CN111610409B - 一种针对电铁at供电系统的测距方法 - Google Patents
一种针对电铁at供电系统的测距方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种针对电铁AT供电系统的测距方法,包括以下步骤:A.判断供电方式,如果是AT全并联供电,则进入步骤B,如果是AT单线供电,则进入步骤C;B.判断故障发生的行别;C.根据牵引变电所、AT所、分区所的数据判断发生故障的类型;D.将牵引变电所、AT所、分区所内的数据归一化。E.归一化后,进行故障位置的计算;F.完成故障定位。本发明有益效果:能够快速地对故障进行定位,而且能准确地判断故障行与故障类型;躲过了判区间的技术难题,无需判故障区间,这样就避免了因判错区间而导致的错误,为工程中的故障定位提供了一种新的思路。
Description
技术领域
本发明属于电气化牵引铁路技术领域,尤其是涉及一种针对电铁AT供电系统的测距方法。
背景技术
电铁牵引AT供电,简称AT供电,AT供电方式由于自耦变压器的接入,不仅能在不增加负载电流的情况下提高牵引网电压,而且能减小系统能耗,是我国铁路主要供电方式之一。AT供电方式主要包括AT单线供电与AT全并联供电两种接线方式,如图2和图3所示。面对庞大的供电系统,当故障随机发生在不同位置时,应能快速定位并切掉故障线路,这是保证牵引供电系统稳定运行的必要条件。
然而,目前针对全并联AT供电系统发生故障时,主要采用上下行电流比进行测距,此方法用横连电流的大小进行区间判断,当故障发生在在AT所附近时,由于上下行某一行存在支路,线路自身参数的不对称等因素,容易判错故障区间,使得测距结果产生较大误差,甚至是错误,不能保证测距的精度要求;针对AT单线供电系统发生故障时,根据故障类型的不同,测距的主要方法有线性电抗法测距与吸上电流比两种方式,当采用吸上电流的方法时,根据牵引变电所与分区所吸上电流的大小来判断故障区间,当故障发生在AT所附近时,由于漏电流的存在,可能导致吸上电流大小呈现不规律的特性,导致判断区间错误,使得测距结果产生较大误差,甚至是错误;AT单线供电系统的测距方法更容易自耦变压器自身参数的影响,由于自耦变压器自身阻抗的存在,使得吸上电流比推到测距结果要进行修正,但修正的规律仍不得而知,只能根据经验值进行修正。
因此,目前的AT供电不能快速定位故障线路并准确地判断故障类型,无法保证牵引供电系统稳定运行。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种针对电铁AT供电系统的测距方法,以解决上述问题的不足之处。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种针对电铁AT供电系统的测距方法,包括以下步骤:
A.判断供电方式,如果是AT全并联供电,则进入步骤B,如果是AT单线供电,则进入步骤C;
B.判断故障发生的行别;
C.根据牵引变电所、AT所、分区所的数据判断发生故障的类型;
D.将牵引变电所、AT所、分区所内的数据归一化。
E.归一化后,进行故障位置的计算;
F.完成故障定位。
进一步的,所述步骤C中判断故障类型的过程为:
C2.AT全并联供电方式中,若判断故障类型为TR或FR故障,则根据下式确定具体故障类型,
进一步的,所述步骤D中采用余弦定理进行归一化,且以牵引变电所的T线电压为参考标准。
式中选取流出母线的方向为正方向,*代表所内数据已经完成归一化,x为接触网上故障点到供电线的距离,SSGL为供电线的长度,ZT为单位长度T线的自阻抗,ZTF为单位长度T线与F线之间的互阻抗;
如果是AT全并联供电,当已经判为上行故障时,则故障位置的计算公式如下:
当已经判为下行故障时,则故障位置的计算公式如下:
相对于现有技术,本发明所述的针对电铁AT供电系统的测距方法具有以下优势:
本发明所述的针对电铁AT供电系统的测距方法能够快速地对故障进行定位,而且能准确地判断故障行与故障类型;方法躲过了判区间的技术难题,无需判故障区间,这样就避免了因判错区间而导致的错误,为工程中的故障定位提供了一种新的思路。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例所述的针对电铁AT供电系统的测距方法的流程图;
图2为AT单线供电系统故障示意图;
图3为AT全并联供电系统故障示意图;
图4为AT单线供电方式的测据流程图;
图5为AT全并联供电方式的测据流程图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1、图4和图5所示,一种针对电铁AT供电系统的测距方法,包括以下步骤:
A.判断供电方式,如果是AT全并联供电,则进入步骤B,如果是AT单线供电,则进入步骤C;
B.判断故障发生的行别;
C.根据牵引变电所、AT所、分区所的数据判断发生故障的类型;
D.将牵引变电所、AT所、分区所内的数据归一化。
E.归一化后,进行故障位置的计算,若为AT全并联供电方式,则只需牵引变电所、AT所、分区所三个所的所内数据即可完成故障位置的计算,若为AT单线供电方式,则需根据线路参数及所内数据作为已知量;
F.完成故障定位。
运营系统中包括牵引变电所(SS所)、AT所、分区所(SP所)三个重要部分,他们之间通过固标通道相连,故障时AT所与SP所内的数据能及时传递到SS所中,所述步骤B中故障发生在行别的判断模型为:牵引变电所、AT所、分区所三个所内的上行T线电流分别为F线电流分别为三个所内的下行T线电流分别为F线电流分别为设上行与下行所内电流矢量差分别为那么,
所述步骤C中判断故障类型的过程为:
C1.牵引变电所、AT所、分区所三个所内读取的吸上电流分别为则总的吸上电流计算为AT全并联供电方式中总的馈线电流为AT单线供电方式中总的馈线电流则为若存在则故障类型为TR或FR故障,否则为TF故障,这里,TR、FR、TF三种故障类型分别是T线与R线短路故障、F线与R线短路故障、T线与F线短路故障。
C2.AT全并联供电方式中,若判断故障类型为TR或FR故障,则根据下式确定具体故障类型,
所述步骤D中采用余弦定理进行归一化,且以牵引变电所的T线电压为参考标准。所内数据分别是以各所基准读取的,这样在进行测距计算之前,需要将他们进行归一化,保证测距计算的正确性。当不同的运行方式发生不同类型的故障时,归一化的原理完全相同,均采用了余弦定理,本实施例中,AT全并联供电方式中上行发生TR故障时,上行的所内电流不在存在等式关系,而下行的数据则不受影响,这样以下行T线电流为参考,根据正弦定理可列写公式如下:
计算出SS所与AT所内下行T线电流的角度差,经过换算后,这样就可以使SS所的基准读取AT所内的数据,完成归一化。同理SS所与SP所内下行T线电流的角度余弦值如下式所示。根据上述原理可完成三个所内数据的归一化,
如图2所示,所述步骤E中,归一化完成后,如果是AT单线供电,可根据霍尔基夫定律进行推导,牵引变电所、AT所、分区所三个所内的上行T线电压分别为三个所内的F线电压分别为三个所内的下行T线电压分别为F线电压分别为过程如下:
相减后得到故障位置D的计算公式如下,
式中选取流出母线的方向为正方向。式中x为接触网上故障点到供电线的距离,SSGL为供电线的长度,L1为SS所与AT所之间的距离,L2为SS与SP之间的距离。ZT为单位长度T线的自阻抗,ZF为单位长度F线的自阻抗,ZTR为单位长度T线与R线之间的互阻抗,ZFR为单位长度F与R线之间的互阻抗,ZTF为单位长度T线与F线之间的互阻抗;
如图3所示,如果是AT全并联供电,采用上行带支路的AT全并联供电系统进行分析,选取流出母线的方向为正方向,根据霍尔基夫定律进行推导,过程如下,
当已经判为上行故障时,可得,
式中增加*代表所内数据已经完成归一化。其中 为支路电流值,工程中上行与下行接触网与正馈线的参数是相同,所以单位长度的阻抗均可用Z代替,L1-1为支路位置到供电线的距离,L1-2为支路位置到AT所的距离,相减后得故障位置D的计算公式如下,
当已经判为下行故障时,则有,
相减可以解得故障位置D的计算公式如下,
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种针对电铁AT供电系统的测距方法,其特征在于,包括以下步骤:
A.判断供电方式,如果是AT全并联供电,则进入步骤B,如果是AT单线供电,则进入步骤C;
C.根据牵引变电所、AT所、分区所的数据判断发生故障的类型;
步骤C中判断故障类型的过程为:
C2.AT全并联供电方式中,若判断故障类型为TR或FR故障,则根据下式确定具体故障类型,
D.将牵引变电所、AT所、分区所内的数据归一化;
数据归一化具体过程如下:当不同的运行方式发生不同类型的故障时,归一化的原理完全相同,均采用了余弦定理,AT全并联供电方式中上行发生TR故障时,上行的所内电流不在存在等式关系,而下行的数据则不受影响,这样以下行T线电流为参考,可列写公式如下:
计算出SS所与AT所内下行T线电流的角度差,经过换算后,这样就可以使SS所的基准读取AT所内的数据,完成归一化;同理SS所与SP所内下行T线电流的角度余弦值如下式所示;
E.归一化后,进行故障位置的计算;
式中选取流出母线的方向为正方向,*代表所内数据已经完成归一化,x为接触网上故障点到供电线的距离,SSGL为供电线的长度,ZT为单位长度T线的自阻抗,ZTF为单位长度T线与F线之间的互阻抗;
如果是AT全并联供电,当已经判为上行故障时,则故障位置的计算公式如下:
当已经判为下行故障时,则故障位置的计算公式如下:
F.完成故障定位。
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