CN111907380A - 直供牵引供电系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种直供牵引供电系统。该直供牵引供电系统包括：牵引变电所、分区所以及设置在所述牵引变电所与所述分区所之间的并联开关站；所述并联开关站的上行线与下行线分别独立地通过其对应的开关元件与进出线电连接。本公开实施例提供的技术方案有利于实现将上行线与下行线分开保护，从而有利于减小故障停电范围，提高牵引可靠性。

Description

直供牵引供电系统

技术领域

本公开涉及电气化铁路技术领域，尤其涉及一种直供牵引供电系统。

背景技术

近年来电气化铁路里程飞速发展，电力牵引是各种运输方式中能够以电代油的动力牵引方式，其能源优势十分明显。牵引供电系统是电气化铁路的动力来源，其供电方式主要有带回流线的直接供电方式(简称直供)和自耦变压器供电方式(简称AT供电)。直供方式的牵引供电系统主要由牵引变电所、分区所组成，有时为提高供电能力，在牵引变电所至分区所的供电臂中部设置并联开关站，牵引供电系统架构如图1所示。

目前，牵引供电系统的牵引网保护，通常以牵引变电所设置阻抗保护作为主保护，分区所和并联开关站一般不提供牵引网保护。由此，一旦牵引网发生故障，无论是并联开关站的母线还是分区所的母线故障，都是由牵引变电所的馈线保护动作，牵引变电所上、下行断路器均跳闸，导致停电范围较大，牵引可靠性较低。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种直供牵引供电系统，以减小故障停电范围，提高牵引可靠性。

本公开提供了一种直供牵引供电系统，该直供牵引供电系统包括：牵引变电所、分区所以及设置在所述牵引变电所与所述分区所之间的并联开关站；

所述并联开关站的上行线与下行线分别独立地通过其对应的开关元件与进出线电连接。

可选的，所述并联开关站处设置电分段，且所述电分段的两侧分别设置进出线。

可选的，所述分区所的上行线与下行线分别独立地通过开关元件与进出线电连接。

可选的，所述分区所处设置断路器，且所述断路器的两侧分别设置进出线。

可选的，与同一段所述上行线或所述下行线电连接的两个开关元件限定一独立供电单元；

所述独立供电单元设置光纤差动保护。

可选的，所述开关元件为常闭断路器。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：该直供牵引供电系统包括牵引变电所、分区所以及设置在牵引变电所与分区所之间的并联开关站；并联开关站的上行线与下行线分别独立地通过其对应的开关元件与进出线电连接，由此可实现将上行线与下行线分开保护，从而有利于减小故障停电范围，提高牵引可靠性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术提供的一种直供牵引供电系统的结构示意图；

图2为本公开实施例提供的一种直供牵引供电系统的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的各本公开实施例在不冲突的前提下，可相互组合，其中的结构部件或功能模块可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该公开产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本公开的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

图1为相关技术提供的一种直供牵引供电系统的结构示意图。参照图1，牵引供电系统的牵引网保护，以牵引变电所设置阻抗保护作为主保护，分区所以及并联开关站不提供保护。目前用于电气化铁路的馈线保护测控装置功能日臻完善，稳定性也较好，但基于牵引网固有的复杂性，尚存在以下弊端难以解决：

(1)保护选择性问题

1.1)上行和下行全并联供电方式下，牵引变电所馈线保护无法区分是上行故障还是下行故障，因此一旦牵引网故障，牵引变电所上行断路器和下行断路器均跳闸，造成停电范围扩大。

1.2)越区供电时，牵引变电所馈线I段保护与分区所馈线I段保护由于保护范围问题无法配合，当分区所至下一变电所区间故障时，变电所及分区所馈线保护均动作，造成停电范围扩大。如在保护时限上设置阶梯，又牺牲了变电所I段保护的速动性。

(2)停电范围大

根据目前的系统架构及保护设置，一旦牵引网发生故障，无论故障在那个区间，都是由牵引变电所馈线保护动作，整个供电臂停电。

针对上述技术问题中的至少一个技术问题，本公开实施例提出一种基于光纤差动保护的直供牵引供电系统架构，将牵引供电系统分为若干个(独立)供电单元，分别配置光纤差动保护，实现每个供电单元独立保护和分别停电和送电。如此，可提高牵直供牵引供电系统的可靠性和灵活性，可减小故障停电范围。下面结合图2对本公开实施例以提供的直供牵引供电系统进行示例性说明。

示例性的，图2为本公开实施例提供的一种直供牵引供电系统的结构示意图。参照图2，该直供牵引供电系统包括：牵引变电所、分区所以及设置在牵引变电所与分区所之间的并联开关站；并联开关站的上行线(也称为“上行接触网”)110与下行线(也称为“下行接触网”)120分别独立地通过其对应的开关元件130与进出线电连接。

其中，上行线110可通过第一开关元件与进出线电连接，第一开关元件断开时，上行线110处于停电状态；第一开关元件闭合时，上行线110处于送电状态。下行线120可通过第二开关元件与进出线电连接，第二开关元件断开时，下行线120处于停电状态，第二开关元件闭合时，下行线120处于送电状态。第一开关元件和第二开关元件可独立受控，互相不影响。

如此设置，有利于实现上行线110与下行线120分开独立地送电和停电的控制，从而上行线110故障停电时，通过与上行线110电连接的开关元件仅将上行线110与进出线断开，可不影响下行线120送电；同理，下行线120故障停电时，通过与下行线120电连接的开关元件仅将下行线120与进出线断开，可不影响上行线110送电。如此，可减小故障停电范围，实现直供牵引供电系统的灵活控制，有利于提高供电可靠性。

在一实施例中，并联开关站处设置电分段，且电分段的两侧分别设置进出线。

如此设置，可在并联开关站处将上行线110和下行线120均断开，便于实现停电和送电的分段控制。

示例性的，以图2中示出的方位为例，对比图1和图2，本公开实施例将相关技术中的并联开关站主接线由单开关元件控制改为四个开关元件控制，并且设置四回进出线，在并联开关站处，接触网设置电分段，四回进出线分别接引左右两个方向的上行接触网和下行接触网。如此有利于实现并联开关站左右两个方向的上行接触网和下行接触网分别独立地进行停电和送电。

在一实施例中，分区所的上行线与下行线分别独立地通过开关元件与进出线电连接。

如此设置，与关联开关站类似地，可将分区所的上行线与下行线分开独立地控制，即其中之一故障停电时，可不影响另一送电，从而有利于减小故障停电范围，提高牵引供电系统的可靠性。

在一实施例中，分区所处设置断路器，且断路器的两侧分别设置进出线。

其中，分区所主接线也可参照并联开关站设置，也设置四回进出线，通过断路器分别接引左右两个方向的上行接触网和下行接触网。

如此，可将牵引变电所与与之相邻的分区所之间的牵引网分成四个独立受控的供电区段，以及将相邻两个牵引变电所之间的牵引网分成八个独立受控的供电区段。

在一实施例中，与同一段上行线或下行线电连接的两个开关元件限定一独立供电单元；独立供电单元设置光纤差动保护。

如此，直供牵引供电系统中，牵引变电所与与之相邻的分区所之间的牵引网分成四个独立供电单元，相邻两个牵引变电所之间的牵引网分成八个独立供电单元。

每个独立供电单元的首尾均为开关元件，设置适应电气化铁路的光纤差动保护，当牵引网某处发生故障时，由该独立供电单元首尾的开关元件保护启动，可将故障点切除，从而可确保牵引网的其余部分不受影响，可正常运行。

示例性的，配置的光纤差动保护为适应电气化铁路牵引网特点的分相光纤差动保护装置，可以实现T线与F线分别进行差动保护。其中，T线保护判据需考虑正常行车时牵引网从机车流入大地的电流。

在一实施例中，开关元件为常闭断路器(下文中也可简称为“断路器”)。

即，每个独立供电单元其首尾均设置常闭断路器，配置适应电气化铁路的光纤差动保护，当牵引网某处发生故障时，由该独立供电单元首尾的常闭断路器断开，以启动保护，将故障点切除。如此，牵引网其余部分不受影响，正常运行。

示例性的，正常供电时，所有断路器和隔离开关均闭合，并联开关站起上行线和下行线并联以及牵引网分段作用。当上行或下行故障时，对应地，上行断路器或下行断路器保护跳闸；母线分段隔离开关常闭，特殊情况下可以利用母线分段隔离开关实现对母线及断路器的停电检修。如此，实现了牵引网在供电臂中部的并联和分段，提高供电能力的同时，减小了牵引网停电范围，提高了供电灵活性。

示例性的，该直供牵引供电系统，还可结合牵引网广域保护测控技术或分段保护测控技术，实现对牵引网的分段停电和送电，减小故障停电范围，提高运行方式的灵活性。

本公开实施例提供的直供牵引供电系统，通过在电气化铁路牵引网设置线路光纤差动保护，以及将牵引网分为若干个独立供电单元，可使每个独立供电单元通过光纤差动保护实现独立保护，独立停电和送电，使得故障停电范围为相关技术中的1/2～1/4，使得供电更加灵活，可靠性更高，且故障点查找更加容易和精确。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种直供牵引供电系统，其特征在于，包括：牵引变电所、分区所以及设置在所述牵引变电所与所述分区所之间的并联开关站；

所述并联开关站的上行线与下行线分别独立地通过其对应的开关元件与进出线电连接。

2.根据权利要求1所述的直供牵引供电系统，其特征在于，所述并联开关站处设置电分段，且所述电分段的两侧分别设置进出线。

3.根据权利要求1所述的直供牵引供电系统，其特征在于，所述分区所的上行线与下行线分别独立地通过开关元件与进出线电连接。

4.根据权利要求2所述的直供牵引供电系统，其特征在于，所述分区所处设置断路器，且所述断路器的两侧分别设置进出线。

5.根据权利要求1所述的直供牵引供电系统，其特征在于，与同一段所述上行线或所述下行线电连接的两个开关元件限定一独立供电单元；

所述独立供电单元设置光纤差动保护。

6.根据权利要求1-5任一项所述的直供牵引供电系统，其特征在于，所述开关元件为常闭断路器。

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