CN108872788B - 一种电气化铁路直供牵引网故障标定算法 - Google Patents

一种电气化铁路直供牵引网故障标定算法 Download PDF

Info

Publication number
CN108872788B
CN108872788B CN201810723360.2A CN201810723360A CN108872788B CN 108872788 B CN108872788 B CN 108872788B CN 201810723360 A CN201810723360 A CN 201810723360A CN 108872788 B CN108872788 B CN 108872788B
Authority
CN
China
Prior art keywords
direct
phasor
traction networks
contact line
head end
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.)
Active
Application number
CN201810723360.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108872788A (zh
Inventor
易东
李群湛
马庆安
杨乃琪
陈民武
赵艺
解绍锋
张丽艳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Jiaotong University
Original Assignee
Southwest Jiaotong University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Jiaotong University filed Critical Southwest Jiaotong University
Priority to CN201810723360.2A priority Critical patent/CN108872788B/zh
Publication of CN108872788A publication Critical patent/CN108872788A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108872788B publication Critical patent/CN108872788B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/086—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution networks, i.e. with interconnected conductors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/088—Aspects of digital computing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections

Abstract

本发明公开了一种电气化铁路直供牵引网故障标定算法，涉及电气化铁路牵引供电技术领域。通过同步测量直供牵引网分段两端电压相量和电流相量，利用上行接触线T1首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量下行接触线T2首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量列写电路方程，解出故障位置x或D‑x。该方法可以排除牵引网结构、运行方式等因素的影响，并适用于有较大过渡电阻的非金属短路故障情形，故障定位精度高。广泛适用于电气化铁路直供牵引供电系统的故障定位。

Description

一种电气化铁路直供牵引网故障标定算法
技术领域
本发明涉及电气化铁路牵引供电技术领域。
背景技术
我国铁路建设举世瞩目，成绩斐然。截至2017年，我国铁路营业里程达到12.7万km，其中高速铁路运营里程增加到2.5万km。高速铁路一般采用AT(Auto Transformer，自耦变压器)供电方式,但大量普速铁路，货运线路仍然采用DT(直接供电)方式，牵引供电系统的安全、良好运行不能不受到高度重视。
牵引网没有备用，且暴露于大自然中，加之弓网高速接触，容易导致故障的发生，引起断电，影响正常运行。电气化铁路牵引网结构复杂，没有备用，故障定位困难，如果不能及时准确发现和排除故障，将延长停电时间，干扰正常运输。因此，牵引网故障的精确定位对于铁路的高效、安全运行意义重大，并能够带来巨大的经济和社会效益。
目前，针对直供牵引网的故障定位(测距)方法容易受到线路结构、牵引网的运行方式及供电方式等因素的影响，降低其稳定性和精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种电气化铁路直供牵引网故障标定算法，它能有效地排除因直供牵引网结构、运行方式以及过渡电阻等因素的影响，解决直供牵引网发生短路故障时精确定位的技术问题。
本发明解决其技术问题，所采用的技术方案为：一种电气化铁路直供牵引网故障标定算法，设电气化铁路直供牵引网分段长度为D，上行接触线T1，下行接触线T2的自阻抗为ZT，钢轨R的自阻抗为ZR，上行接触线T1与下行接触线T2的互阻抗为ZTT；同步测量直供牵引网分段两端电压相量和电流相量，包括上行接触线T1首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量下行接触线T2首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量直供牵引网分段发生短路故障时，设x为短路故障位置距离直供牵引网分段首端的长度，D-x为短路故障位置直供牵引网分段末端的长度，则列写电路方程，求解得故障位置，分别由公式(1)、(2)进行计算：
式中：长度D、x的单位均为km，各种阻抗Z单位均为Ohm/km；各首端电压相量和末端电压相量的单位均为V，各首端电流相量和末端电流相量 的单位均为A。
若直供牵引网分段发生上行接触线T1和钢轨R的TR短路故障，且该分段下行接触线无列车时，设故障位置x为短路故障位置距离直供牵引网分段首端的长度，D-x短路故障位置为距离直供牵引网分段末端的长度，则故障位置由公式(1)、(2)进行计算。故障位置在[0,D/2)区间时，优先选用公式(2)计算，故障位置在[D/2,D]区间时，优先选用公式(1)计算。
若直供牵引网分段发生下行接触线T2和钢轨R的TR短路故障，且该分段上行接触线无列车时，设故障位置x为短路故障位置距离直供牵引网分段首端的长度，D-x短路故障位置为距离直供牵引网分段末端的长度，则故障位置由公式(1)、(2)进行计算。故障位置在[0,D/2)区间时，优先选用公式(2)计算，故障位置在[D/2,D]区间时，优先选用公式(1)计算。
若直供牵引网分段发生上行接触线T1或下行接触线T2与钢轨R的TR短路故障，且该分段电压幅值下降至低于规定电压(比如19kV)以下，列车停止取流时，设故障位置x为短路故障位置距离直供牵引网分段首端的长度，D-x短路故障位置为距离直供牵引网分段末端的长度，则故障位置由公式(1)、(2)进行计算。故障位置在[0,D/2)区间时，优先选用公式(2)计算，故障位置在[D/2,D]区间时，优先选用公式(1)计算。
本发明的工作原理是：设电气化铁路直供牵引网分段长度为D，上行接触线T1，下行接触线T2的自阻抗为ZT，钢轨R的自阻抗为ZR，上行接触线T1与下行接触线T2的互阻抗为ZTT；同步测量直供牵引网分段两端电压相量和电流相量，包括上行接触线T1首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量下行接触线T2首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量假设直供牵引网分段发生TR故障，如距离直供牵引网分段首端x(距离直供牵引网分段末端D-x)km处，列写电路方程，解出故障位置x或D-x。电流、电压需用基波相量，电流、电压互感器极性需与图中标向要求一致。同时，由电路方程推导故障位置的过程中，短路点电压可以消掉，因此该故障定位方法适用于有或无过度电阻情形。
与现有技术相比，本发明技术的有益效果是：
一、利用直供牵引网分段两端电压、电流进行故障距离计算，适用于金属性短路和非金属性(有较大过渡电阻)短路，且均具有较高的准确性。
二、故障定位及其精度不受直供牵引网结构、运行方式等的影响，也考虑了上行T1线与下行T2线的互感影响。
三、通用性好，易于实施。
附图说明
图1是本发明实施例的直供牵引网分段上、下行接触线首末端均不并联，上行TR短路定位示意图。
图2是本发明实施例的直供牵引网分段上、下行接触线首末端均并联，上行TR短路定位示意图。
图3是本发明实施例的直供牵引网分段上、下行接触线首端并联、末端不并联，上行TR短路定位示意图。
图4是本发明实施例的直供牵引网分段上、下行接触线首端不并联、末端并联，上行TR短路定位示意图。
具体实施方式
如图1所示，设电气化铁路直供牵引网分段长度为D，上下行T线首末端均不并联，上行接触线T1，下行接触线T2的自阻抗为ZT，钢轨R的自阻抗为ZR，上行接触线T1与下行接触线T2的互阻抗为ZTT；同步测量直供牵引网分段两端电压相量和电流相量，包括上行接触线T1首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量下行接触线T2首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量设距离直供牵引网分段首端x(距离直供牵引网分段末端D-x)km处发生TR短路，列写电路方程，求解得故障位置：
式中：长度D、x的单位均为km，各种阻抗Z单位均为Ohm/km；各首端电压相量和末端电压相量的单位均为V，各首端电流相量和末端电流相量 的单位均为A。
为了提高定位精度，故障位置x在[0,D/2)区间时，优先选用公式(2)计算，故障位置在[D/2,D]区间时，优先选用公式(1)计算。
如图2所示，直供牵引网分段上下行T线首末端均并联，设距离直供牵引网分段首端x(距离直供牵引网分段末端D-x)km处发生TR短路，同步测量直供牵引网分段两端电压相量和电流相量，包括上行接触线T1首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量下行接触线T2首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量短路位置x由公式(1)、(2)进行计算，其中故障位置在[0,D/2)区间时，优先选用公式(2)计算，故障位置在[D/2,D]区间时，优先选用公式(1)计算。
如图3所示，直供牵引网分段上下行T线首端并联、末端不并联，设距离直供牵引网分段首端x(距离直供牵引网分段末端D-x)km处发生TR短路，同步测量直供牵引网分段两端电压相量和电流相量，包括上行接触线T1首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量下行接触线T2首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量短路位置x由公式(1)、(2)进行计算，其中故障位置在[0,D/2)区间时，优先选用公式(2)计算，故障位置在[D/2,D]区间时，优先选用公式(1)计算。
如图4所示，直供牵引网分段上下行T线首端不并联、末端并联，设距离直供牵引网分段首端x(距离直供牵引网分段末端D-x)km处发生TR短路，同步测量直供牵引网分段两端电压相量和电流相量，包括上行接触线T1首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量下行接触线T2首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量短路位置x由公式(1)、(2)进行计算，其中故障位置在[0,D/2)区间时，优先选用公式(2)计算，故障位置在[D/2,D]区间时，优先选用公式(1)计算。

Claims (2)

1.一种电气化铁路直供牵引网故障标定算法，设电气化铁路直供牵引网分段长度为D，上行接触线T1，下行接触线T2的自阻抗为ZT，钢轨R的自阻抗为ZR，上行接触线T1与下行接触线T2的互阻抗为ZTT；同步测量直供牵引网分段两端电压相量和电流相量，包括上行接触线T1首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量下行接触线T2首端电压相量和首端电流相量末端电压相量和末端电流相量其特征在于:直供牵引网分段发生上行接触线T1或下行接触线T2和钢轨R的TR短路故障，且该分段下行接触线T2和上行接触线T1无牵引列车时，设x为短路故障位置距离直供牵引网分段首端的长度，D-x为短路故障位置距离直供牵引网分段末端的长度，则故障位置由公式(1)、(2)进行计算；故障位置在[0,D/2)区间时，选用公式(2)计算，故障位置在[D/2,D]区间时，选用公式(1)计算：
式中：长度D、x的单位均为km，各种阻抗Z单位均为Ohm/km；各首端电压相量 和末端电压相量的单位均为伏V，各首端电流相量和末端电流相量的单位均为安A。
2.根据权利要求1所述的一种电气化铁路直供牵引网故障标定算法，其特征在于:所述直供牵引网分段发生上行接触线T1或下行接触线T2与钢轨R之间的TR短路故障，若直供牵引网分段上有列车取流，且该分段电压幅值下降至低于19kV以下，列车停止取流时，故障位置仍由公式(1)或(2)进行计算。
CN201810723360.2A 2018-07-04 2018-07-04 一种电气化铁路直供牵引网故障标定算法 Active CN108872788B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810723360.2A CN108872788B (zh) 2018-07-04 2018-07-04 一种电气化铁路直供牵引网故障标定算法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810723360.2A CN108872788B (zh) 2018-07-04 2018-07-04 一种电气化铁路直供牵引网故障标定算法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108872788A CN108872788A (zh) 2018-11-23
CN108872788B true CN108872788B (zh) 2019-08-02

Family

ID=64298528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810723360.2A Active CN108872788B (zh) 2018-07-04 2018-07-04 一种电气化铁路直供牵引网故障标定算法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108872788B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108845232B (zh) * 2018-07-04 2020-05-26 神华包神铁路集团有限责任公司 一种直供牵引网上、下行接触网并联状态识别方法
CN110082648B (zh) * 2019-06-19 2021-04-06 成都交大许继电气有限责任公司 一种t接牵引网的故障测距方法
CN111274649B (zh) * 2020-02-11 2023-04-25 国能包神铁路集团有限责任公司 一种单线直供电气化铁路接触网电气性能评估方法
CN111579925B (zh) * 2020-05-21 2021-10-08 西南交通大学 一种第四轨回流牵引供电系统的正极轨接地故障定位方法
CN112946420B (zh) * 2021-01-29 2021-11-23 西南交通大学 一种电气化铁道at段故障位置识别方法
CN112904149B (zh) * 2021-01-29 2021-11-23 西南交通大学 一种单线at双边供电牵引网故障测距计算方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3012642A1 (de) * 2014-09-26 2016-04-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und anordnung für die ermittlung eines fehlerortes bei einem kurzschluss entlang einer energieversorgungsstrecke
CN107728006A (zh) * 2017-11-14 2018-02-23 西南交通大学 牵引变电所牵引回流与接地状态在线监测及故障诊断系统
CN107942197A (zh) * 2017-11-17 2018-04-20 国网四川省电力公司达州供电公司 一种输电线路单端故障测距方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3012642A1 (de) * 2014-09-26 2016-04-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und anordnung für die ermittlung eines fehlerortes bei einem kurzschluss entlang einer energieversorgungsstrecke
CN107728006A (zh) * 2017-11-14 2018-02-23 西南交通大学 牵引变电所牵引回流与接地状态在线监测及故障诊断系统
CN107942197A (zh) * 2017-11-17 2018-04-20 国网四川省电力公司达州供电公司 一种输电线路单端故障测距方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108872788A (zh) 2018-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108872788B (zh) 一种电气化铁路直供牵引网故障标定算法
CN108872786B (zh) 一种电气化铁路at牵引网at段故障定位方法
CN108548991B (zh) 一种单线电气化铁路直供牵引网的故障测距方法
CN107797027B (zh) 一种电气化铁路at牵引网故障定位方法
CN110221181A (zh) 一种全并联at牵引供电系统故障at段短路点定位方法
CN108845232B (zh) 一种直供牵引网上、下行接触网并联状态识别方法
CN103235237B (zh) 一种高压直流接地极线路高阻故障的定位方法
CN109085456B (zh) 一种at段的用电列车位置及高阻故障位置的判别方法
CN101672883A (zh) 一种架空和电缆混合输电线路故障定位方法和装置
CN106019088B (zh) 一种直流接地极线路测距方法
CN103293447A (zh) 一种仅利用单端信息的同塔双回输电线路非跨线故障的测距方法
CN108872789A (zh) 一种直供牵引网用电列车和高阻故障位置判别算法
CN103823155A (zh) 一种at牵引网短路故障测距方法
CN103760460B (zh) 一种基于贝杰龙模型的高压直流接地极线路时域故障测距方法
CN112904149B (zh) 一种单线at双边供电牵引网故障测距计算方法
CN104848795A (zh) 在线车轮直径测量方法
CN105699858B (zh) 一种考虑接头电阻的架空-电缆混合线路故障测距方法
CN102967804A (zh) 基于d型行波原理的t接线路故障测距方法
CN203222710U (zh) 一种轨道定位器
CN107121149A (zh) 一种基于电涡流效应的高速磁浮轨检绝对里程读取装置
CN103743995B (zh) 一种基于t型等效模型的高压直流接地极线路故障测距的方法
CN205120833U (zh) 直接测量输电导线连接点及轨道连接点的电阻测量仪
CN106841807B (zh) 一种实时测量地铁走行轨与地面过渡电阻的方法及系统
CN104316831A (zh) At吸上电流比故障测距参数的工程确认方法
CN112946420B (zh) 一种电气化铁道at段故障位置识别方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant