CN112406966A

CN112406966A - 区间内单辆机车运行位置定位方法

Info

Publication number: CN112406966A
Application number: CN202011326478.5A
Authority: CN
Inventors: 常宝波; 肖伟强; 骆志勇; 王攀; 谢悦海; 黄文龙; 王晓娜; 杨宜广; 程咏斌; 符斌; 崔鹏; 谢伟佳; 薛飞频
Original assignee: Guangzhou Yangxin Technology Research Co ltd
Current assignee: Guangzhou Yangxin Technology Research Co ltd
Priority date: 2020-11-24
Filing date: 2020-11-24
Publication date: 2021-02-26

Abstract

本发明提供一种区间内单辆机车运行位置定位方法，包括如下步骤：S1、获取区间段两端馈线柜上安装的变送器所监测的电流数据；S2、判断出机车处于区间段外还是区间段内，若机车处于区间段内，则执行步骤S3；若机车处于区间段外，则重新执行步骤1；S3、对接触网分析区间进行接触网暂态状态分析和稳态状态分析；S4、计算区间内的机车的位置；本方法通过判断机车所在位置，选择合适的分析模型，实现直流线网系统各支路的可视化，可为接触网和回流轨电能损耗计算提供依据、为将来的线网在线监测系统提供理论依据；位置计算方法合理，从区间段为出发点，在区段有机车时通过暂态分析与稳态分析计算出机车位置，准确度高，误差率小。

Description

区间内单辆机车运行位置定位方法

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种区间内单辆机车运行位置定位方法。

背景技术

直流供电系统主要为机车提供电源，机车在线路中运行时，机车运行位置与各个直流牵引所的距离不断变化，各牵引所对该机车的供电配比也随之而变化。

目前，直流线网中机车的运行位置对于供电专业来说是盲区。因为机车位置不确定，从而导致直流线网中移动负荷的不可预测。不利于直流线网可视化监控和管理。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种区间内单辆机车运行位置定位方法，以解决上述提到的诸多问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：区间内单辆机车运行位置定位方法，包括如下步骤：

S1、获取区间段两端馈线柜上安装的变送器所监测的电流数据；

S2、判断出机车处于区间段外还是区间段内，若机车处于区间段内，则执行步骤S3；若机车处于区间段外，则重新执行步骤1；

S3、对接触网分析区间进行接触网暂态状态分析和稳态状态分析；

S4、计算区间内的机车的位置。

进一步地，所述步骤S2中，判断依据是：当区间段两端馈线柜的变送器所检测的电流方向相反时，可判断机车在区间段外运行；当区间段两端馈线柜的变送器所检测的电流方向相同时，可判断机车在区间段内运行。

进一步地，所述步骤S3中，在接触网暂态状态分析下，根据轨道交通牵引供电系统的接触网参数计算方法中的公式，计算出Rc、Lc 的值：

其次在接触网稳态状态下，根据轨道交通牵引供电系统的接触网参数计算方法中公式，计算出的R_c的值：

接触网暂态状态下与接触网稳态状态下使用对应公式计算出R_c的值。

进一步地，所述步骤S4中，在接触网暂态状态分析下，结合步骤S3中计算的暂态R_c、L_c的值和测量U_TSM、U_TSN、U_TSM,E、U_TSN,E、I_cm、 I_cn的值，进行如下计算：

计算出机车离m端供电区的距离与供电区间长度的比值:

机车距离m、n两端的计算方程：

D_m＝D·XD_n＝D·(1-X)

其中，U_TSM、U_TSN为m、n两端供电区对钢轨的电压，I_cm、I_cn为接触网两端的馈线电流，R_c、L_c分别为供电区间段内接触网电阻、电感,R_r、L_r为供电区间段内钢轨电阻、电感，U_Tr为机车两端电压，U_TSM,E为m端供电区钢轨对地电位，U_TSN,E为n端供电区钢轨对地电位，U_Tr,E为机车所在钢轨对地电位，X为机车离m端供电区的距离与供电区间长度D的比值。

进一步地，所述步骤S4中，在接触网稳态状态分析下，电感对线路影响极小可忽略，根据R_c的值和测量U_TSM、U_TSN、U_TSM,E、U_TSN,E、I_cm、 I_cn的值，进行如下计算：

计算出机车离m端供电区的距离与供电区间长度的比值:

机车距离m、n两端的计算方程：

D_m＝D·XD_n＝D·(1-X)

其中，U_TSM、U_TSN为m、n两端供电区对钢轨的电压，I_cm、I_cn为接触网两端的馈线电流，R_c为m、n两端供电区内接触网电阻,R_r为钢轨电阻，U_Tr为机车两端电压，U_TSM,E为m端供电区钢轨对地电位， U_TSN,E为n端供电区钢轨对地电位，U_Tr,E为机车所在钢轨对地电位，X 为机车离m端供电区的距离与供电区间长度D的比值。

本发明提供的区间内单辆机车运行位置定位方法的有益效果在于：

1.通过判断机车所在位置，选择合适的分析模型，实现直流线网系统各支路的可视化，可为接触网和回流轨电能损耗计算提供依据、为将来的线网在线监测系统提供理论依据。

2.位置计算方法合理，从区间段为出发点，在区段有机车时通过暂态分析与稳态分析计算出机车位置，准确度高，误差率小。

附图说明

图1为本发明方法的区间内无机车时直流牵引一次原理图；

图2为本发明方法的区间内有机车时直流牵引一次原理图；

图3为本发明方法的区间内有机车时暂态分析等效原理图；

图4位本发明方法的区间内有机车时稳态分析等效原理图；

图中：m为m端供电区，n为n端供电区，a、b为m端接线， c、d为n端接线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。本发明的区间内单辆机车运行位置定位方法，包括如下步骤：

S4、计算区间内的机车的位置。

参阅附图1和附图2，分别为本发明方法的区间内无机车时直流牵引一次原理图以及本发明方法的区间内有机车时直流牵引一次原理图，直流牵引一次是指轨道交通变电站内将高压交流电降压整流成 1500V直流电，并通过电缆输送到接触网上供机车使用。图中m为m 端供电区，n为n端供电区，两者之间构成区间段内，剩余段为区间段外，在获取区间段的电流数据时，当机车在区间段外时(即区间内无机车)，m端供电区电流经过接触网到达n端供电区，再从n端供电区到达机车，所以，如图1中箭头所示，两端的电流测量值方向相反；当机车在区间段内时(即区间内有机车)，如图2，m端供电区、 n端供电区从两侧分别到达机车，所以两端的电流测量值方向相同。

本发明方法的步骤S2在实际应用中是依据上述测量原理进行判断，当区间段两端馈线柜的变送器所检测的电流方向相反时，即可判断机车在区间段外运行；当区间段两端馈线柜的变送器所检测的电流方向相同时，即可判断机车在区间段内运行。

当判断出机车位于区间段外或位于区间段内后，若机车处于区间段内，则执行步骤S3，接下来进行后续步骤；若机车处于区间段外，则重新执行步骤1；后续步骤其实是机车在区间段内精确位置的计算，主要包括本发明方法的S3与S4步骤，计算的原理为分状态计算，分为暂态状态或稳态状态，稳态是电力系统运行的状态之一，稳态时系统的运行参量，电压、电流，功率等基本保持不变，或者变化极小；暂态是从一种稳定状态到另一种稳定状态的过渡过程，该过程中运行参量会发生较大变化，常见为线性变化或无规则变化。在接触网暂态状态分析下，根据轨道交通牵引供电系统的接触网参数计算方法中公

式5和公式6，计算出Rc、Lc的值：

其次在接触网稳态状态下，根据轨道交通牵引供电系统的接触网参数计算方法中公式7，计算出的R_c的值：

参阅图3与图4，根据区间内的机车暂态状态和稳态状态，依据不同的方式进行计算，即步骤S4，具体如下：

机车在区间内时接触网暂态状态下的位置计算，为了便于对线网供电区间的供电情况进行分析，对线路进行简化，如图3区间内有机车时暂态分析等效原理图，根据Rc、Lc的值和测量UTSM、UTSN、 UTSM,E、UTSN,E、Icm、Icn的值，进行如下计算：

计算出机车离m端供电区的距离与供电区间长度的比值:

机车距离m、n两端的计算方程：

D_m＝D·XD_n＝D·(1-X).................................(2)

当机车处于稳态状态时，电感对线路影响极小可忽略，因此简化后的等效原理图如图4，根据R_c的值和测量U_TSM、U_TSN、U_TSM,E、U_TSN,E、 I_cm、I_cn的值，进行如下计算：

计算出机车离m端供电区的距离与供电区间长度的比值:

机车距离m、n两端的计算方程：

D_m＝D·XD_n＝D·(1-X)......................................(4)

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims

1.区间内单辆机车运行位置定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

S4、计算区间内的机车的位置。

2.根据权利要求1所述的区间内单辆机车运行位置定位方法，其特征在于，所述步骤S2中，判断依据是：当区间段两端馈线柜的变送器所检测的电流方向相反时，可判断机车在区间段外运行；当区间段两端馈线柜的变送器所检测的电流方向相同时，可判断机车在区间段内运行。

3.根据权利要求1所述的区间内单辆机车运行位置定位方法，其特征在于，所述步骤S3中，在接触网暂态状态分析下，根据轨道交通牵引供电系统的接触网参数计算方法中的公式，计算出Rc、Lc的值：

4.根据权利要求1所述的区间内单辆机车运行位置定位方法，其特征在于，所述步骤S4中，在接触网暂态状态分析下，结合步骤S3中计算的暂态R_c、L_c的值和测量U_TSM、U_TSN、U_TSM,E、U_TSN,E、I_cm、I_cn的值，进行如下计算：

计算出机车离m端供电区的距离与供电区间长度的比值:

机车距离m、n两端的计算方程：

D_m＝D·XD_n＝D·(1-X)

5.根据权利要求1所述的区间内单辆机车运行位置定位方法，其特征在于，所述步骤S4中，在接触网稳态状态分析下，电感对线路影响极小可忽略，根据R_c的值和测量U_TSM、U_TSN、U_TSM,E、U_TSN,E、I_cm、I_cn的值，进行如下计算：

计算出机车离m端供电区的距离与供电区间长度的

机车距离m、n两端的计算方程：

D_m＝D·XD_n＝D·(1-X)

其中，U_TSM、U_TSN为m、n两端供电区对钢轨的电压，I_cm、I_cn为接触网两端的馈线电流，R_c为m、n两端供电区内接触网电阻,R_r为钢轨电阻，U_Tr为机车两端电压，U_TSM,E为m端供电区钢轨对地电位，U_TSN,E为n端供电区钢轨对地电位，U_Tr,E为机车所在钢轨对地电位，X为机车离m端供电区的距离与供电区间长度D的比值。