CN111890994A - 基于动态电流采集的高速铁路供电运营分析方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于动态电流采集的高速铁路供电运营分析方法及系统，获取同一供电区间的供电臂上各个采集点的负荷电流、牵引网电压和牵引变压器电流；根据各采集点的负荷电流、牵引网电压和牵引变压器电流，基于电流类型判据生成阶段性录波文件；根据阶段性录波文件中的录波数据，对高速铁路供电运营进行分析，输出牵引供电系统的供电能力校核结果、牵引变压器容量校核结果、负荷敏感型继电保护定值校验结果和/或牵引网故障分析和预测结果。本发明可实现牵引供电系统全天候运营状态监测，是牵引供电系统无人值班、无人值守模式的不可或缺的组成部分，对于高速铁路牵引供电的自动化和智能程度有很大的推动作用。

Description

基于动态电流采集的高速铁路供电运营分析方法及系统

技术领域

本发明涉及一种基于动态电流采集的高速铁路供电运营分析方法及系统，属于电气化铁路牵引供电技术领域。

背景技术

随着高速铁路牵引供电系统无人值班、无人值守模式的推进，铁路运营单位对牵引供电系统运营状态的分析和监控则越来越依赖于相关辅助监控系统的自动化和智能化程度。

目前国内外尚无此类可全面监测高速铁路牵引供电系统全天候运营状态的方法和系统。运营部门对牵引供电系统运行情况的监测一般通过各类牵引变电所亭设置的综合自动化系统完成，普遍存在负荷监测采样时间间隔较长，无法做到全天候时刻监测；采样时间固定，无法全面准确捕捉电流、电压等数据的瞬间变化；采样结果以实时通信报文形式提供，无法形成全天候负荷平滑曲线；不同所亭之间的采样结果无法有效结合，进行整体系统地分析等诸多缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于动态电流采集的高速铁路供电运营分析方法及系统，解决了目前高速铁路牵引供电系统监测采样时间间隔较长、采样时间固定导致无法全天候监测且无法全面捕捉电流电压瞬间变化的问题。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：一种基于动态电流采集的高速铁路供电运营分析方法，包括如下步骤：

获取同一供电区间的供电臂上各个采集点的负荷电流、牵引网电压和牵引变压器电流；

根据各采集点的负荷电流、牵引网电压和牵引变压器电流，基于电流类型判据生成阶段性录波文件；

根据阶段性录波文件中的录波数据，对高速铁路供电运营进行分析，输出牵引供电系统的供电能力校核结果、牵引变压器容量校核结果、负荷敏感型继电保护定值校验结果和/或牵引网故障分析和预测结果。

进一步的，所述各个采集点的负荷电流、牵引网电压和牵引变压器电流通过负荷监测及录波装置采集。

进一步的，负荷监测及录波装置的安装位置包括：牵引变电所、AT所和分区所内。

进一步的，所述电流类型判据为：

当U_i＞U_dy，ΔI_i＞I_fh1，则判定电流类型为动态负荷电流；

当U_i≤U_dy，ΔI_i＞I_fh1，则判定电流类型为故障电流；

当U_i≤U_dy，ΔI_i≤I_fh1，则判定为电流类型为稳态负荷电流。

其中，ΔI_i为采集的线路电流突变值；I_fh1为设定的电流突变量定值；U_i为采集的牵引网电压有效值；U_dy为设定的牵引网低电压定值。

进一步的，阶段性录波文件的生成方法，包括：

当判断电流为动态负荷电流类型时，执行动态负荷录波流程：启动录波前设定的第一时段T1内数据保存为录波第一段，录波频率为第一动态负荷录波频率f1；启动录波后设定的第二时段T2内数据保存为录波第二段，录波频率为第二动态负荷录波频率f2；T1+T2时刻后保存为录波第三段，时间段长度为设定的第三时段T3，在T3时间段内当存在电流突变量数据满足ΔI_i＞I_fh1条件，则该时间段录波频率为第三动态负荷录波频率f3，否则录波频率为动态负荷长过程录波频率f4，得到动态负荷录波数据；

当判断电流为故障电流时，执行故障录波流程：启动录波前T1时间段内数据保存为录波第一段，录波频率为第一故障电流录波频率f5；启动录波后T2时间段数据保存为录波第二段，录波频率为第二故障电流录波频率f6，得到故障录波数据；

当判断电流为稳态负荷电流时，则执行稳态负荷录波流程：全时段录波频率为稳态负荷录波频率f7，得到稳态负荷录波数据；

录波完成后，根据各录波段对应的时标，删除重复录波段，合成以时间T为周期的阶段性录波文件。

进一步的，牵引供电系统的供电能力校核方法，包括：

利用阶段性录波文件中的负荷录波数据，通过时标拼接组合生成牵引网负荷平滑曲线，并结合事先输入的同时段机车负荷参数、铁路运行图，比较得出全天候录波数据中最大负荷条件的录波数据；

根据最大负荷条件的录波数据，按照接触线、承力索和总回流线的线路阻抗值，得出铁路牵引网负荷电流值最大时所在的1小时时段各导线的最大电流和持续有效电流，校核导线的载流量，判断实际运行过程中导线最大载流量是否大于线路导线选型时的额定载流量；

根据最大负荷条件的录波数据中记录的牵引网电压采样数据，得出铁路牵引网负荷电流值最大时所在的1小时时段的牵引变电所、AT所和分区所处的接触网电压分布曲线，评估电压稳定性和牵引供电结构，输出牵引供电系统的供电能力校核结果。

进一步的，牵引变压器容量校核方法包括：

根据最大负荷条件的录波数据中的负荷电流和牵引网电压的采样数据计算各时刻的有功功率和无功功率，得出铁路牵引网负荷电流值最大时所在的1小时时段的牵引变压器平均功率，结合牵引变压器的设计容量，以及牵引变压器的过负荷能力要求，校核牵引变压器的容量是否满足电力机车牵引功率的要求。

进一步的，负荷敏感型继电保护定值校验方法，包括：

利用阶段性的负荷录波数据，通过时标拼接组合成牵引网负荷平滑曲线，分别得出牵引网最大负荷电流、最低网压；

筛选整个牵引网继电保护元件，得出对于负荷敏感的继电保护元件，并从牵引变电所现有的综合自动化系统中在线获取对于负荷敏感的继电保护元件继电保护定值；

通过牵引网最大负荷电流、最低网压实测数据，校核负荷敏感型继电保护元件的整定定值，并得出校验结论。

以牵引网线路保护的阻抗保护元件为例：根据牵引网最大负荷电流I_fhmax、最低网压U_min实测数据计算得出牵引网最小负荷阻抗R_fh，并与实际阻抗保护元件的整定定值R_zd进行比较，当0.9≤R_zd/R_fh≤1.1时，则校核结果为阻抗保护元件的整定定值满足要求，反之，容易导致重载负荷时阻抗保护元件误动作，不满足实际运行需求，则校核结果为需要调整阻抗保护元件的整定值，以满足0.9≤R_zd/R_fh≤1.1的范围要求。

进一步的，所述牵引网故障分析和预测方法，包括：

获取综合自动化系统继电保护动作报告，并与同时段负荷录波数据进行比较，取得故障前牵引网线路负荷录波数据和牵引变压器的电流录波数据；

根据牵引网线路负荷录波数据得出牵引供电网络中负荷电流网络分布，分析网络中电流不平衡的节点位置，在线路继电保护装置故障跳闸前，发出故障预警，避免线路发展性故障的发生；

根据牵引变压器的电流录波数据，得出差动电流数据，在差动电流达到变压器继电保护装置动作定值之前，发出故障预警，提示存在的牵引变压器潜在故障；

根据故障发生时的故障录波报告，结合保护元件的模型，计算保护动作时的灵敏系数，校核保护动作的灵敏性和选择性，并核对保护动作的正确性。

一种基于动态负荷采集技术的高速铁路供电运营分析系统，包括：

获取模块，用于获取同一供电区间的供电臂上各个采集点的负荷电流、牵引网电压和牵引变压器电流；

阶段性录波文件生成模块，用于根据各采集点的负荷电流、牵引网电压和牵引变压器电流，基于电流类型判据生成阶段性录波文件；

分析模块，用于根据阶段性录波文件中的录波数据，对高速铁路供电运营进行分析，输出牵引供电系统的供电能力校核结果、牵引变压器容量校核结果、负荷敏感型继电保护定值校验结果和/或牵引网故障分析和预测结果。

本发明的有益效果如下所述：

根据各采集点的负荷电流、牵引网电压和牵引变压器电流，基于电流类型判据生成阶段性录波文件，牵引供电负荷能够全天候平滑监测；实时采集监测牵引网各所亭的负荷电流，牵引变电所所亭间实时负荷数据能够同步采集；利用实时牵引负荷数据、牵引网线路参数、牵引变压器额定参数、保护装置运行定值和故障动作报告等在线实现牵引供电系统供电能力分析、牵引变压器容量优化分析、继电保护定值整定校验和继电保护动作行为分析。

附图说明

图1是根据本发明实施例提供的电流类型判据示意图；

图2是根据本发明实施例提供的一种高速铁路供电运营分析方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：

本实施例提供一种基于动态电流采集的高速铁路供电运营分析方法，包括如下步骤：

步骤1，获取同一供电区间的供电臂上负荷电流、牵引网电压和牵引变压器电流；根据负荷电流、牵引网电压和电流类型判据生成阶段性录波文件；

在同一供电区间的供电臂上各牵引变电所、AT所和分区所内安装负荷监测及录波装置；负荷监测及录波装置用于实时采集各所亭所在位置的负荷电流和牵引网电压、牵引变压器电流。

参照图1，电流类型判据如下所述：

当U_i＞U_dy，ΔI_i＞I_fh1，则判定为冲击性负荷进入供电区间，电流类型为动态负荷电流；

当U_i≤U_dy，ΔI_i＞I_fh1，则判定为供电区间内存在故障电流，电流类型为故障电流；

反之，若ΔI_i≤I_fh1，则判定为供电区间内存在持续电流，电流类型为稳态负荷电流。

其中，ΔI_i为负荷监测及录波装置采集的线路电流突变值；I_fh1为设定的电流突变量定值；U_i为负荷监测及录波装置采集的牵引网电压有效值；U_dy为设定的牵引网低电压定值。

参照图2，阶段性录波文件的生成方法如下：

以T为录波时间周期，根据电流类型判定结果，分别生成对应的录波文件，记录高速铁路牵引网上的电流、电压数据。

当判断电流为动态负荷电流类型时，执行动态负荷录波流程：启动录波前设定的第一时段T1时间段数据保存为录波第一段(A段)，录波频率为第一动态负荷录波频率f1；启动录波后设定的第二时段T2时间段数据保存为录波第二段(B段)，录波频率为第二动态负荷录波频率f2；T1+T2时刻后判断为长过程数据，为录波第三段(C段)，时间段长度为设定的第三时段T3，在T3时间段内当存在电流突变量数据满足ΔI_i＞I_fh1条件，则该时间段录波频率为第三动态负荷录波频率f3，否则录波频率为动态负荷长过程录波频率f4，得到动态负荷录波数据。

当判断电流为故障电流时，执行故障录波流程：启动录波前T1时间段数据保存为录波A段，录波频率为第一故障电流录波频率f5；启动录波后T2时间段数据保存为录波B段，录波频率为第二故障电流录波频率f6，得到故障录波数据。

当判断为稳态负荷电流时，则执行稳态负荷录波流程：全时段录波频率为稳态负荷录波频率f7，得到稳态负荷录波数据。

上述录波完成后，根据各录波段对应的时标，删除重复录波段，合成以时间T为周期的阶段性录波文件。

本发明采用变速负荷录波的方式，即在数据扰动时采用高频率的采样，在数据稳定的时候采用低频率的采样。其中，录波时间周期T默认值为5分钟；录波段时间长度T1设置为0.04～0.2s之间可调，T2设置为1～10s之间可调，T3设置为1～5min之间可调，f1、f2、f3为动态负荷录波频率，默认值设置为3200Hz，可选频率是12800Hz、6400Hz、3200Hz或1600Hz，f4为动态负荷长过程录波频率，默认值设置为10Hz，f5、f6为故障电流录波频率，默认值设置为6400Hz，可选频率是12800Hz、6400Hz、3200Hz或1600Hz，f7为稳态负荷录波频率，默认值设置为10Hz。录波段时间长度T1、T2、T3和录波频率f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7均为可以修改的定值数据。

步骤3，根据步骤2生成的阶段性录波文件，对高速铁路供电运营进行分析，输出牵引供电系统的供电能力校核结果、牵引变压器容量校核结果、负荷敏感型继电保护定值校验结果和/或牵引网故障分析和预测结果；

运营分析分为4个主要部分：

1、牵引供电系统的供电能力校核方法，包括：

(1)利用阶段性录波文件中的负荷录波数据，通过时标拼接组合生成牵引网负荷平滑曲线，并结合事先输入的同时段机车负荷参数、铁路运行图，比较得出全天候录波数据中最大负荷条件的录波数据，即铁路牵引网负荷电流值最大时所在的1小时时段的负荷录波数据。

(2)根据最大负荷条件的录波数据，按照接触线、承力索和总回流线的线路阻抗值，计算得出各导线的电流分布，从而进一步计算得出铁路牵引网负荷电流值最大时所在的1小时时段各导线的最大电流和持续有效电流，校核这些导线的载流量，判断实际运行过程中导线最大载流量是否大于线路导线选型时的额定载流量，如果大于则需要在供电区间内增加相应的加强导线。

(3)根据最大负荷条件的录波数据中记录的接触网(即牵引网)电压采样数据，得出该时段的牵引变电所、AT所和分区所处的接触网电压分布曲线，参照国标电能质量电压波动和闪变的计算方法，评估电压稳定性和牵引供电结构，若不满足国标规定的限值要求，则需要进一步确定通过增加动态补偿装置等方式提高牵引网电压的稳定性。

最终，输出牵引供电系统的供电能力校核结果和建议。

2、牵引变压器容量校核方法，包括：

根据最大负荷条件的录波数据中的负荷电流和牵引网电压的采样数据计算各时刻的有功功率和无功功率，进一步得出该时段的牵引变压器平均功率，结合牵引变压器的设计容量，以及牵引变压器的过负荷能力要求，校核牵引变压器的容量是否满足电力机车牵引功率的要求，如果不满足则需要提高牵引变压器的设计容量。

3、负荷敏感型继电保护定值校验方法，包括：

(1)利用阶段性的负荷录波数据，通过时标拼接组合成牵引网负荷平滑曲线，分别得出牵引网最大负荷电流、最低网压。

(2)筛选整个牵引网继电保护元件，得出对于负荷敏感的继电保护元件，并从牵引变电所现有的综合自动化系统中在线获取对于负荷敏感的继电保护元件继电保护定值。

(3)通过牵引网最大负荷电流、最低网压实测数据，校核负荷敏感型继电保护元件的整定定值，并得出校验结论。

以牵引网线路保护的阻抗保护元件为例：根据牵引网最大负荷电流I_fhmax、最低网压U_min实测数据计算得出牵引网最小负荷阻抗R_fh，并与实际阻抗保护元件的整定定值R_zd进行比较，当0.9≤R_zd/R_fh≤1.1时，则校核结果为阻抗保护元件的整定定值满足要求，反之，容易导致重载负荷时阻抗保护元件误动作，不满足实际运行需求，则校核结果为需要调整阻抗保护元件的整定值，以满足0.9≤R_zd/R_fh≤1.1的范围要求。

4、牵引网故障分析和预测方法，包括：

(1)获取综合自动化系统继电保护动作报告，并与同时段负荷录波数据进行比较，取得故障前牵引网线路负荷录波数据和牵引变压器的电流录波数据。

(2)根据牵引网线路负荷录波数据得出牵引供电网络中负荷电流网络分布，分析网络中电流不平衡的节点位置，在线路继电保护装置故障跳闸前，发出故障预警，避免线路发展性故障的发生。

(3)根据牵引变压器的电流录波数据，通过变压器差动电流计算公式得出差动电流数据(现有技术)，在差动电流达到变压器继电保护装置动作定值之前，发出故障预警，提示可能存在的牵引变压器潜在故障。

(4)根据故障发生时的故障录波报告，结合保护元件的模型，计算保护动作时的灵敏系数(现有技术)，校核保护动作的灵敏性和选择性，并核对保护动作的正确性，实现对牵引网故障的准确分析。

实施例2：

一种基于动态负荷采集技术的高速铁路供电运营分析系统，包括：

获取模块，用于获取同一供电区间的供电臂上各个采集点的负荷电流、牵引网电压和牵引变压器电流；

阶段性录波文件生成模块，用于根据各采集点的负荷电流和牵引网电压，基于电流类型判据生成阶段性录波文件；

分析模块，用于根据阶段性录波文件中的录波数据，对高速铁路供电运营进行分析，输出牵引供电系统的供电能力校核结果、牵引变压器容量校核结果、负荷敏感型继电保护定值校验结果和/或牵引网故障分析和预测结果。

各个采集点的负荷电流、牵引网电压和牵引变压器电流通过负荷监测及录波装置采集。

负荷监测及录波装置的安装位置包括：牵引变电所、AT所和分区所内。

电流类型判据为：

当U_i＞U_dy，ΔI_i＞I_fh1，则判定电流类型为动态负荷电流；

当U_i≤U_dy，ΔI_i＞I_fh1，则判定电流类型为故障电流；

当U_i≤U_dy，ΔI_i≤I_fh1，则判定为电流类型为稳态负荷电流。

其中，ΔI_i为采集的线路电流突变值；I_fh1为设定的电流突变量定值；U_i为采集的牵引网电压有效值；U_dy为设定的牵引网低电压定值。

阶段性录波文件的生成方法，包括：

当判断电流为动态负荷电流类型时，执行动态负荷录波流程：启动录波前设定的第一时段T1内数据保存为录波第一段，录波频率为第一动态负荷录波频率f1；启动录波后设定的第二时段T2内数据保存为录波第二段，录波频率为第二动态负荷录波频率f2；T1+T2时刻后保存为录波第三段，时间段长度为设定的第三时段T3，在T3时间段内当存在电流突变量数据满足ΔI_i＞I_fh1条件，则该时间段录波频率为第三动态负荷录波频率f3，否则录波频率为动态负荷长过程录波频率f4，得到动态负荷录波数据；

当判断电流为故障电流时，执行故障录波流程：启动录波前T1时间段内数据保存为录波第一段，录波频率为第一故障电流录波频率f5；启动录波后T2时间段数据保存为录波第二段，录波频率为第二故障电流录波频率f6，得到故障录波数据；

当判断电流为稳态负荷电流时，则执行稳态负荷录波流程：全时段录波频率为稳态负荷录波频率f7，得到稳态负荷录波数据；

录波完成后，根据各录波段对应的时标，删除重复录波段，合成以时间T为周期的阶段性录波文件。

牵引供电系统的供电能力校核方法，包括：

利用阶段性录波文件中的负荷录波数据，通过时标拼接组合生成牵引网负荷平滑曲线，并结合事先输入的同时段机车负荷参数、铁路运行图，比较得出全天候录波数据中最大负荷条件的录波数据；

根据最大负荷条件的录波数据，按照接触线、承力索和总回流线的线路阻抗值，得出铁路牵引网负荷电流值最大时所在的1小时时段各导线的最大电流和持续有效电流，校核导线的载流量，判断实际运行过程中导线最大载流量是否大于线路导线选型时的额定载流量；

根据最大负荷条件的录波数据中记录的牵引网电压采样数据，得出铁路牵引网负荷电流值最大时所在的1小时时段的牵引变电所、AT所和分区所处的接触网电压分布曲线，评估电压稳定性和牵引供电结构，输出牵引供电系统的供电能力校核结果。

牵引变压器容量校核方法包括：

根据最大负荷条件的录波数据中的负荷电流和牵引网电压的采样数据计算各时刻的有功功率和无功功率，得出铁路牵引网负荷电流值最大时所在的1小时时段的牵引变压器平均功率，结合牵引变压器的设计容量，以及牵引变压器的过负荷能力要求，校核牵引变压器的容量是否满足电力机车牵引功率的要求。

负荷敏感型继电保护定值校验方法，包括：

利用阶段性的负荷录波数据，通过时标拼接组合成牵引网负荷平滑曲线，分别得出牵引网最大负荷电流、最低网压；

筛选整个牵引网继电保护元件，得出对于负荷敏感的继电保护元件，并从牵引变电所现有的综合自动化系统中在线获取对于负荷敏感的继电保护元件继电保护定值；

通过牵引网最大负荷电流、最低网压实测数据，校核负荷敏感型继电保护元件的整定定值，并得出校验结论。

所述牵引网故障分析和预测方法，包括：

获取综合自动化系统继电保护动作报告，并与同时段负荷录波数据进行比较，取得故障前牵引网线路负荷录波数据和牵引变压器的电流录波数据；

根据牵引网线路负荷录波数据得出牵引供电网络中负荷电流网络分布，分析网络中电流不平衡的节点位置，在线路继电保护装置故障跳闸前，发出故障预警，避免线路发展性故障的发生；

根据牵引变压器的电流录波数据，得出差动电流数据，在差动电流达到变压器继电保护装置动作定值之前，发出故障预警，提示存在的牵引变压器潜在故障；

根据故障发生时的故障录波报告，结合保护元件的模型，计算保护动作时的灵敏系数，校核保护动作的灵敏性和选择性，并核对保护动作的正确性。

本发明通过在牵引供电系统的供电臂沿线所亭中安装动态负荷采集和录波装置，收集各所亭同步的实时负荷数据和录波数据，根据实时负荷数据、牵引网线路参数、牵引变压器额定参数、保护装置运行定值、故障动作报告等，实现高速铁路供电系统供电能力分析、牵引变压器容量优化分析、继电保护定值整定校验和继电保护动作行为分析等高级应用功能。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于动态电流采集的高速铁路供电运营分析方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

获取同一供电区间的供电臂上各个采集点的负荷电流、牵引网电压和牵引变压器电流；

根据各采集点的负荷电流、牵引网电压和牵引变压器电流，基于电流类型判据生成阶段性录波文件；

根据阶段性录波文件中的录波数据，对高速铁路供电运营进行分析，输出牵引供电系统的供电能力校核结果、牵引变压器容量校核结果、负荷敏感型继电保护定值校验结果和/或牵引网故障分析和预测结果。

2.根据权利要求1所述的基于动态电流采集的高速铁路供电运营分析方法，其特征在于，所述各个采集点的负荷电流、牵引网电压和牵引变压器电流通过负荷监测及录波装置采集。

3.根据权利要求2所述的基于动态电流采集的高速铁路供电运营分析方法，其特征在于，负荷监测及录波装置的安装位置包括：牵引变电所、AT所和分区所内。

4.根据权利要求1所述的基于动态电流采集的高速铁路供电运营分析方法，其特征在于，所述电流类型判据为：

当U_i＞U_dy，ΔI_i＞I_fh1，则判定电流类型为动态负荷电流；

当U_i≤U_dy，ΔI_i＞I_fh1，则判定电流类型为故障电流；

当U_i≤U_dy，ΔI_i≤I_fh1，则判定为电流类型为稳态负荷电流。

其中，ΔI_i为采集的线路电流突变值；I_fh1为设定的电流突变量定值；U_i为采集的牵引网电压有效值；U_dy为设定的牵引网低电压定值。

5.根据权利要求4所述的基于动态电流采集的高速铁路供电运营分析方法，其特征在于，阶段性录波文件的生成方法，包括：

当判断电流为动态负荷电流类型时，执行动态负荷录波流程：启动录波前设定的第一时段T1内数据保存为录波第一段，录波频率为第一动态负荷录波频率；启动录波后设定的第二时段T2内数据保存为录波第二段，录波频率为第二动态负荷录波频率；T1+T2时刻后保存为录波第三段，时间段长度为设定的第三时段T3，在T3时间段内当存在电流突变量数据满足ΔI_i＞I_fh1条件，则该时间段录波频率为第三动态负荷录波频率，否则录波频率为动态负荷长过程录波频率，得到动态负荷录波数据；

当判断电流为故障电流时，执行故障录波流程：启动录波前T1时间段内数据保存为录波第一段，录波频率为第一故障电流录波频率；启动录波后T2时间段数据保存为录波第二段，录波频率为第二故障电流录波频率，得到故障录波数据；

当判断电流为稳态负荷电流时，则执行稳态负荷录波流程：全时段录波频率为稳态负荷录波频率，得到稳态负荷录波数据；

录波完成后，根据各录波段对应的时标，删除重复录波段，合成以时间T为周期的阶段性录波文件。

6.根据权利要求1所述的基于动态电流采集的高速铁路供电运营分析方法，其特征在于，牵引供电系统的供电能力校核方法，包括：

利用阶段性录波文件中的负荷录波数据，通过时标拼接组合生成牵引网负荷平滑曲线，并结合事先输入的同时段机车负荷参数、铁路运行图，比较得出全天候录波数据中最大负荷条件的录波数据；

根据最大负荷条件的录波数据，按照接触线、承力索和总回流线的线路阻抗值，得出铁路牵引网负荷电流值最大时所在的1小时时段各导线的最大电流和持续有效电流，校核导线的载流量，判断实际运行过程中导线最大载流量是否大于线路导线选型时的额定载流量；

根据最大负荷条件的录波数据中记录的牵引网电压采样数据，得出铁路牵引网负荷电流值最大时所在的1小时时段的牵引变电所、AT所和分区所处的接触网电压分布曲线，评估电压稳定性和牵引供电结构，输出牵引供电系统的供电能力校核结果。

7.根据权利要求6所述的基于动态电流采集的高速铁路供电运营分析方法，其特征在于，牵引变压器容量校核方法包括：

根据最大负荷条件的录波数据中的负荷电流和牵引网电压的采样数据计算各时刻的有功功率和无功功率，得出铁路牵引网负荷电流值最大时所在的1小时时段的牵引变压器平均功率，结合牵引变压器的设计容量，以及牵引变压器的过负荷能力要求，校核牵引变压器的容量是否满足电力机车牵引功率的要求。

8.根据权利要求1所述的基于动态电流采集的高速铁路供电运营分析方法，其特征在于，负荷敏感型继电保护定值校验方法，包括：

利用阶段性的负荷录波数据，通过时标拼接组合成牵引网负荷平滑曲线，分别得出牵引网最大负荷电流、最低网压；

筛选整个牵引网继电保护元件，得出对于负荷敏感的继电保护元件，并从牵引变电所现有的综合自动化系统中在线获取对于负荷敏感的继电保护元件继电保护定值；

通过牵引网最大负荷电流、最低网压实测数据，校核负荷敏感型继电保护元件的整定定值，并得出校验结论。

以牵引网线路保护的阻抗保护元件为例：根据牵引网最大负荷电流I_fhmax、最低网压U_min实测数据计算得出牵引网最小负荷阻抗R_fh，并与实际阻抗保护元件的整定定值R_zd进行比较，当0.9≤R_zd/R_fh≤1.1时，则校核结果为阻抗保护元件的整定定值满足要求，反之，容易导致重载负荷时阻抗保护元件误动作，不满足实际运行需求，则校核结果为需要调整阻抗保护元件的整定值，以满足0.9≤R_zd/R_fh≤1.1的范围要求。

9.根据权利要求1所述的基于动态电流采集的高速铁路供电运营分析方法，其特征在于，所述牵引网故障分析和预测方法，包括：

获取综合自动化系统继电保护动作报告，并与同时段负荷录波数据进行比较，取得故障前牵引网线路负荷录波数据和牵引变压器的电流录波数据；

根据牵引网线路负荷录波数据得出牵引供电网络中负荷电流网络分布，分析网络中电流不平衡的节点位置，在线路继电保护装置故障跳闸前，发出故障预警，避免线路发展性故障的发生；

根据牵引变压器的电流录波数据，得出差动电流数据，在差动电流达到变压器继电保护装置动作定值之前，发出故障预警，提示存在的牵引变压器潜在故障；

根据故障发生时的故障录波报告，结合保护元件的模型，计算保护动作时的灵敏系数，校核保护动作的灵敏性和选择性，并核对保护动作的正确性。

10.一种基于动态负荷采集技术的高速铁路供电运营分析系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取同一供电区间的供电臂上各个采集点的负荷电流、牵引网电压；

阶段性录波文件生成模块，用于根据各采集点的负荷电流和牵引网电压，基于电流类型判据生成阶段性录波文件；

分析模块，用于根据阶段性录波文件中的录波数据，对高速铁路供电运营进行分析，输出牵引供电系统的供电能力校核结果、牵引变压器容量校核结果、负荷敏感型继电保护定值校验结果和/或牵引网故障分析和预测结果。

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