CN112350309B - 一种城市轨道交通自愈供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市轨道交通自愈供电系统，该系统包括分布于轨道交通沿线的变电所、变电所间的连接电缆和对等通信网络以及自愈方法，变电所由对应的电气一次子系统和电气二次设备构成，电气一次子系统用于实现车站内的用电设备供电连接，并与电气二次设备配合实现不同运行工况的切换，不同工况包括：正常运行工况、检修工况和故障工况；电气二次设备通过通信网路获取所述供电系统的电气特征参数，依据参数变化自动判断所述供电系统运行状态，依据获取的系统失电原因并按照对应的自愈方法控制对应的电气一次子设备自动执行故障隔离或倒闸操作，从而实现多装置并行/协同工作，改善系统自愈性能，提高轨道交通服务水平。

Description

一种城市轨道交通自愈供电系统

技术领域

本发明属于城市轨道交通供电系统技术领域，更具体地，涉及一种城市轨道交通自愈供电系统。

背景技术

城市轨道交通供电系统一般包括外部电源、主变电所(或电源开闭所)、中压供电网络、牵引变电所、牵引网、降压变电所、动力照明配电系统、电力监控系统、杂散电流腐蚀防护系统及供电车间等。其中，采用集中供电时需设置主变电所，其功能是把城市电网110kV电源经过主变压器变换为中压35kV电源，为轨道交通牵引变电所、降压变电所供电。采用分散供电时需设置电源开闭所，其功能是把城市电网引入的中压(10/35kV)电源按照轨道交通供电系统需要进行分配后，为牵引变电所、降压变电所供电。中压供电网络将主变电所馈出的35kV回路，通过中压电缆以分区环网供电方式，为每座牵引变电所、降压变电所提供两路电源。使每座牵引变电所、降压变电所都有可靠的电源保证。牵引变电所将35kV交流电源经降压整流后，提供直流电源给牵引网作为列车的牵引电源。牵引网包含正馈线架空接触网和负馈线专用回流轨。降压变电所将35kV交流电源降压成0.4kV低压电，给各种设施的动力、照明设备供电。利用电力监控系统完成对供电设备的遥控、遥信、遥测和遥调等功能。利用杂散电流腐蚀防护系统提供对直流牵引供电产生的杂散电流进行监测和防护。利用供电车间为供电系统提供运营维护服务，保证系统的可靠运行。

城市轨道交通集中式供电系统一般设置2座以上主变电所，每座主变电所从城市电网引入两回相互独立的110kV电源，主变电所高压侧多采用线路变压器组接线(也有采用桥式接线)，二次侧采用单母线分段接线，并设置母联备自投功能；中压供电网络采用双环网结构，每座车站变电所从主变电所或相邻车站变电所引入2回相互独立的电源，在2座主变电所中间部位设置环网联络开关，正常运行时环网联络开关处于分位，当1座主变电所退出运行时，闭合环网联络开关，由另一座主变电所承担两座主变电所供电范围内的一、二级负荷；车站变电所中压侧和400V侧采用单母线分段接线，设母联备自投功能，直流牵引供电母线采用单母线接线，两套整流机组分别通过断路器与中压母线和直流母线连接，一般从直流母线馈出4回馈线分别接至上、下行左右侧的接触网，接触网在变电所处设置电分段用于限制故障范围，每回馈线设置直流断路器和上网隔离开关，分别连接到上、下行接触网的两回馈线间设置有联络用隔离开关，用于牵引变电所故障时的越区供电，直流牵引供电负母线通过电缆与走行轨连接；设置电力监控系统，由控制中心电力调度终端、变电所内设综合自动化系统、复示系统以及联系三者的通信通道构成，实现对现场供电设备运行信息的监视和和调度，系统采用1：N结构，信息传输采用主从模式，在控制中心电力调度终端与变电所内设综合自动化系统间纵向传输，各车站变电所间信息不能进行横向传输。

现有系统装设在断路器附近的测控装置独立运行，仅作为从站与控制站之间进行信息交互，不能获知系统全局信息，在系统发生各种原因引起的失电时，可采用手动和自动两种方式恢复供电，其中手动方式又包含人工现场直接合、分和在调度端通过电力监控系统合、分相关开关实现故障隔离及系统恢复。采用人工现场操作要求变电所有值班人员，且合、分耗时冗长，一般在系统调试及试运行阶段有采用，正式运营后一般很少采用。调度端通过电力监控系统合、分开关又包括点动和程控两种模式，点动指按照故障隔离、系统恢复需要，在调度端远程逐个进行开关合、分操作的模式，该模式较之人工现场操作要快，但系统恢复供电时间依然很长。程控则是根据预先设定的程控卡片，在电力监控调度端由系统自动执行一系列的开关合、分操作，程控多在有计划的检修作业时采用，突发事件倒闸时也可采用特定条件启动的程控模式，但为保证安全，一般需要调度员进行确认后，系统方可执行。程控相较点动可以缩短倒闸时间，且随着倒闸涉及开关数量的增加优势也更加明显，但运行经验证明程控涉及的开关数量越多程控失败的概论也越高，这是因为程控是按照顺序依次对一系列开关进行的自动操作，中间一旦某个开关操作失败，程控即不再执行，而且在进行较大的系统级倒闸，如主变电所解列支援供电时，采用程控方式依然需要 20～30分钟系统才能恢复供电，无法满足旅客对轨道交通服务质量越来越高的要求。自动方式恢复供电一般针对故障情况下局部的电源转换，多采用备自投和自动重合闸实现，其中备自投用于交流供电系统(电缆线路)的电源切换，自动重合闸用于直流牵引供电系统的馈线。如前所述，由于断路器附近的测控装置无法获知系统全局信息，城市轨道交通交流供电系统各级备自投一般采用时间级差配合的方式实现备自投的选择性，随着环网分区变电所数量的增加，末端变电所的备自投动作延时将明显变长，严重的可以达到10s以上。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种城市轨道交通自愈供电系统，可以在不改变一次系统结构和二次测控保护配置的条件下，利用对等通信技术，将二次测控保护装置进行联网，实现信息共享，从而实现多装置并行/协同工作，改善系统自愈性能，提供轨道交通服务水平。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种城市轨道交通自愈供电系统，该系统包括分布于轨道交通沿线的变电所、变电所间的连接电缆、对等通信网络以及自愈方法。变电所由对应的电气一次子系统和电气二次设备构成，其中电气一次子系统根据需要可采用单母线分段(可设置分段开关或不设置分段开关)或单母线接线，相邻变电所电气一次子系统间采用电缆连接，构成链形结构，电气一次子系统用于实现车站内的用电设备供电连接，并与电气二次设备配合实现不同运行工况的切换，不同工况包括：正常运行工况、检修工况和故障工况；电气二次设备用于实现供电线路参数的采集，并与与电气一次子系统配合实现不同运行工况的切换；全线所有电气二次设备通过网络设备组合成对等通信网络，网络拓扑采用单环网或者冗余双网；电气二次设备通过通信网路获取所述供电系统的电气特征参数，依据参数变化自动判断所述供电系统运行状态，依据获取的系统失电原因并按照对应的自愈方法控制对应的电气一次子设备自动执行故障隔离或倒闸操作。电气一次设备类型包括断路器、隔离开关、变压器、电压互感器和电流互感器等。电气二次设备类型包括微机继电保护装置、微机测控装置、微机保护测控一体化装置和微机备自投装置等。

作为本发明的进一步改进，不同电气二次设备执行故障隔离和倒闸操作可以是并行操作，也可以是顺序操作，还可以是并行操作与顺序操作的组合。

作为本发明的进一步改进，任一变电所母线处的电气二次设备通过采集主变电所主变压器二次侧母线电压，判定是否存在主变电所失电故障；同时通过检测主变电所供电范围内其他电气二次设备记录的事件信息，确定自愈倒闸方案。

作为本发明的进一步改进，当主变压器二次侧两段母线同时出现失压或先后出现失压时，则判定存在主变电所失电故障，此时由主变压器二次侧母线测控装置将检测到的母线失压信号发相关变电所进、出线断路器处测控装置，经测控装置判断满足条件时合分对应断路器；当主变电所任一台或两台主变压器带电，则判定主变电所恢复供电。

作为本发明的进一步改进，主变压器二次侧断路器的分闸条件为对应二次侧母线失压，合闸条件为对应主变电所恢复供电，且主变压器二次侧母线无压；

主变电所出线断路器的分闸条件为主变电所失电，合闸条件为断路器电源侧有电、负荷侧无电；

环网联络开关的合闸条件为主变电所失压，分闸条件为主变电所恢复供电。

作为本发明的进一步改进，主变电所失电，相关断路器的倒闸顺序为：1) 分失电主变电所主变压器二次侧断路器；2)分失电主变电所出线断路器、全线三级负荷总开关、退出全线母联备自投功能，其中，可以将主变电所出线断路器全部分闸、部分分闸或全部不分闸；3)合环网联络开关；4)合失电主变电所出线开关；

主变电所恢复供电，相关断路器的倒闸顺序为：1)分失电主变电所出线断路器；2)分环网联络开关；3)合失电主变电所主变压器二次侧断路器；4) 合失电主变电所出线开关、全线三级负荷总开关、投入全线母联备自投功能。

作为本发明的进一步改进，下一步倒闸的启动信号可以是设定的时间延时也可以时上一步倒闸后断路器的位置变位信号。其中，各种电器参数及故障信号在通信网络中的传输方式可以是广播形式、组播形式或按照设定的地址点对点传输。

作为本发明的进一步改进，其中，任一变电所母线处的电气二次设备通过获取该变电所及其他变电所母线处的电压或电流信息，以判断是否启动母联备自投功能。

作为本发明的进一步改进，当任一变电所一段或两段母线失压、且与其相邻的电源侧变电所对应母线有压、负荷侧变电所对应母线无压，则判定该变电所为第一失压点，如此时该段母线无保护未复归信号，则启动自愈功能。

作为本发明的进一步改进，当第一失电变电所一段母线失压时，启动母联备自投实现自愈；当第一失电变电所两段母线失压时，且该变电所处于两座主变电所间时，通过通信网络发送信号给环网联络开关处测控设备，合环网联络开关，实现自愈。

作为本发明的进一步改进，任一变电所的直流馈线断路器、隔离开关处的电气二次设备通过获取车站内其他电气二次设备的数据信息进行故障判断，以判断是否存在牵引所故障解列退出运行故障，进而确定是否启动自愈倒闸。

作为本发明的进一步改进，牵引变电所整流机组交流侧母线失压或交流侧两台断路器同时处于分位或直流进线断路器同时处于分位或直流馈线同时处于分位，则判定牵引所退出运行，同时根据失电原因的不同将采取不同的自愈倒闸；

牵引所故障解列退出运行的判定可以由指定的一台测控装置执行，并将判定的结果通过网络发给其它相关测控装置，也可以由相关测控装置通过网络获取相关电气参数后自行判断。

作为本发明的进一步改进，当牵引所解列是电源侧失电导致，即直流母线以下未发生故障时，由进线断路器处测控装置根据相关判据判断牵引所解列后，直接分直流进线断路，相邻牵引所通过解列所直流母线构成双边供电。

当牵引所解列是直流母线或馈线出现故障导致时，自愈倒闸顺序为：1)分解列所直流馈线断路器和相邻所对应馈线断路器；2)分解列所直流上网隔离开关；3)合解列所越区隔离开关；4)合解列所直流馈线断路器和相邻所对应馈线断路器。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明提供的一种城市轨道交通自愈供电系统，在不改变一次系统结构和二次测控保护配置的条件下，利用对等通信技术，将二次测控保护装置进行联网，实现信息共享且故障隔离范围精准、快速，提高了系统运行的安全可靠性；与现有技术相比，采用本发明所述的自愈供电系统和自愈方法，通过设置合理的故障隔离逻辑，可以实现故障情况下故障点的准确、快速判定，大大减少了故障跳闸范围，提高了系统的安全可靠性，可以大幅缩减系统倒闸切换时间，尤其是在倒闸涉及开关较多时，可提高系统的可用性，提升轨道交通服务水平。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种城市轨道交通自愈供电系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的细部图A的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的细部图B的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的细部图C的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的对等网组网的实现方式之一；

图6是本发明实施例提供的对等网组网的实现方式之二。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明所提供的一种城市轨道交通自愈供电方法及系统，可以在不改变一次系统结构和二次测控保护配置的条件下，利用对等通信技术，将二次测控保护装置进行联网，实现信息共享，从而实现多装置并行/协同工作，改善系统自愈性能，提高轨道交通服务水平。

下面结合实施例和附图对本发明提供的城市轨道交通自愈供电方法及系统的工作原理进行详细说明。

图1是本发明实施例提供的一种城市轨道交通自愈供电系统的结构示意图。如图1所示，一种城市轨道交通自愈供电系统，该系统包括分布于轨道交通沿线的变电所、变电所间的连接电缆和对等通信网络，变电所由对应的电气一次子系统和电气二次设备构成。图2-4分别是本发明实施例提供的细部图A-C 的结构示意图。如图2-4所示，电气一次子系统根据需要可采用单母线分段(可设置分段开关或不设置分段开关)或单母线接线，相邻变电所电气一次子系统间采用电缆连接，构成链形结构，电气一次子系统用于实现车站内的用电设备供电连接，并与电气二次设备配合实现不同运行工况的切换，不同工况包括：正常运行工况、检修工况和故障工况；电气二次设备用于实现供电线路参数的采集，并与与电气一次子系统配合实现不同运行工况的切换；全线所有电气二次设备通过网络设备组合成对等通信网络，网络拓扑采用单环网或者冗余双网；电气二次设备通过通信网路获取所述供电系统的电气特征参数，依据参数变化自动判断所述供电系统运行状态，依据获取的系统失电原因并按照对应的自愈方法控制对应的电气一次子设备自动执行故障隔离或倒闸操作。其中，不同电气二次设备执行故障隔离和倒闸操作的规则可以是并行操作，也可以是顺序操作，还可以是并行操作与顺序操作的组合。电气一次设备类型包括断路器、隔离开关、变压器、电压互感器和电流互感器等。电气二次设备类型包括微机继电保护装置、微机测控装置、微机保护测控一体化装置和微机备自投装置等。图5和图6分别是本发明实施例提供的对等网组网的两种实现方式。如图5所示，各所的交换机(网络设备)通过互联方式组成单环网，其中，每个所交换机与所内的电气二次设备连接；如图6所示，在各所设置两个交换机，所有的交换机通过互联方式组成环状网络，每个所内的两个交换机分别与所内的电气二次设备连接。

优选的，任一变电所母线处的电气二次设备通过采集主变电所主变压器二次侧母线电压，判定是否存在主变电所失电故障；同时通过检测主变电所供电范围内其他电气二次设备记录的事件信息，确定自愈倒闸方案。

优选的，当主变压器二次侧两段母线同时出现失压或先后出现失压时，则判定存在主变电所失电故障，此时由主变压器二次侧母线测控装置将检测到的母线失压信号发相关变电所进、出线断路器处测控装置，经测控装置判断满足条件时合分对应断路器；当主变电所任一台或两台主变压器带电，则判定主变电所恢复供电。

优选的，主变压器二次侧断路器的分闸条件为对应二次侧母线失压，合闸条件为对应主变电所恢复供电，且主变压器二次侧母线无压；

主变电所出线断路器的分闸条件为主变电所失电，合闸条件为断路器电源侧有电、负荷侧无电；

环网联络开关的合闸条件为主变电所失压，分闸条件为主变电所恢复供电。

优选的，主变电所失电，相关断路器的倒闸顺序为：1)分失电主变电所主变压器二次侧断路器；2)分失电主变电所出线断路器、全线三级负荷总开关、退出全线母联备自投功能，其中，可以将主变电所出线断路器全部分闸、部分分闸或全部不分闸；3)合环网联络开关；4)合失电主变电所出线开关；

主变电所恢复供电，相关断路器的倒闸顺序为：1)分失电主变电所出线断路器；2)分环网联络开关；3)合失电主变电所主变压器二次侧断路器；4) 合失电主变电所出线开关、全线三级负荷总开关、投入全线母联备自投功能。

优选的，下一步倒闸的启动信号可以是设定的时间延时也可以时上一步倒闸后断路器的位置变位信号。其中，各种电器参数及故障信号在通信网络中的传输方式可以是广播形式、组播形式或按照设定的地址点对点传输。

优选的，任一变电所母线处的电气二次设备通过获取该变电所及其他变电所母线处的电压或电流信息，以判断是否启动母联备自投功能。

优选的，当任一变电所一段或两段母线失压、且与其相邻的电源侧变电所对应母线有压、负荷侧变电所对应母线无压，则判定该变电所为第一失压点，如此时该段母线无保护未复归信号，则启动自愈功能。

当第一失电变电所一段母线失压时，启动母联备自投实现自愈；当第一失电变电所两段母线失压时，且该变电所处于两座主变电所间时，通过通信网络发送信号给环网联络开关处测控设备，合环网联络开关，实现自愈。

任一变电所的直流馈线断路器、隔离开关处的电气二次设备通过获取车站内其他电气二次设备的数据信息进行故障判断，以判断是否存在牵引所故障解列退出运行故障，进而确定是否启动自愈倒闸。

牵引变电所整流机组交流侧母线失压或交流侧两台断路器同时处于分位或直流进线断路器同时处于分位或直流馈线同时处于分位，则判定牵引所退出运行，同时根据失电原因的不同将采取不同的自愈倒闸；

牵引所故障解列退出运行的判定可以由指定的一台测控装置执行，并将判定的结果通过网络发给其它相关测控装置，也可以由相关测控装置通过网络获取相关电气参数后自行判断。

当牵引所解列是电源侧失电导致，即直流母线以下未发生故障时，由进线断路器处测控装置根据相关判据判断牵引所解列后，直接分直流进线断路，相邻牵引所通过解列所直流母线构成双边供电。

当牵引所解列是直流母线或馈线出现故障导致时，自愈倒闸顺序为：1)分解列所直流馈线断路器和相邻所对应馈线断路器；2)分解列所直流上网隔离开关；3)合解列所越区隔离开关；4)合解列所直流馈线断路器和相邻所对应馈线断路器。

作为一个示例，如图1所示，当主变电所2故障解列退出运行时，现有技术处理方式为：

第一步：由调度员确认主变电所失电，且系统未发生其它故障；

第二步：由调度员启动程序控制；

第三步：顺序分主变二次侧断路器101、102；

第四步：顺序分主变电所出线断路器12、22、13、23；

第五步：顺序分全线各变电所0.4kV三级负荷总开关801、802(每所2～4 台)；

第六步:顺序撤除全线各变电所中压母联备自投；

第七步：顺序合环网联络开关L1、L2；

第八步：顺序合主变电所馈线12、22、13、23；

以上过程系统失电及故障判断要求调度员完成，且同一步骤内开关合分为顺序操作，恢复供电时间较长，一般在20分钟左右。

基于本发明实施例的自愈系统所采用对应的自愈方法具体为：

判断故障原因，即利用主变电所二次侧断路器处的电气二次设备(测控保护装置)采集主变电所二次侧母线电压，当两段母线均失压时，判定为主变电所失电故障，同时利用主变电所供电范围内其他电气二次设备(测控保护装置) 记录的事件信息，判定系统是否存在其它故障，以确定是否可以启动自愈功能，其中，主变电所失电故障判定装置可以是指定的主变电所二次侧断路器处的某 1台电气二次设备(测控保护装置)或系统中其它指定的多台电气二次设备，母线失电信号或主变电所失电信号由主变电所二次侧电气二次设备通过广播或组播或点对点的方式传输给相关电气二次设备，主变电所失电故障判断时间约为600ms；

采取对应的自愈措施，以指定主变电所失电故障信号由主变电所二次侧一段母线进线101断路器处电气二次设备判断为列，自愈过程包括：

第一步：101处测控装置通过通信网络将主变失电故障信号发送至联网相关电气二次设备；

第二步：各相关断路器处电气二次设备未检测是否有保护未复归信号，确定是否启动自愈倒闸；

第三步：同时分主变二次侧断路器101、102，主变电所出线断路器12、22、 13、23；

第四步：同时分全线各变电所0.4kV三级负荷总开关801、802(每所2～4 台)，并撤除全线各变电所中压母联备自投；

第六步:同时合环网联络开关L1、L2；

第七步：同时合主变电所馈线12、22、13、23；

上述第一、二步判断过程用时约为600ms；第三～七步间下一步倒闸执行的前提是上一步操作已完成，开关已变位，可以采用设定时间延时或开关辅助接点变位信号进行判断，一般每一步在300ms即可执行完成。

采用本发明实施例中的自愈系统及方法后，失电及故障判断均由电气二次设备自动识别，倒闸过程中，同一步骤内的倒闸可以并行操作，恢复供电时间大约在2s左右可以完成，大大缩短了停电时间。

当某一变电所中的某段母线失电时，如因图1中f1点发生故障或该段电缆检修，导致变电所S5的I段母线失电时，现有技术的处理方式为：变电所S5 的母联备自投设备依靠时间级差保证在主变电所及电源侧其他变电所的母联备自投装置均未动作后，才能启动，停电时间4-5s。

作为本发明的一个优选的实施例，该段母线处的电气二次设备(母联备自投装置)可以通过通信网络获取主变电所及电源侧其他变电所母线处的电压或电流信息(如主变电所1、S3、S4的母线电压和进线电流信息)，从而可以判断出该段母线为第一失电点，继而通过该段母线处的电气二次设备启动备自投合的母联断路器，停电时间可以缩短至1s以内。当然，该方法可以扩展至多段母线均失电，如某变电所的两段均失电时，现有技术要实现某主变电所的自愈难度很大，一般依靠手动倒闸恢复供电，用时较长。采用本发明所述系统后，某变电所的母联备自投装置可获知系统全局信息，在确认本所母线未发生故障，且其他电源侧变电所的两段母线均有压的条件下，可以发送“环网联络开关的合闸操作”的请求给环网联络开关处的测控装置执行合环网联络开关的操作，改由其他主变电所为该变电所内的用电设备供电，停电时间也可控制在1s以内。

作为一个示例，如图1所示，当牵引所故障解列退出运行时(因f2点发生故障导致)，现有技术处理方式为：

第一步：201、202处的保护装置动作，分进线断路器201、202；

第二步：采用硬线联跳或者由调度远方点动分馈线断路器211、213、212、 214；

第三步：远方点动分上网隔离开关2111、2131、2121、2141；

第四步：远方点动分左邻所馈线断路器212、214；

第五步：远方点动分右邻所馈线断路器211、213；

第六步：远方点动合本所越区隔离开关2113、2124；

第七步：远方点动合左邻所馈线断路器212、214；

第八步：远方点动合右邻所馈线断路器211、213；

以上过程系统故障隔离及倒闸均由调度员完成，所有开关合分均为顺序操作，恢复供电时间较长，一般在30分钟以上。

当牵引所故障解列退出运行时(因f2点发生故障导致)，基于本发明实施例的自愈系统所采用对应的自愈方法具体为：

第一步：201、202处的保护装置动作，分进线断路器201、202，并将牵引变电所解列信号(保护动作信号和开关变位信号)发相关电气二次设备；

第二步：相关电气设备收到第一步所发信号后，同时分馈线断路器(211、 213、212、214)、左邻所馈线断路器(212、214)、右邻所馈线断路器(211、213)；

第三步：相关电气设备收到第一步所发信号后，在确认第二步执行完毕的条件下，同时分上网隔离开关2111、2131、2121、2141；

第四步：相关电气设备收到第一步所发信号后，在确认第三步执行完毕的条件下，同时合本所越区隔离开关2113、2124；

第五步：相关电气设备收到第一步所发信号后，在确认第四步执行完毕的条件下，同时合左邻所馈线断路器(212、214)、右邻所馈线断路器(211、213)。

采用本发明所述自愈系统及方法后，故障判断测控装置自动识别，倒闸过程均由测控装置自动执行，且倒闸过程中，多组开关可以并行操作，恢复供电时间大约在1min，大大缩短了停电时间。

本领域的技术人员容易理解，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种城市轨道交通自愈供电系统，其特征在于，该系统包括变电所、变电所间的连接电缆和对等通信网络，所述变电所包括对应的电气一次子系统和电气二次设备，

所述电气一次子系统包括一个或多个电气一次设备和连接线缆，所述电气一次设备之间按照单母线分段进行连接，任一车站的作为电源进线的电气一次设备与相邻车站的作为电源出线的电气一次设备之间采用电缆连接，所述电气一次子系统用于实现车站内的用电设备供电连接，并通过与电气二次设备配合实现不同运行工况的切换；

多个电气二次设备通过网络设备组合成单环网或者冗余双网，所述电气二次设备用于获取所述供电系统的电气特征参数，依据参数变化自动判断所述供电系统运行状态，依据获取的系统失电原因并按照对应的自愈方法控制对应的电气一次子设备自动执行故障隔离或倒闸操作；

其中，任一变电所母线处的电气二次设备通过获取主变电所主变压器二次侧母线的采集电压，判定是否存在主变电所失电故障；同时通过检测主变电所供电范围内其他电气二次设备记录的事件信息，确定自愈倒闸方案；

其中，主变压器二次侧断路器的分闸条件为对应二次侧母线失压，合闸条件为对应主变电所恢复供电且主变压器二次侧母线无压；

主变电所出线断路器的分闸条件为主变电所失电，合闸条件为断路器电源侧有电且负荷侧无电；

环网联络开关的合闸条件为主变电所失压，分闸条件为主变电所恢复供电；

其中，主变电所失电，相关断路器的倒闸顺序为：1)分失电主变电所主变压器二次侧断路器；2)分失电主变电所出线断路器、全线三级负荷总开关、退出全线母联备自投功能；3)合环网联络开关；4)合失电主变电所出线开关；

主变电所恢复供电，相关断路器的倒闸顺序为：1)分失电主变电所出线断路器；2)分环网联络开关；3)合失电主变电所主变压器二次侧断路器；4)合失电主变电所出线开关、全线三级负荷总开关、投入全线母联备自投功能。

2.如权利要求1所述的一种城市轨道交通自愈供电系统，其中，不同电气二次设备执行故障隔离和倒闸操作为并行操作或者顺序操作，或者是并行操作与顺序操作的组合。

3.如权利要求1所述的一种城市轨道交通自愈供电系统，其中，当主变压器二次侧两段母线同时出现失压或先后出现失压时，则判定存在主变电所失电故障，主变压器二次侧母线测控装置将检测到的母线失压信号发相关变电所进、出线断路器处测控装置，经测控装置判断满足条件时合分对应断路器；当主变电所任一台或两台主变压器带电，则判定主变电所恢复供电。

4.如权利要求1所述的一种城市轨道交通自愈供电系统，其中，下一步倒闸的启动信号为设定的时间延时信号，或者为上一步倒闸后断路器的位置变位信号。

5.如权利要求1所述的一种城市轨道交通自愈供电系统，其中，任一变电所母线处的电气二次设备通过获取该变电所及其他变电所母线处的电压或电流信息，以判断是否启动母联备自投功能。

6.如权利要求5所述的一种城市轨道交通自愈供电系统，其中，当任一变电所一段或两段母线失压、且与其相邻的电源侧变电所对应母线有压、负荷侧变电所对应母线无压，则判定该变电所为第一失压点，如此时该段母线无保护未复归信号，则启动自愈功能。

7.如权利要求6所述的一种城市轨道交通自愈供电系统，其中，当第一失电变电所一段母线失压时，启动母联备自投实现自愈；当第一失电变电所两段母线失压时，且该变电所处于两座主变电所间时，通过通信网络发送信号给环网联络开关处测控设备，合环网联络开关，实现自愈。

8.如权利要求1所述的一种城市轨道交通自愈供电系统，其中，任一变电所的直流馈线断路器、隔离开关处的电气二次设备通过获取车站内其他电气二次设备的数据信息进行故障判断，以判断是否存在牵引所故障解列退出运行故障，进而确定是否启动自愈倒闸。

9.如权利要求8所述的一种城市轨道交通自愈供电系统，其中，牵引变电所整流机组交流侧母线失压或交流侧两台断路器同时处于分位或直流进线断路器同时处于分位或直流馈线同时处于分位，则判定牵引所退出运行，同时根据失电原因的不同将采取不同的自愈倒闸；

牵引所故障解列退出运行的判定由指定的一台测控装置执行，并将判定的结果通过网络发给其它相关测控装置，或者由相关测控装置通过网络获取相关电气参数后自行判断。

10.如权利要求9所述的一种城市轨道交通自愈供电系统，其中，当牵引所解列是电源侧失电导致，由进线断路器处测控装置根据判据判断为牵引所解列后，直接分直流进线断路器，相邻牵引所通过解列所直流母线构成双边供电；

当牵引所解列是由直流母线或馈线出现故障导致时，自愈倒闸顺序为：1)分解列所直流馈线断路器和相邻所对应馈线断路器；2)分解列所直流上网隔离开关；3)合解列所越区隔离开关；4)合解列所直流馈线断路器和相邻所对应馈线断路器。

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