CN103072496B - 一种单线铁路接触网自动越区供电方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种单线铁路接触网自动越区供电方法及其装置，把供电臂接触网划分成若干区间(一般8～10km)，在区间连接处增设电分段和开闭所；若供电臂非末端区间内发生接地故障，则令该区间上游的的开闭所的开关分闸并重合，重合失败，令该开关再次分闸，并令该区间另一端的开关分闸，切除故障区间，随后令分区所的联络开关合闸，实现无故障区间的越区供电；故障排除后，则令分区所的联络开关分闸，再令该区间两端的开关合闸，恢复正常供电。若接触网的末端区间发生接地故障，则令该区间上游的开闭所的开关分闸并重合，重合失败，令该开关再次分闸，无故障区间继续正常供电；从而，减少停电范围，提高供电可靠性；同时，投资较少，易于实施。

Description

一种单线铁路接触网自动越区供电方法及其装置
技术领域
本发明涉及交流电气化铁路的一种单线铁路接触网自动越区供电装置。
背景技术
电气化铁路的牵引供电系统由牵引变电所和牵引网组成，牵引网由接触网T、轨道R(和地)组成。由于单线铁路工程建设费用相对较低，可以较方便地在复杂地形上建设，因此我国西部山区单线电气化铁路比例较大，运营里程较长，承担着重要的客运和货运任务。在电气化铁路牵引供电系统中接触网是一个置于大自然中庞大且无备用的供电装置，结构复杂、工作条件恶劣，因此牵引供电系统绝大部分故障发生在接触网上，特别是对于单线电气化铁路的单边供电方式，如何及时、准确地发现、隔离并排除接触网故障，最大限度地保证无故障区间的正常供电显得尤为突出、重要。
发明内容
本发明的目的就是提供一种单线铁路接触网自动越区供电装置，可以隔离和排除故障区间，保证无故障区间继续供电、运行，减少停电范围，避免故障影响的扩大化，提高接触网供电的可靠性。
本发明解决其技术问题，所采用的技术方案为：
一种单线铁路接触网自动越区供电装置，线路上对于任一分区所FQ处相邻的两供电臂接触网，甲供电臂接触网T1由牵引变电所TS1供电，相邻的乙供电臂接触网T2由牵引变电所TS2供电，甲乙两供电臂接触网分界处为分区所FQ。供电臂接触网T靠近牵引变电所TS的一端为上游，靠近分区所FQ的一端为下游；将各供电臂接触网的供电范围划分成m个区间Qn(一般8～10km)，在区间连接处增设接触网电分段FDn和开闭所KBn；开闭所KBn包括：开关Kn及电流互感器LH、电压互感器YH和测控单元CKn；开关Kn和与之串联的电流互感器LH跨接于接触网电分段FDn两端，电分段FDn串接在接触网中，能使列车不断电通过；电压互感器YH并接在接触网上；电流互感器LH的测量端、电压互感器YH的测量端和开关Kn的控制端均与测控单元CKn相连；测控单元通过数据同步采集与传输网络与牵引变电所TS或调度室DD连接；上述各下标变量n取值1，2…，m。
本发明的目的还在于，在上述供电装置上执行单线铁路接触网自动越区控制方法，具体是：
1)、正常时，开闭所KBn的开关Kn合闸，能使列车不断电通过；
2)、若牵引变电所TS1供电的甲供电臂接触网T1非末端区间Qn内发生接地故障，n＜m；则令区间Qn上游的开闭所KBn-1的开关Kn-1分闸并重合；若重合成功，恢复正常供电；若重合失败，令开关Kn-1再次分闸，并令区间Qn下游的开闭所KBn的开关Kn分闸，实现接触网T1故障区间Qn的切除；随后令分区所FQ的联络开关KFQ合闸，实现越区供电，保证无故障区间正常供电，同时解除分区所FQ的列车自动过分相命令。
3)、区间Qn的接地故障排除后，则令分区所FQ的联络开关KFQ分闸，再令开闭所KBn-1的开关Kn-1和开闭所KBn的开关Kn合闸，恢复正常供电，并恢复分区所FQ的列车自动过分相命令。
供电臂接触网T2非末端区间Q’n(n＜m)内发生接地故障时亦然。
相应地，若供电臂接触网T1的末端区间Qm发生接地故障，则令区间Qm上游的开闭所KBn-1的开关K1n-1分闸并重合；重合成功，恢复正常供电；重合失败，令开关K1n-1再次分闸，无故障区间正常供电；供电臂接触网T2的末端区间Q’m发生接地故障亦然。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、本发明可以隔离和排除故障区间，保证无故障区间继续供电、运行，减少停电范围，避免故障影响的扩大化，提高接触网供电的可靠性。
二、本发明可进一步与行车调度信息结合使用，增强接触网运行方式与调度控制的互补性和灵活性。
三、本发明实施起来投资较少，既可用于新线建设也适用于旧线改造。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1是本发明单线铁路接触网自动越区供电示意图；
图2是实施例的区间与开闭所结构示意图；
图3是数据同步采集与传输网络示意图。
具体实施方式
实施例图1示出，本发明的一种具体实施方式：将供电臂接触网的供电范围划分成m个区间Qn，为叙述方便，在此例中以m=3为例。线路上对于任一分区所FQ相邻的甲乙两供电臂接触网T，甲供电臂接触网T1由牵引变电所TS1供电，相邻的乙供电臂接触网T2由牵引变电所TS2供电，甲乙两供电臂分界处为分区所FQ，供电臂接触网T靠近牵引变电所TS的一端为上游，靠近分区所FQ的一端为下游，各区间连接处增设接触网电分段FDn和开闭所KBn。在此，供电臂接触网T1划分成三个区间Qn，相应地，相邻供电臂接触网T2也划分成三个区间Q’n。图中箭头为各供电臂接触网电流方向，由上游指向下游，R为轨道。
图2表达了供电臂内某一任意区间Qn的设置情况，Qn两端是2个相邻的开闭所，上游是开闭所KBi-1，下游是开闭所KBi，开闭所包括：开关Ki及电流互感器LH、电压互感器YH和测控单元。开关Ki和与之串联的电流互感器LH跨接于接触网T电分段FDi上，电分段FDi串接在接触网T中，能使列车不断电通过；电压互感器YHi并接在接触网T上；电流互感器LH的测量端、电压互感器YH的测量端和开关Ki的控制端均与测控单元CK相连；测控单元CK采用常规的通过数据同步采集与传输网络与牵引变电所TS或调度室DD连接，为使表达清楚，在图1的强电系统中未标出。
图3示出为供电状态测控的数据同步采集与传输网络示意图，可以与远动系统结合运用，也可以建立专门的数据通道(TD)实现牵引变电所TS或调度室DD与各开闭所KBi的实时信息交流与命令控制。
如图1，当第一供电臂接触网T1的区间Q1内发生接地故障时，令牵引变电所TS1(等效于区间Q1上游开闭所KB0)内的馈线开关K0分闸并重合，重合成功，恢复正常供电，重合失败，令开关K0再次分闸，并令区间Q1的下游开闭所KB1的开关K1分闸，实现供电臂接触网T1故障区间Q1的切除，随后令分区所FQ的联络开关KFQ合闸，实现越区供电，保证无故障区间正常供电；当供电臂接触网T1上区间Q1内发生的接地故障排除后，则令分区所FQ的联络开关KFQ分闸，再令牵引变电所TS1的开关K0和开闭所KB1的开关K1合闸，恢复正常供电；相邻供电臂接触网T2的区间Q’1内发生接地故障时亦然。
如图1示出，第一供电臂接触网T1的区间Q2内发生接地故障，令区间Q2上游的开闭所KB1的开关K1分闸并重合，重合成功，恢复正常供电，重合失败，令开闭所KB1的开关K1再次分闸，并令下游的开闭所KB2的开关K2同时分闸，实现接触网T1故障区间Q2的切除，随后令分区所FQ的联络开关KFQ合闸，实现越区供电，保证无故障区间正常供电；当供电臂接触网T1上区间Q2内发生的接地故障排除后，则令分区所FQ的联络开关KFQ分闸，再令开闭所KB1的开关K1和开闭所KB2的开关K2合闸，恢复正常供电；第二供电臂接触网T2的区间Q’2内发生接地故障时亦然。
如图1示出，若第一供电臂接触网T1的末端区间Q3内发生接地故障，则令区间Q3上游开闭所KB2的开关K2分闸并重合，重合成功，恢复正常供电，重合失败，令开闭所KB2的开关K2再次分闸，无故障区间正常供电；第二供电臂接触网T2的末端区间Q3内发生接地故障亦然。
如图1示出，当供电臂接触网T1和(或)T2的区间Q1或(和)区间Q2内发生接地故障而令分区所FQ的联络开关KFQ合闸实施越区供电时，解除分区所FQ的列车自动过分相命令，列车可以直接通过分区所；在接地故障排除后，则令分区所FQ的联络开关KFQ分闸，再令相关开闭所KB的开关K合闸，恢复正常供电，同时恢复分区所FQ的列车自动过分相命令。

Claims (3)

1.一种单线铁路接触网自动越区供电装置，线路上对于任一分区所FQ相邻的甲乙两供电臂接触网T，甲供电臂接触网T1由牵引变电所TS1供电，相邻的乙供电臂接触网T2由牵引变电所TS2供电，甲乙两供电臂分界处为分区所FQ；供电臂接触网T靠近牵引变电所TS的一端为上游，靠近分区所FQ的一端为下游；其特征在于：将各供电臂接触网的供电范围划分成m个区间Qn，在区间Qn连接处增设接触网电分段FDn和开闭所KBn；开闭所KBn包括：开关Kn及电流互感器LH、电压互感器YH和测控单元CKn；开关Kn和与之串联的电流互感器LH跨接于接触网电分段FDn两端，电分段FDn串接在接触网中，能使列车不断电通过；电压互感器YH并接在接触网上；电流互感器LH的测量端、电压互感器YH的测量端和开关Kn的控制端均与测控单元CKn相连；测控单元通过数据同步采集与传输网络与牵引变电所TS或调度室DD连接；上述各下标变量n取值1,2…，m。
2.一种采用权利要求1供电装置的单线铁路接触网自动越区控制方法，在任一个区间的任意位置故障后自动实现相邻供电臂接触网的越区供电，包含如下控制措施：
1)、正常时，电分段FDn串接在接触网中，开闭所KBn内的开关Kn合闸，能使列车不断电通过；
2)、若牵引变电所TS1供电的甲供电臂接触网T1非末端区间Qn内发生接地故障，n<m；则令区间Qn上游的开闭所KBn-1内的开关Kn-1分闸并重合；若重合成功，恢复正常供电；若重合失败，令开关Kn-1再次分闸，并令区间Qn的下游开闭所KBn内的开关Kn分闸，实现接触网T1上故障区间Qn的切除；随后令分区所FQ的联络开关KFQ合闸，实现越区供电，保证无故障区间正常供电，同时解除分区所FQ的列车自动过分相命令；
3)、区间Qn的接地故障排除后，则令分区所FQ的联络开关KFQ分闸，再令开闭所KBn-1的开关Kn-1和开闭所KBn的开关Kn合闸，恢复正常供电，并恢复分区所FQ的列车自动过分相命令；
供电臂接触网T2非末端区间Q’n内发生接地故障时亦然，n<m。
3.根据权利要求2所述之单线铁路接触网自动越区控制方法，其特征在于：若供电臂接触网T1的末端区间Qm发生接地故障，则令区间Qm的上游开闭所KBm-1的开关Km-1分闸并重合，重合成功，恢复正常供电，重合失败，令开关Km-1再次分闸，无故障区间正常供电；供电臂接触网T2的末端区间Q’m发生接地故障亦然。
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