于全并联AT供电方式的故障，采用横联线电流比测距原理，不受AT漏抗、过渡电阻、线路互感等因素的影响，具有很高的测距精度。为了保证测距结果的准确性，必需使用来自不同变电站的同一时刻的电流数据进行计算，这样需要各个站之间的数据同步采集。常规的光纤同步数据采样技术主要是用于两个装置之间，且由于实测通道延时需要数据收发双向通道，这样装置之间级联就需要两对接收发送光纤接口，装置硬件和光纤成本增加。
发明内容
本发明的目的是：提供一种能适用于电气化铁路自耦变(AT)供电方式牵引馈线故障测距数据同步采集方法，用于电气化铁路牵引馈线故障测距装置。
为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：电气化铁路测距装置数据同步采集方法，采用专用光纤同步的数据采集方法，牵引变电所的测距装置为主机，AT所和分区所的测距装置为从机，所有的测距装置之间用一根光纤连接。通过输入AT所之间的距离参数来估算光纤通道的长度，进一步根据光纤长度和光速计算AT所装置之间或AT所和分区所装置之间数据传输延时，基于计算出的固定数据传输延时实时调节从机采样中断间隔时间，消除时钟晶振等偏差造成的失步影响，保持主机和从机以及从机与从机之间采样中断相对同步。解决了实测数据传输延时需要双向通道致使每个装置需要两个接收和两个发送光纤接口的问题。
基于GPS对时同步的数据采集方法，利用电气化铁路沿线的E1通道，将牵引所里的测距装置(主机)和沿线的各个AT所、分区所的测距装置(从机)的通讯以太网口连接起来，构成网络。E1通道是SDH通信设备提供2Mbit/s的专用传输通道、接口，采用同轴电缆连接的一种通讯方式。所有的测距装置采集站内的接触网电压、馈线电流作为故障测距的电气量，铁路沿线的测距装置都接收GPS卫星对时，对时精度能精确到1毫秒以内。当接触网、正馈线以及铁轨之间发生短路故障时，测距装置整组启动。其它继电保护设备动作跳闸切除故障，供电臂的电流消失。
当主站的故障测距装置判断故障切除后，取故障切除前两个周波时刻作为故障测距数据的采集时刻，向各个从机下发收取数据的报文，报文中携带采集时刻，从机收到报文后，解析报文中的采集时刻，将采集时刻对应的电流打包在回送报文中送给主站，实现整个供电臂内的测距数据同步采集。本发明提出两种电气化铁路自耦变(AT)供电方式牵引馈线故障测距数据同步采集方法，利用铁路沿线布置的专用光纤或E1通道通讯实现故障测距系统同步采集AT中性点吸上电流、横联线电流等数据，由分区所向牵引所方向单向传输，对于接触网或正馈线与铁轨之间的故障采用吸上电流比测距原理计算故障位置，对于全并联AT供电方式的故障，采用横联线电流比测距原理。
本发明的有益效果是：通过提供一种能适用于电气化铁路自耦变(AT)供电方式牵引馈线故障测距数据同步采集方法，得到精度高的时间同步，保持主机和从机以及从机与从机之间采样中断相对同步。解决了实测数据传输延时需要双向通道致使每个装置需要两个接收和两个发送光纤接口的问题。用于电气化铁路牵引馈线故障测距装置。
附图说明
图1为采用专用光纤同步的数据采集故障测距系统架构图。
图2 为专用光纤同步采样间隔调整示意图。
图3为采用E1通道数据采集故障测距系统架构图。
图4 为测距时刻计算示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细说明。
对于专用光纤同步方式，系统架构如图1所示，用一根光纤把某个站的测距装置与牵引所侧的相邻站的测距装置相连接，整个测距系统的测距装置的光纤通讯接口串接在一起。同步方法如图2所示，t1为从机采样中断发生的时刻，t2为主机采样中断发生的时刻，td为主从机之间数据传输的延时，∆t为主从机采样中断时间差，∆t表征主从机之间不同步的程度。在从机的装置参数中设置线路长度，按照光纤长度和线路长度近似的原则，根据线路长度估算光纤长度，根据光速和光纤长度计算出主从机之间数据传递的延时时间td。假定主机在t2时刻进入采样中断向从机发送一帧数据，从机在t1时刻进入采样中断，在t3时刻收到主机的数据，则∆t=t3-t1-td，根据∆t的符号和大小，调整从机下次中断产生的时刻，使∆t趋近于零，从而达到从机的采样时刻跟随主机采样时刻保持相对同步的效果。
对于基于GPS对时同步的数据采集方法，系统架构如图3所示，各个测距装置的以太网端口通过以太网和E1转换的设备连接到E1通道，通过E1通道连接成网络主从机可以通过装置参数设置区分，通讯地址可以分别设定。测距时刻计算方法如图4所示，测距装置计算牵引馈线电流低于某固定门槛则判断为电流消失时刻，电流消失时刻前两个周波即为测距数据采集时刻。牵引馈线发生故障后，继电保护设备动作跳闸切除故障，供电臂的电流消失，取电流消失前40ms的时刻作为测距数据读取时刻，比如此时刻为2011年10月9日12时30分15秒500毫秒，则主机将2011-10-09 10:30: 15:500发给所有从机，从机收到数据以后，在存储队列中搜索与2011-10-09 10:30: 15:500时刻最接近的电流数据发送给主机，主机收到所有从机的数据后按大小排序，取电流最大值与次大值用于测距计算。
目前现场对于单线、复线的AT供电方式下接触网或者回流线与铁轨之间的故障采用吸上电流比测距原理计算故障位置，对于全并联AT供电方式的故障，采用横联线电流比测距原理。
吸上电流比测距公式为：
Xn为故障点到故障点前一个AT所的牵引馈线长度，Ln为故障点所在AT段的长度，IRn和IRn+1分别为故障点两侧AT中性点的吸上电流，Qn和Qn+1为考虑AT漏抗和线路阻抗不均匀是的修正值，可通过现场实验获得或者根据经验整定；由于AT中性点吸上电流比原理只关注故障点两侧AT中性点的吸上电流，因此该原理可以适用于单线或复线AT供电方式接触网或回流线对铁轨短路的故障测距。
横联线电流比测距公式为：
Xn为故障点到故障点前一个AT所的牵引馈线长度，D为故障点所在AT段的长度，IFH1、IFH2分别为故障点两侧馈线横联线电流，ITH1、ITH2分别为故障点两侧接触网横联线电流；由于横联线电流比原理只关注故障点两侧横联线电流，因此该原理可以适用于全并联AT供电方式的任何故障类型的故障测距。
对测距系统用RTDS（一种动态实时仿真系统）对电铁故障测距系统进行了模拟测试，试验结果表明基于光纤同步采样或者GPS同步的测距装置具有较好的同步采样准确性和测距精度，能够满足现场AT供电方式下的故障测距的要求。
Claims (1)
1.电气化铁路测距装置数据同步采集方法，其特征是：采用专用光纤同步的数据采集方法，牵引所的测距装置为主机，AT所和分区所的测距装置为从机，所有的测距装置之间用一根光纤连接；通过输入AT所之间的距离参数来估算光纤通道的长度，进一步根据光纤长度和光速计算AT所装置之间或AT所和分区所装置之间数据传输延时，基于计算出的固定数据传输延时实时调节从机采样中断间隔时间，消除时钟晶振偏差造成的失步影响，保持主机和从机以及从机与从机之间采样中断相对同步；
利用铁路沿线的E1通道，将牵引所里的测距装置即主机和沿线的各个AT所、分区所的测距装置即从机的通讯以以太网口连接起来，构成网络；E1通道是SDH通信设备提供2Mbit/s的专用传输通道；
整个测距系统的测距装置的光纤通讯接口串接在一起；同步方法为：t1为从机采样中断发生的时刻，t2为主机采样中断发生的时刻，td为主从机之间数据传输的延时，Δt为主从机采样中断时间差，Δt表征主从机之间不同步的程度；在从机的装置参数中设置线路长度，按照光纤长度和线路长度近似的原则，根据线路长度估算光纤长度，根据光速和光纤长度计算出主从机之间数据传递的延时时间td；假定主机在t2时刻进入采样中断向从机发送一帧数据，从机在t1时刻进入采样中断，在t3时刻收到主机的数据，则Δt=t3-t1-td，根据Δt的符号和大小，调整从机下次中断产生的时刻，使Δt趋近于零，从而达到从机的采样时刻跟随主机采样时刻保持相对同步的效果。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011103228073A CN102508113B (zh) | 2011-10-21 | 2011-10-21 | 电气化铁路测距装置数据采集同步的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011103228073A CN102508113B (zh) | 2011-10-21 | 2011-10-21 | 电气化铁路测距装置数据采集同步的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102508113A CN102508113A (zh) | 2012-06-20 |
| CN102508113B true CN102508113B (zh) | 2013-11-13 |
Family
ID=46220218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011103228073A Expired - Fee Related CN102508113B (zh) | 2011-10-21 | 2011-10-21 | 电气化铁路测距装置数据采集同步的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102508113B (zh) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103149498B (zh) * | 2012-09-28 | 2015-08-05 | 西南交通大学 | 电气化铁道at牵引网带电列车运行状态与位置辨识方法 |
| CN103715671B (zh) * | 2013-12-30 | 2016-04-06 | 西南交通大学 | 一种基于电流特征的高速铁路供电臂联跳保护方法 |
| CN105334727B (zh) * | 2014-08-06 | 2017-11-14 | 国家电网公司 | 基于多测量点的同步方法和装置 |
| CN105425102A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-03-23 | 成都交大许继电气有限责任公司 | 基于供电臂的高速铁路故障测距系统 |
| CN105425688A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-03-23 | 深圳市科陆电子科技股份有限公司 | Ad同步采样取值的方法 |
| CN106199331B (zh) * | 2016-06-29 | 2023-02-28 | 成都交大许继电气有限责任公司 | 带抗雷圈的全并联供电系统的故障识别方法 |
| CN106124937A (zh) * | 2016-08-23 | 2016-11-16 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种基于无线通讯方式的铁路故障测距系统及方法 |
| CN106324404B (zh) * | 2016-08-30 | 2019-01-25 | 西南交通大学 | 电气化铁路对沿线油气管道电磁干扰测试系统及分析方法 |
| CN106505534B (zh) * | 2016-11-17 | 2018-09-21 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 多段线路纵联距离保护系统及方法 |
| CN108562829B (zh) * | 2018-03-28 | 2020-10-16 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 线路保护与双端行波测距一体化装置的两侧时钟同步监视方法 |
| CN109347070B (zh) * | 2018-09-30 | 2020-10-23 | 成都交大许继电气有限责任公司 | 一种适用于高速铁路牵引网的状态测控保护系统 |
| CN111242463B (zh) * | 2020-01-08 | 2024-02-02 | 天津凯发电气股份有限公司 | 一种基于bp神经网络的at单线供电系统的故障测距方法 |
| CN112763847B (zh) * | 2020-12-24 | 2023-05-26 | 天津凯发电气股份有限公司 | 一种轨道交通牵引同相供电系统的双端电流比测距方法 |
| CN112946419B (zh) * | 2021-01-29 | 2022-03-08 | 西南交通大学 | 一种电气化铁道at故障测距修正系数计算方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201413572Y (zh) * | 2009-05-27 | 2010-02-24 | 河南省电力勘测设计院 | 电力系统监测装置 |
| CN101833058A (zh) * | 2010-05-28 | 2010-09-15 | 上海交通大学 | 基于行波模量时差的接地故障测距方法 |
| CN101900777A (zh) * | 2009-05-27 | 2010-12-01 | 河南省电力勘测设计院 | 电力系统监测方法及其装置 |
| CN102043115A (zh) * | 2010-11-02 | 2011-05-04 | 深圳市双合电气股份有限公司 | 一种电力系统线路参数网络在线带电测量方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100866185B1 (ko) * | 2002-01-15 | 2008-10-30 | 삼성전자주식회사 | 동기식 디지털 계위 전송을 이용하는 동기식 이동통신시스템에서의 광 전송 지연 보상 방법 및 장치 |
-
2011
- 2011-10-21 CN CN2011103228073A patent/CN102508113B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201413572Y (zh) * | 2009-05-27 | 2010-02-24 | 河南省电力勘测设计院 | 电力系统监测装置 |
| CN101900777A (zh) * | 2009-05-27 | 2010-12-01 | 河南省电力勘测设计院 | 电力系统监测方法及其装置 |
| CN101833058A (zh) * | 2010-05-28 | 2010-09-15 | 上海交通大学 | 基于行波模量时差的接地故障测距方法 |
| CN102043115A (zh) * | 2010-11-02 | 2011-05-04 | 深圳市双合电气股份有限公司 | 一种电力系统线路参数网络在线带电测量方法 |
Non-Patent Citations (8)
| Title |
|---|
| 全并联AT供电牵引网故障测距方案的研究;王斌等;《电气化铁道》;20061231(第5期);第5-7页 * |
| 全并联AT供电牵引网故障测距研究;王继芳;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20061231;第63-66页 * |
| 基于横联线电流比原理的全并联AT牵引网故障测距装置;郭明杰等;《继电器》;20061116;第34卷(第22期);第36-39页 * |
| 王斌等.全并联AT供电牵引网故障测距方案的研究.《电气化铁道》.2006,(第5期),第5-7页. |
| 王继芳.全并联AT供电牵引网故障测距研究.《中国优秀硕士学位论文全文数据库》.2006,第63-66页. |
| 精密时间协议实现牵引网故障测距时钟同步;董雪源等;《电气化铁道》;20061231(第5期);第13-15页 * |
| 董雪源等.精密时间协议实现牵引网故障测距时钟同步.《电气化铁道》.2006,(第5期),第13-15页. |
| 郭明杰等.基于横联线电流比原理的全并联AT牵引网故障测距装置.《继电器》.2006,第34卷(第22期),第36-39页. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102508113A (zh) | 2012-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102508113B (zh) | 电气化铁路测距装置数据采集同步的方法 | |
| CN104394030B (zh) | 电力设备时间同步装置的同步精度监测系统 | |
| CN106099879A (zh) | 一种柔性直流配电网络线路差动保护系统及差动保护实现方法 | |
| CN101923138B (zh) | 内置了gps模块的at线路故障测距系统 | |
| CN108152666B (zh) | 电缆局部放电检测的方法和系统 | |
| CN103983901A (zh) | 环网柜电缆线路在线故障定位方法 | |
| CN201425705Y (zh) | 电力系统时间同步装置 | |
| CN105116287B (zh) | 一种高压电缆线路故障在线定位系统及其定位方法 | |
| CN101877676A (zh) | 由单向传输时延变化判断差动保护路由改变的方法 | |
| CN108616111A (zh) | 一种基于插值同步的多端t接输电线路光纤差动保护方法 | |
| CN105182199A (zh) | 高压电缆局部放电在线监测及放电位置定位系统及方法 | |
| CN102523040B (zh) | 海底通信光纤在线监测方法及监测装置 | |
| CN102394005B (zh) | 基于光纤通讯环网的局部放电测量数据传输系统及其控制方法 | |
| CN106647227A (zh) | 一种用于电力设备时间同步的精度监测系统 | |
| CN107371072B (zh) | 一种具有多参量在线监测功能的光线路终端 | |
| CN100495858C (zh) | 输电线路光纤纵差保护传输数据采样和处理的方法 | |
| CN204462307U (zh) | 基于同步采样的电缆-架空线混合线路故障区段定位系统 | |
| CN105406452A (zh) | 一种四端线路光纤差动保护装置及方法 | |
| CN102955095A (zh) | 一种同步获取输电线路任意两端电信号的方法 | |
| CN106451759B (zh) | 一种基于电力线载波通信的微电网监控系统 | |
| CN106505534B (zh) | 多段线路纵联距离保护系统及方法 | |
| CN106711963B (zh) | 多段线路差动保护系统及方法 | |
| CN101499853A (zh) | 一种光路状态的测量方法、光网络和网络设备 | |
| CN100424965C (zh) | 无主站分布式微机母线保护的通讯方法 | |
| CN106711964B (zh) | 双端线路差动保护系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Shi Yong Inventor after: Hou Wei Inventor after: Yan Wei Inventor after: Shen Quanrong Inventor before: Shi Tiehong Inventor before: Shi Yong Inventor before: Hou Wei Inventor before: Yan Wei Inventor before: Shen Quanrong |
|
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Shi Tiehong Inventor after: Shi Yong Inventor after: Hou Wei Inventor after: Yan Wei Inventor after: Shen Quanrong Inventor before: Shi Yong Inventor before: Hou Wei Inventor before: Yan Wei Inventor before: Shen Quanrong |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: SHI YONG HOU WEI YAN WEI SHEN QUANRONG TO: SHI TIEHONG SHI YONG HOU WEI YAN WEI SHEN QUANRONG |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131113 Termination date: 20211021 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |