CN102522732A - 带有多路光纤接口的直流保护系统及其直流保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带有多路光纤接口的直流保护系统及其直流保护方法，通过光纤与对侧直流保护装置、背后直流保护装置以及背后直流保护装置对侧的保护装置相互交换保护装置动作信息以及采集的电流电压信号量，确定列车运行的区间、故障的位置，使得保护装置能准确快速跳闸、双边联跳、越区供电时传递信息。具有动作准确迅速、系统简捷、抗干扰能力强的优势。

Description

带有多路光纤接口的直流保护系统及其直流保护方法
技术领域
本发明涉及一种可应用于直流供电系统中的继电保护,属于电工技术领域。 
背景技术
直流供电系统通常通过整流变压器把交流供电系统的电压调整到整流装置需要的电压后，输出到整流装置中，经过整流装置的整流，整流装置的输出即为直流供电系统需要的直流电源。整流变压器和整流装置构成整流单元。 
通常在直流电源的输出线上安装分流器，此分流器的输出经过变换，输出到直流保护装置中，作为直流保护装置输入的原始信号，直流保护装置基于此信号进行分析，如果判断出是直流线路故障，则发出跳闸指令，直流断路器跳开，消除故障。 
存在的问题是： 
直流保护装置难以区分故障电流与列车的运行电流，难以对故障位置进行定位；
双边联跳通常采用继电器，通过铺设长距离的电缆传递接点信号来实现，它具有不可靠、动作慢、无法传递电流和电压量、调试不方便、传递距离远导致抗干扰能力差等缺点；
越区供电通常采用继电器来实现，它具有不可靠、动作慢、无法传递电流和电压量、调试不方便、传递距离远导致抗干扰能力差等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种直流保护方法，用于确定列车运行的区间、故障的位置，用于保护跳闸、双边联跳、越区供电时传递信息。 
为解决上述技术问题，本发明提供一种带有多路光纤接口的直流保护系统及其直流保护方法，其特征在于： 
本侧直流保护装置通过采样光纤接口与直流隔离放大模块进行通讯，获得直流隔离放大模块采集的直流电流和电压量，用于直流保护和监控；
本侧直流保护装置通过面对面通讯光纤与对侧直流保护装置进行通讯，相互交换保护装置动作信息以及采集的电流和电压量，用于确定列车运行的区间，进行故障或者列车运行的定位，用于保护跳闸和双边联跳；
本侧直流保护装置通过背靠背通讯光纤与背后直流保护装置进行通讯，相互交换它们自身以及它们对侧的保护装置动作信息以及采集的电流和电压量，用于确定列车运行的区间，进行故障或者列车运行的定位，用于保护跳闸和双边联跳。
前述的带有多路光纤接口的直流保护系统及其直流保护方法，其特征在于：区间两端的直流保护装置通过面对面通讯光纤相互交换直流电流和电压信息，计算区间内的负荷阻抗，用于故障或者列车运行的定位，并且作为区分故障与列车运行的方法，当阻抗在持续变动，则为机车运行负荷，当阻抗波动范围不超过额定阻抗的5%，并且电流超过额定电流，则是故障电流，当阻抗波动范围不超过额定阻抗的5%，并且电流不超过额定电流，则为机车停止时的负荷。 
前述的带有多路光纤接口的直流保护系统及其直流保护方法，其特征在于： 
如果本侧保护装置的方向元件从反方向变为正方向，本侧保护装置背后的直流保护装置的方向元件从正方向变为反方向，本保护装置对侧的直流保护装置的方向元件一直保持正方向，则列车从背后区间越过电分段，进入本直流保护装置保护的区间，此情况为列车运行负荷，不是故障；
   如果本侧保护装置的方向元件从正方向变为反方向，本侧保护装置背后的直流保护装置的方向元件从反方向变为正方向，本侧保护装置对侧的直流保护装置的方向元件一直保持正方向，则列车从本区间越过电分段，进入本侧直流保护装置背后的区间，此情况为列车运行负荷，不是故障；
如果本侧保护装置的方向元件保持正方向，本侧保护装置背后的直流保护装置的方向元件保持正方向，本侧保护装置对侧的直流保护装置的方向元件从正方向变为反方向，则列车从本区间越过电分段，进入本侧直流保护装置对侧背后的区间，此情况为列车运行负荷，不是故障；
所述的方向元件，是指通过第一路光纤接口获得电流和电压量，将电流与电压相互进行矢量比较，确定电流的流向。
前述的带有多路光纤接口的直流保护系统及其直流保护方法，其特征在于：直流保护装置跳闸后，根据设置的需要，通过面对面通讯光纤与对侧直流保护装置进行通讯，传递保护装置跳闸信息，触发对侧直流保护装置跳闸，实现双边联跳功能。 
前述的带有多路光纤接口的直流保护系统及其直流保护方法，其特征在于：本侧单元直流整流系统退出运行后，本单元的直流保护装置把通过面对面通讯光纤获得的对侧保护装置的动作信息以及电流和电压量，再通过背靠背通讯光纤传递给背靠背直流保护装置，背靠背直流保护装置通过背靠背直流保护装置的面对面通讯光纤传递给背靠背直流保护装置对侧的直流保护装置，以实现越区供电时，两个相隔的直流保护装置进行协调动作和信息传递。 
本发明所达到的有益效果： 
本发明的保护方法是通过光纤与对侧直流保护装置、背后直流保护装置以及背后直流保护装置对侧的保护装置相互交换保护装置动作信息以及采集的电流电压信号量，确定列车运行的区间、故障的位置，使得保护装置能准确快速跳闸、双边联跳、越区供电时传递信息。具有动作准确迅速、系统简捷、抗干扰能力强的优势。
附图说明
图1是本发明带有多路光纤接口的直流保护系统的示意图。 
具体实施方式
一种带有多路光纤接口的直流保护系统，应用于地铁直流保护装置，其特征在于： 
1）直流保护装置的第一路光纤（称为采样光纤）接口与直流隔离放大模块进行通讯，获得直流隔离放大模块采集的直流电流和电压量，用于直流保护和监控；
2）直流保护装置的第二路光纤（称为对侧通讯光纤）与对侧直流保护装置进行通讯，相互交换保护装置动作信息以及采集的电流电压信号量，用于确定列车运行的区间，进行故障或者列车运行的定位，用于保护跳闸和双边联跳；
3）直流保护装置的第三路光纤（称为背靠背通讯光纤）与背后直流保护装置进行通讯，相互交换它们自身以及它们对侧的保护装置动作信息以及采集的电流和电压量，用于确定列车运行的区间，进行故障或者列车运行的定位，用于保护跳闸和双边联跳。
带有多路光纤接口的直流保护系统的直流保护方法，其特征在于：   区间两端的直流保护装置通过面对面通讯光纤相互交换直流电流和电压信息，计算区间内的负荷阻抗，用于故障或者列车运行的定位，并且作为区分故障与列车运行的方法，当阻抗在持续变动，则为机车运行负荷，当阻抗基本不变，并且电流比较大，则是故障电流，当阻抗基本不变，并且电流比较小，则为机车停止时的负荷。 
本保护装置A的方向元件从反方向变为正方向，本保护装置A背后的直流保护装置B的方向元件从正方向变为反方向，本保护装置对侧的直流保护装置D的方向元件一直保持正方向，此为列车从背后区间越过电分段，进入本直流保护装置A保护的区间的情形，此为列车运行负荷，不是故障； 
   本保护装置A的方向元件从正方向变为反方向，本保护装置A背后的直流保护装置B的方向元件从反方向变为正方向，本保护装置A对侧的直流保护装置D的方向元件一直保持正方向，此为列车从本区间越过电分段，进入本直流保护装置背后B的区间的情形，此为列车运行负荷，不是故障；
本保护装置A的方向元件保持正方向，本保护装置背后B的直流保护装置的方向元件从保持正方向，本保护装置对侧的直流保护装置D的方向元件从正方向变为反方向，此为列车从本区间越过电分段，进入本直流保护装置A对侧背后的区间的情形，此为列车运行负荷，不是故障；
所述的方向元件，是指通过第一路光纤接口获得电流和电压量，此电流与电压相互进行矢量比较，以确定电流的流向。
直流保护装置跳闸后，根据设置的需要，通过面对面通讯光纤与对侧直流保护装置进行通讯，传递保护装置跳闸信息，触发对侧直流保护装置跳闸，实现双边联跳功能； 
本单元直流整流系统退出运行后，本单元的直流保护装置A把通过面对面通讯光纤获得的对侧保护装置D的动作信息以及电流和电压量，再通过背靠背通讯光纤传递给背靠背直流保护装置B，背靠背直流保护装置B通过背靠背直流保护装置的面对面通讯光纤传递给背靠背直流保护装置对侧的直流保护装置E，以实现越区供电时，两个相隔的直流保护装置进行协调动作和信息传递。
以上实施例不以任何方式限定本发明，凡是对以上实施例以等效变换方式做出的其它改进与应用，都属于本发明的保护范围。 
  

Claims (5)

1. 带有多路光纤接口的直流保护系统，其特征在于：
本侧直流保护装置通过采样光纤接口与直流隔离放大模块进行通讯，获得直流隔离放大模块采集的直流电流和电压量，用于直流保护和监控；
本侧直流保护装置通过面对面通讯光纤与对侧直流保护装置进行通讯，相互交换保护装置动作信息以及采集的电流和电压量，用于确定列车运行的区间，进行故障或者列车运行的定位，用于保护跳闸和双边联跳；
本侧直流保护装置通过背靠背通讯光纤与背后直流保护装置进行通讯，相互交换它们自身以及它们对侧的保护装置动作信息以及采集的电流和电压量，用于确定列车运行的区间，进行故障或者列车运行的定位，用于保护跳闸和双边联跳。
2.根据权利要求1所述的带有多路光纤接口的直流保护系统及其直流保护方法，其特征在于：区间两端的直流保护装置通过面对面通讯光纤相互交换直流电流和电压信息，计算区间内的负荷阻抗，用于故障或者列车运行的定位，并且作为区分故障与列车运行的方法，当阻抗在持续变动，则为机车运行负荷，当阻抗波动范围不超过额定阻抗的5%，并且电流超过额定电流，则是故障电流，当阻抗波动范围不超过额定阻抗的5%，并且电流不超过额定电流，则为机车停止时的负荷。
3.根据权利要求2所述的带有多路光纤接口的直流保护系统及其直流保护方法，其特征在于：
如果本侧保护装置的方向元件从反方向变为正方向，本侧保护装置背后的直流保护装置的方向元件从正方向变为反方向，本保护装置对侧的直流保护装置的方向元件一直保持正方向，则列车从背后区间越过电分段，进入本直流保护装置保护的区间，此情况为列车运行负荷，不是故障；
   如果本侧保护装置的方向元件从正方向变为反方向，本侧保护装置背后的直流保护装置的方向元件从反方向变为正方向，本侧保护装置对侧的直流保护装置的方向元件一直保持正方向，则列车从本区间越过电分段，进入本侧直流保护装置背后的区间，此情况为列车运行负荷，不是故障；
如果本侧保护装置的方向元件保持正方向，本侧保护装置背后的直流保护装置的方向元件保持正方向，本侧保护装置对侧的直流保护装置的方向元件从正方向变为反方向，则列车从本区间越过电分段，进入本侧直流保护装置对侧背后的区间，此情况为列车运行负荷，不是故障；
所述的方向元件，是指通过第一路光纤接口获得电流和电压量，将电流与电压相互进行矢量比较，确定电流的流向。
4.根据权利要求2所述的带有多路光纤接口的直流保护系统及其直流保护方法，其特征在于：直流保护装置跳闸后，根据设置的需要，通过面对面通讯光纤与对侧直流保护装置进行通讯，传递保护装置跳闸信息，触发对侧直流保护装置跳闸，实现双边联跳功能。
5.根据权利要求2所述的带有多路光纤接口的直流保护系统及其直流保护方法，其特征在于：本侧单元直流整流系统退出运行后，本单元的直流保护装置把通过面对面通讯光纤获得的对侧保护装置的动作信息以及电流和电压量，再通过背靠背通讯光纤传递给背靠背直流保护装置，背靠背直流保护装置通过背靠背直流保护装置的面对面通讯光纤传递给背靠背直流保护装置对侧的直流保护装置，以实现越区供电时，两个相隔的直流保护装置进行协调动作和信息传递。
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