CN108790948B - 一种电气化铁路at所旁路断路器测控装置及其测控方法 - Google Patents

一种电气化铁路at所旁路断路器测控装置及其测控方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电气化铁路AT所旁路断路器测控装置及其测控方法，属于交流电气化铁路牵引供电测控领域。左测控单元的输入端连接中间AT所电压互感器和其左上网线电流互感器、旁路断路器左上网线电流互感器以及左邻AT所右上网线电流互感器的测量端，其输出端连接中间AT所的左上网断路器和旁路断路器的控制端；右测控单元的输入端连接中间AT所电压互感器和右上网线电流互感器、旁路断路器左上网线电流互感器以及右邻AT所左上网线电流互感器的测量端，其输出端连接中间AT所的右上网断路器和旁路断路器的控制端。利用中间AT所的电压和左右相关三条支路的电流互感器测得的电流大小的比较来判断故障发生的位置。

Description

一种电气化铁路AT所旁路断路器测控装置及其测控方法
技术领域
本发明属于交流电气化铁路牵引供电测控技术领域。
背景技术
电气化铁路的AT供电方式相比直接供电方式有着更强的供电能力和更长的供电臂长度，可以减少电分相和无电区，因此，我国高铁几乎都选择了AT供电方式。
但是，我国山脉、河流众多，这往往给AT所与其接触网分段器的就近设置造成困难，甚至必须拉开很长的距离，有的长达2km，这就需要在使AT所与其分段器之间架设很长的供电线。AT所与其分段器之间的供电线和接触网的长度越大，其电感就越大，带电列车通过分段器时，列车电流在该段供电线和接触网之间的突然转换将造成过电压和拉弧，拉弧会烧损接触线，甚至烧断接触线，酿成事故。
显然，现在急需解决的技术问题是：在正常运行工况下，列车通过距离AT所较远的分段器时不产生拉弧，而接触网发生故障时，则应及时而准确地区分供电线范围内外故障发生区段并加以切除故障。
发明内容
本发明的目的是提供一种电气化铁路AT所旁路断路器测控装置及其方法，它能有效地解决正常运行时列车通过距离AT所较远的分段器产生拉弧的技术问题，同时当接触网发生故障时，则应及时而准确地区分供电线范围内外故障发生区段并加以切除故障。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种电气化铁路AT所旁路断路器测控装置，选位于左邻AT所、右邻AT所中间的AT所，该中间AT所与接触网T、钢轨R、负馈线F和左邻AT所、右邻AT所共同组成电气化铁路AT供电系统；其中：测控装置分为左、右两个测控单元；左测控单元的输入端连接电压互感器YH和电流互感器LH21、电流互感器LH1以及电流互感器LH12的测量端，其输出端连接中间AT所的左上网断路器DL21和旁路断路器PD的控制端；右测控单元的输入端连接电压互感器YH和电流互感器LH23、电流互感器LH2以及电流互感器LH32的测量端，其输出端连接中间AT所的右上网断路器DL23和旁路断路器PD的控制端。
优选地，所述旁路断路器PD设置于分段器二FD2处，旁路断路器PD的一端通过与之串联的电流互感器LH1和上网线SW1就近连接到分段器二FD2左端的接触网T上，旁路断路器PD的另一端通过与之串联的电流互感器LH2和上网线SW2就近连接到分段器二FD2右端的接触网T上；旁路断路器PD常闭。
优选地，左邻AT所的自耦变一AT1的接触网端子通过左上网断路器DL10和左上网线SW10就近连接到分段器一FD1左端的接触网T上，左邻AT所的自耦变一AT1的接触网端子通过右上网断路器DL12和右上网线SW12就近连接到分段器一FD1右端的接触网T上，分段器一FD1串接在左邻AT所旁边的接触网T中；右邻AT所的自耦变三AT3的接触网端子通过左上网断路器DL32和左上网线SW32就近连接到分段器三FD3左端的接触网T。
优选地，右邻AT所的自耦变三AT3的接触网端子通过右上网断路器DL34和右上网线SW34就近连接到分段器三FD3右端的接触网T上，分段器三FD3串接在右邻AT所旁边的接触网T中。
优选地，中间AT所的自耦变二AT2的接触网端子通过左上网断路器DL21和左上网线SW21就近连接到分段器二FD2左端的接触网T上，称为中间AT所左上网点，记为S，中间AT所的自耦变二AT2的接触网端子通过右上网断路器DL23和供电线GD连接到分段器二FD2右端的接触网T上。
本发明的目的是又通过以下技术方案来实现的：一种电气化铁路AT所旁路断路器测控方法，其中:当电压互感器YH测得的电压低于状态阈值时，若电流互感器LH21、电流互感器LH1测得的电流之和与电流互感器LH12测得的电流的差值的绝对值大于最大不平衡电流，则认定中间AT所左上网点S和左邻AT所之间的接触网T或左上网点S和分段器FD2之间的接触网T发生短路，此时，左测控单元命令左上网断路器DL21和旁路断路器PD跳闸。
优选地，若电流互感器LH23、电流互感器LH2测得的电流之和与电流互感器LH32测得的电流的差值的绝对值大于最大不平衡电流，则认定分段器二FD2和右邻AT所之间的接触网发生短路，此时，右测控单元命令右上网断路器DL23和旁路断路器PD跳闸。
所述状态阈值是指接触网电压降低到使列车不能正常工作的电压值，现行动车取16.6kV。
所述最大不平衡电流是由接触网不均匀度、分布电容以及电流互感器测量误差等引起的，通常很小，接近0。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、安装旁路断路器并就近上网，可以消除带电列车通过中间AT所的电分段时产生拉弧现象，避免接触线和分段器的烧毁以及由此引起弓网的事故。
二、可以及时、准确地发现、区分、隔离各种接触网故障，同时保证无故障区段继续供电、运行，最大限度地减少停电范围，避免故障影响的扩大化，进一步提高牵引网供电的可靠性。
三、涉及的相关装置投资较少，实施方便，既便于新线采用，也便于旧线改造。
附图说明
图1是本发明的系统示意图。
图2是本发明的左测控单元输入、输出关系图。
图3是本发明的右测控单元输入、输出关系图。
具体实施方式
本发明的工作原理是旁路断路器与分段器并联，正常运行时，旁路断路器合闸，将分段器旁路，同时旁路断路器的上网线保持最短，则使并联回路导线的电感L最小，列车带电流i通过分段器时的暂态电压Ldi/dt达到最小，甚至接近0，使列车电流i顺利地从分段器的一端转移到另一端，从而消除拉弧条件。故障情况下，利用中间AT所的电压和相关三条支路的电流互感器测得的电流大小比较来判断故障发生的位置。下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。
图1示出，本发明的一种具体实施方式为：一种电气化铁路AT所旁路断路器测控装置，选位于左邻AT所、右邻AT所中间的AT所，该中间AT所与接触网T、钢轨R、负馈线F和左邻AT所、右邻AT所共同组成电气化铁路AT供电系统；测控装置设置在中间AT所，分为左、右两个测控单元；左测控单元的输入端连接电压互感器YH和电流互感器LH21、电流互感器LH1以及电流互感器LH12的测量端，其输出端连接中间AT所的左上网断路器DL21和旁路断路器PD的控制端；右测控单元的输入端连接电压互感器YH和电流互感器LH23、电流互感器LH2以及电流互感器LH32的测量端，其输出端连接中间AT所的右上网断路器DL23和旁路断路器PD的控制端。
所述旁路断路器PD设置于分段器二FD2处，旁路断路器PD的一端通过与之串联的电流互感器LH1和上网线SW1就近连接到分段器二FD2左端的接触网T上，旁路断路器PD的另一端通过与之串联的电流互感器LH2和上网线SW2就近连接到分段器二FD2右端的接触网T上；旁路断路器PD常闭。
左邻AT所的自耦变一AT1的接触网端子通过左上网断路器DL10和左上网线SW10就近连接到分段器一FD1左端的接触网T上，左邻AT所的自耦变一AT1的接触网端子通过右上网断路器DL12和右上网线SW12就近连接到分段器一FD1右端的接触网T上，分段器一FD1串接在左邻AT所旁边的接触网中；右邻AT所的自耦变三AT3的接触网端子通过左上网断路器DL32和左上网线SW32就近连接到分段器三FD3左端的接触网T上，右邻AT所的自耦变三AT3的接触网端子通过右上网断路器DL34和右上网线SW34就近连接到分段器三FD3右端的接触网T上，分段器三FD3串接在右邻AT所旁边的接触网中；中间AT所的自耦变二AT2的接触网端子通过左上网断路器DL21和左上网线SW21就近连接到分段器二FD2左端的接触网T上，称为中间AT所左上网点，记为S，中间AT所的自耦变二AT2的接触网端子通过右上网断路器DL23和供电线GD连接到分段器二FD2右端的接触网T上；分段器一FD1、分段器二FD2和分段器三FD3均能使列车不断电通过；与右上网断路器DL12串联的电流互感器记为LH12；与左上网断路器DL21串联的电流互感器记为LH21，与右上网断路器DL23串联的电流互感器记为LH23；与左上网断路器DL32串联的电流互感器记为LH32；中间AT所接触网T与钢轨R之间的电压互感器记为YH；分段器二FD2处设置旁路断路器PD，旁路断路器PD的一端通过与之串联的电流互感器LH1和上网线SW1就近连接到分段器二FD2左端的接触网T上，旁路断路器PD的另一端通过与之串联的电流互感器LH2和上网线SW2就近连接到分段器二FD2右端的接触网T上；旁路断路器PD常闭。
图2示出测控装置的左测控单元输入、输出关系图。左测控单元的输入端连接电压互感器YH和电流互感器LH21、电流互感器LH1以及电流互感器LH12的测量端，其输出端连接中间AT所的左上网断路器DL21和旁路断路器PD的控制端。
图3是本发明实施例的右测控单元输入、输出关系图。右测控单元的输入端连接电压互感器YH和电流互感器LH23、电流互感器LH2以及电流互感器LH32的测量端，其输出端连接中间AT所的右上网断路器DL23和旁路断路器PD的控制端。
所述测控方法是:当电压互感器YH测得的电压低于状态阈值时，若电流互感器LH21、电流互感器LH1测得的电流之和与电流互感器LH12测得的电流的差值的绝对值大于最大不平衡电流，则认定中间AT所左上网点S和左邻AT所之间的接触网或左上网点S和分段器FD2之间的接触网发生短路，此时，左测控单元命令左上网断路器DL21和旁路断路器PD跳闸；若电流互感器LH23、电流互感器LH2测得的电流之和与电流互感器LH32测得的电流的差值的绝对值大于最大不平衡电流，则认定分段器二FD2和右邻AT所之间的接触网发生短路，此时，右测控单元命令右上网断路器DL23和旁路断路器PD跳闸。

Claims (3)

1.一种电气化铁路AT所旁路断路器测控装置，选位于左邻AT所、右邻AT所之间的中间AT所，该中间AT所与接触网T、钢轨R、负馈线F和左邻AT所、右邻AT所共同组成电气化铁路AT供电系统；其特征在于：测控装置分为左、右两个测控单元；左测控单元的输入端连接电压互感器YH和电流互感器LH21、电流互感器LH1以及电流互感器LH12的测量端，其输出端连接中间AT所的左上网断路器DL21和旁路断路器PD的控制端；右测控单元的输入端连接电压互感器YH和电流互感器LH23、电流互感器LH2以及电流互感器LH32的测量端，其输出端连接中间AT所的右上网断路器DL23和旁路断路器PD的控制端；
所述旁路断路器PD设置于分段器二FD2处，旁路断路器PD的一端通过与之串联的电流互感器LH1和上网线SW1就近连接到分段器二FD2左端的接触网T上，旁路断路器PD的另一端通过与之串联的电流互感器LH2和上网线SW2就近连接到分段器二FD2右端的接触网T上；旁路断路器PD常闭；左邻AT所的自耦变一AT1的接触网端子通过左上网断路器DL10和左上网线SW10就近连接到分段器一FD1左端的接触网T上，左邻AT所的自耦变一AT1的接触网端子通过右上网断路器DL12和右上网线SW12就近连接到分段器一FD1右端的接触网T上，分段器一FD1串接在左邻AT所旁边的接触网T中；
右邻AT所的自耦变三AT3的接触网端子通过左上网断路器DL32和左上网线SW32就近连接到分段器三FD3左端的接触网T；右邻AT所的自耦变三AT3的接触网端子通过右上网断路器DL34和右上网线SW34就近连接到分段器三FD3右端的接触网T上，分段器三FD3串接在右邻AT所旁边的接触网T中；中间AT所的自耦变二AT2的接触网端子通过左上网断路器DL21和左上网线SW21就近连接到分段器二FD2左端的接触网T上，称为中间AT所左上网点S，中间AT所的自耦变二AT2的接触网端子通过右上网断路器DL23和供电线GD连接到分段器二FD2右端的接触网T上。
2.一种应用于权利要求1所述的电气化铁路AT所旁路断路器测控装置的测控方法，其特征在于: 当电压互感器YH测得的电压低于状态阈值时，若电流互感器LH21、电流互感器LH1测得的电流之和与电流互感器LH12测得的电流的差值的绝对值大于最大不平衡电流，则认定中间AT所左上网点S和左邻AT所之间的接触网T或左上网点S和分段器FD2之间的接触网T发生短路，此时，左测控单元命令左上网断路器DL21和旁路断路器PD跳闸。
3.根据权利要求2所述的电气化铁路AT所旁路断路器测控装置的测控方法，其特征在于，若电流互感器LH23、电流互感器LH2测得的电流之和与电流互感器LH32测得的电流的差值的绝对值大于最大不平衡电流，则认定分段器二FD2和右邻AT所之间的接触网发生短路，此时，右测控单元命令右上网断路器DL23和旁路断路器PD跳闸。
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