CN114825587B - 一种双边牵引供电单树形外部电源备投构造及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双边牵引供电单树形外部电源备投构造及控制方法，树形双边供电的两个牵引变电所外部电源从电网同一变电所同一母线获得，当铁路牵引变电所外部电源进线发生故障时，继电保护装置将进线切除时，其备用电源自动切换需要考虑形成双边供电的两个牵引所进线联动，并需要根据外部电源进线结构考虑与分区所开关联动。利用通信技术，同时采集双边供电系统中的两个牵引变电所进线，分区所信息，进行备用电源投切的智能判断，能解决双边供电牵引变电所外部电源进线的备用电源自动投切的技术问题。广泛适用于双边供电电气化铁路牵引变电所单树形外部电源进线的备用电源自动投切。
Description
技术领域
本发明涉及电气化铁路牵引供电技术领域。
背景技术
高速铁路无一例外地采用电力牵引。随着高速铁路里程的增加，牵引供电系统的安全、良好运行不能不受到高度重视。
目前我国电气化铁路为单边供电，在牵引变电所处及牵引变电所间须设置电分相。列车通过电分相存在失电、增加列车运行时间、产生过电压、影响弓网状态、降低供电可靠性等问题，也不利于列车再生电能吸收。尤其在复杂艰险山区、大坡道、重负荷铁路，电分相的影响因素日益受到各方关注，如何减少(取消)电分相常成为各方关注的焦点。我国正在积极推动的青藏铁路格拉段电化工程、川藏铁路等项目均位于艰险山区，且牵引负荷重、自然环境恶劣、长大坡道密集，为降低工程风险、节省工程投资、提高运行可靠性、提质增效，在前期研究设计过程中，各方均提出采用双边贯通供电方案。
国外主要有德国、俄罗斯、瑞典等国家采用双边贯通供电。德国铁路供电系统主要为集中式供电，部分为非集中式供电。集中式供电方式地区，铁路自建外部电网，通过十几座水力发电站和热电厂以及多座变流所生产和自备单相 16.7Hz牵引电能为铁路供电。牵引网可以实现贯通式供电，使牵引网全线电压同相位，无过分相装置。分散式供电地区，牵引网区域采用变流所将电能频率由50Hz转换成16.7Hz，并同时把三相电能转换成单相牵引电能，可实现三相供电网与单相接触网完全解耦，使两者几乎不互相影响，在牵引网电压相同，实现同相供电。俄罗斯交流电气化铁路优先采用双边供电方式。一般只在尽头区段或者在从主干线分岔出去的不长的分支线上才采用单边供电。根据俄罗斯资料，他们认为：双边供电方式在变电所母线电压同相位且电压水平相同的情况下有负荷均匀、减小输电线路电能损耗、降低变压器和导线发热、降低接触网电能损失和电压损失等优点。瑞典铁路牵引供电系统采用分散供电，通过变流站将电网的50Hz三相交流电转换为16.7Hz单相交流电为接触网供电，所有变流站都是并联的。由于牵引网都采用同一相位，不存在断电过分相绝缘等问题。
2021年7月，国铁集团在格库铁路组织了双边供电试验；国家能源投资集团正在巴准铁路实施双边贯通供电。当铁路牵引变电所外部电源进线发生故障时，继电保护装置将进线切除时，其备用电源自动切换需要考虑形成双边供电的两个牵引所进线联动，并需要根据外部电源进线结构考虑与分区所开关联动。本专利拟解决该问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种双边牵引供电单树形外部电源备投构造及控制方法，它能有效地解决双边供电牵引变电所外部电源进线的备用电源自动投切的技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一种双边牵引供电单树形外部电源备投构造及控制方法，包括电网变电所PS0、电网变电所PS1、电网变电所PS2及其牵引变电所 TS1、牵引变电所TS2，由电网变电所PS0向两个相邻的牵引变电所TS1、牵引变电所TS2提供第一路外部电源，由电网变电所PS1、电网变电所PS2向各自的牵引变电所TS1、牵引变电所TS2提供第二路外部电源；牵引变电所TS1内的牵引变压器TB1的高压侧通过三相电力线路L13与三相母线Bus1的A、B、C相连接，低压侧分别连接接触线T1和钢轨R；牵引变电所TS2内的牵引变压器TB2的高压侧通过三相电力线路L23与三相母线Bus2的A、B、 C相连接，低压侧分别连接接触线T2和钢轨R；接触线T1和接触线T2之间通过分段绝缘关节GJ连接，分段绝缘关节GJ上并联连接断路器QF，分段绝缘关节GJ处设有测控装置D3，测控装置D3对断路器QF进行控制，在断路器QF两侧分别设置电压互感器YHT1、电压互感器YHT2，它们的测量端均与测控装置D3连接，提供测控装置D3所需的电压UT1、电压UT2；双边供电时，断路器QF闭合，运行列车同时从牵引变压器TBl和牵引变压器TB2取流，构成对列车的双边供电牵引供电系统。
所述电网变电所PS0内的三相电力变压器PB的高压侧通过三相电力线路L1连接电网取得电源，低压侧通过三相电力线路L2与220kV三相母线Bus连接；电网变电所PS0内的220kV三相母线Bus的A、B、C相引出两路抽头，分别与断路器QF11、断路器QF21上侧连接，断路器QF11、断路器QF21的下侧分别与三相电力线路PL11、三相电力线路L12的上端连接；三相电力线路PL11下端与电网变电所PS1内的断路器QF12上侧相连，断路器QF12 下侧与三相母线Bus1的A、B、C相连接；三相电力线路PL21下端与电网变电所PS2内的断路器QF22上侧相连，断路器QF22下侧与三相母线Bus2的A、B、C相连接。
所述电网变电所PS1内的三相电力变压器PB1的高压侧通过三相电力线L11与电网连接，低压侧通过三相电力线路L12连接到断路器QF13上侧，断路器QF13下侧连接三相电力线路PL12上端，三相电力线路PL12下端通过牵引变电所TS1内的断路器QF14与三相母线Bus1的A、B、C相连接；电网变电所PS2内的三相电力变压器PB2的高压侧通过三相电力线L21与电网连接，低压侧通过三相电力线路L22连接到断路器QF23上侧，断路器QF23 下侧连接三相电力线路PL22上端，三相电力线路PL22下端通过断路器QF24与三相母线Bus2 的A、B、C相连接。
所述牵引变电所TS1内的三相电力线路PL11在靠近断路器QFl2处设有电压互感器YHa11、电压互感器YHb11、电压互感器YHc11和电流互感器LHa11、电流互感器LHb11、电流互感器LHc11，它们的测量端均与测控装置D1连接，提供测控装置D1检测所需的电压 UA11、电压UB11、电压UC11和电流IA11、电流IB11、电流IC11；所述牵引变电所TS1内的三相电力线路PL12在靠近断路器QF14处设有电压互感器YHa12、电压互感器YHb12、电压互感器YHc12和电流互感器LHa12、电流互感器LHb12、电流互感器LHc12，它们的测量端均与测控装置D1连接，提供测控装置D1检测所需的电压UA12、电压UB12、电压UC12 和电流IA12、电流IB12、电流ICl2；牵引变电所TS1的三相母线Busl上设有电压互感器 YHa13、电压互感器YHb13、电压互感器YHc13，它们的测量端均与测控装置D1连接，提供测控装置D1检测所需的三个母线相电压UAm1、相电压UBm1、相电压UCm1。
所述三相电力线路PL21在牵引变电所TS2内靠近断路器QF12处设有电压互感器YHa21、电压互感器YHb21、电压互感器YHc21和电流互感器LHa21、电流互感器LHb21、电流互感器LHc21，它们的测量端均与测控装置D2连接，提供测控装置D2检测所需的电压UA21、电压UB21、电压UC21和电流IA21、电流IB21、电流IC21；所述三相电力线路PL22在牵引变电所TS2内靠近断路器QF24处设有电压互感器YHa22、电压互感器YHb22、电压互感器YHc22和电流互感器LHa22、电流互感器LHb22、电流互感器LHc22，它们的测量端均与测控装置D2连接，提供测控装置D2检测所需的电压UA22、电压UB22、电压UC22和电流 IA22、电流IB22、电流IC22；牵引变电所TS2的三相母线Bus2上设有电压互感器YHa23、电压互感器YHb23、电压互感器YHc23，它们的测量端均与测控装置D2连接，提供测控装置D2检测所需的三个母线相电压UAm2、相电压UBm2、相电压UCm2；
所述测控装置D1、测控装置D2、测控装置D3分别通过光纤W1、光纤W2、光纤W3与备用电源自动投切装置BZT连接。
所述双边供电牵引供电系统具有三种运行状态：
双边供电运行状态：当断路器QF闭合时，牵引变电所TS1的断路器QF14断开，断路器QF12闭合，由电网变电所PS0通过三相电力线路PL11提供牵引变电所TS1的外部电源；牵引变电所TS2的断路器QF24断开，断路器QF22闭合，电网变电所PS0通过三相电力线路PL21给牵引变电所TS2提供外部电源；
解列运行状态一：当断路器QF断开时，牵引变电所TS1的断路器QF12断开，断路器QF14闭合，由电网变电所PS1通过三相电力线路PL12供给牵引变电所TS1外部电源；牵引变电所TS2的断路器QF24断开，断路器QF22闭合，电网变电所PS0通过三相电力线路PL21 给牵引变电所TS2提供外部电源；
解列运行状态二：当断路器QF断开时，牵引变电所TS1的断路器QF14断开，断路器QF12闭合，由电网变电所PS0通过三相电力线路PL11供给牵引变电所TS1外部电源；牵引变电所TS2的断路器QF22断开，断路器QF24闭合，由电网变电所PS2通过三相电力线路 PL22给牵引变电所TS2提供外部电源。
所述双边供电牵引供电系统处于双边供电运行状态时，当三相电力线路PL11故障，备用电源自动投切装置BZT检测到断路器QF12断开，电流IA11、电流IB11、电流IC11均为0，电压UA12、电压UB12、电压UCl2均正常时，发命令给测控装置D3断开断路器QF，确认断路器QF断开后，备用电源自动投切装置BZT再发命令给测控装置D1闭合断路器QF14，此时，牵引供电系统处于双边供电解列运行状态一：由电网变电所PS1通过三相电力线路 PL12给牵引变电所TS1提供外部电源，电网变电所PS0通过三相电力线路PL21给牵引变电所TS2提供外部电源。
所述双边供电牵引供电系统处于双边供电运行状态时，当电力线路PL21故障，备用电源自动投切装置BZT检测到断路器QF22断开，电流IA21、电流IB21、电流IC21均为0，电压UA22、电压UB22、电压UC22正常时，发命令给测控装置D3断开断路器QF，确认断路器 QF断开后，备用电源自动投切装置BZT再发命令给测控装置D2闭合断路器QF24，此时，牵引供电系统处于双边供电解列运行状态二：由电网变电所PS2通过三相电力线路PL22给牵引变电所TS2提供外部电源，电网变电所PS0通过三相电力线路PL12给牵引变电所TS1 提供外部电源。
牵引供电系统处于双边供电解列运行状态一时，备用电源自动投切装置BZT检测到电压UA11、电压UB11、电压UC11正常时，发命令给测控装置D1断开断路器QF14，然后发命令给测控装置D1闭合断路器QF12；再检查断路器QF两侧的电压UT1和电压UT2是否符合双边供电条件，双边供电条件为电压UT1和电压UT2幅值差小于500V，相角差小于3度；若断路器QF两侧的电压UT1和电压UT2符合双边供电条件，备用电源自动投切装置BZT发命令给测控装置D3合闸QF，恢复双边供电运行状态；若断路器QF两侧电压UT1和电压UT2 不符合双边供电条件，则告警，指示系统存在问题。
牵引供电系统处于供电解列运行状态二时，备用电源自动投切装置BZT检测到电压 UA21、电压UB21、电压UC21正常时，发命令给测控装置D2断开断路器QF24，然后发命令给测控装置D2闭合断路器QF22；再检查断路器QF两侧的电压UT1和电压UT2是否符合双边供电条件，双边供电条件为电压UT1和电压UT2幅值差小于500V，相角差小于3度；若断路器QF两侧电压UT1和电压UT2符合双边供电条件，备用电源自动投切装置BZT发命令给测控装置D3合闸断路器QF，恢复双边供电运行状态；若断路器QF两侧电压UT1和电压 UT2不符合双边供电条件，则告警，指示系统存在问题。
本发明的工作原理是：一种双边牵引供电单树形外部电源备投构造及控制方法，包括三个电网变电所及其两个牵引变电所，由中心电网变电所向两个相邻的牵引变电所提供第一路外部电源，由两个电网变电所向各自的牵引变电所提供第二路外部电源；牵引变压器的高压侧与三相母线连接，低压侧分别连接接触线和钢轨；分段接触线之间通过分段绝缘关节连接，分段绝缘关节处设有测控装置和断路器，在断路器两侧分别设置电压互感器它们的测量端均与测控装置连接，双边供电时，断路器闭合，运行列车同时从两个牵引变压器取流，构成对列车的双边供电牵引供电系统。
双边供电牵引供电系统具有三种运行状态：即双边供电运行状态、解列运行状态一、解列运行状态二，当外部电源发生故障时，备用电源自动投切装置控制使双边供电运行状态切换到解列运行状态；当外部电源恢复时，备用电源自动投切装置控制从解列状态恢复到双边供电运行状态。
与现有技术相比，本发明技术的有益效果是：
一、利用通信技术同时检测两个牵引变电所和分区所信息，当进线故障时，智能解列双边运行，保障电网安全。
二、当进线电压恢复正常时，能够自动恢复双边供电，保证牵引网的供电能力。
三、通用性好，易于实施。
附图说明
图1是本发明双边电气化铁路单树形外部电源的结构示意图。
图2是本发明备用电源自动投切装置BZT输入信号与光纤连接示意图。
具体实施方式
实施例一：如图1所示，本发明实施例提供了一种双边牵引供电单树形外部电源备投构造及控制方法，包括电网变电所PS0、电网变电所PS1、电网变电所PS2及其牵引变电所TS1、牵引变电所TS2，由电网变电所PSO向两个相邻的牵引变电所TS1、牵引变电所TS2 提供第一路外部电源，由电网变电所PS1、电网变电所PS2向各自的牵引变电所TS1、牵引变电所TS2提供第二路外部电源；牵引变电所TS1内的牵引变压器TB1的高压侧通过三相电力线路L13与三相母线Busl的A、B、C相连接，低压侧分别连接接触线T1和钢轨R；牵引变电所TS2内的牵引变压器TB2的高压侧通过三相电力线路L23与三相母线Bus2的A、B、 C相连接，低压侧分别连接接触线T2和钢轨R；电压为27.5KV的接触线T1和接触线T2之间通过分段绝缘关节GJ连接，分段绝缘关节GJ上并联连接断路器QF，分段绝缘关节GJ处设有测控装置D3，测控装置D3对断路器QF进行控制，在断路器QF两侧分别设置电压互感器YHT1、电压互感器YHT2，它们的测量端均与测控装置D3连接，提供测控装置D3所需的电压UT1、电压UT2；双边供电时，断路器QF闭合，运行列车同时从牵引变压器TB1和牵引变压器TB2取流，构成对列车的双边供电牵引供电系统。
电网变电所PSO内的三相电力变压器PB的高压侧通过三相电力线路L1连接电网取得电源，低压侧通过三相电力线路L2与220kV三相母线Bus连接；电网变电所PSO内的220kV三相母线Bus的A、B、C相引出两路抽头，分别与断路器QF11、断路器QF21上侧连接，断路器QF11、断路器QF21的下侧分别与三相电力线路PL11、三相电力线路L12的上端连接；三相电力线路PL11下端与电网变电所PS1内的断路器QF12上侧相连，断路器QF12下侧与三相母线Bus1的A、B、C相连接；三相电力线路PL21下端与电网变电所PS2内的断路器 QF22上侧相连，断路器QF22下侧与三相母线Bus2的A、B、C相连接。
电网变电所PS1内的三相电力变压器PB1的高压侧通过三相电力线L11与电网连接，低压侧通过三相电力线路L12连接到断路器QF13上侧，断路器QF13下侧连接三相电力线路PL12上端，三相电力线路PL12下端通过牵引变电所TS1内的断路器QF14与三相母线Bus1的A、B、C相连接；电网变电所PS2内的三相电力变压器PB2的高压侧通过三相电力线L21 与电网连接，低压侧通过三相电力线路L22连接到断路器QF23上侧，断路器QF23下侧连接三相电力线路PL22上端，三相电力线路PL22下端通过断路器QF24与三相母线Bus2的A、 B、C相连接。
牵引变电所TS1内的三相电力线路PL11在靠近断路器QF12处设有电压互感器YHa11、电压互感器YHbl1、电压互感器YHc11和电流互感器LHal1、电流互感器LHb11、电流互感器LHc11，它们的测量端均与测控装置D1连接，提供测控装置D1检测所需的电压UA11、电压UB11、电压UC11和电流IA11、电流IB11、电流IC11；所述牵引变电所TS1内的三相电力线路PL12在靠近断路器QF14处设有电压互感器YHa12、电压互感器YHb12、电压互感器YHc12和电流互感器LHa12、电流互感器LHb12、电流互感器LHcl2，它们的测量端均与测控装置D1连接，提供测控装置D1检测所需的电压UAl2、电压UB12、电压UC12和电流 IA12、电流IB12、电流IC12；牵引变电所TS1的三相母线Bus1上设有电压互感器YHa13、电压互感器YHb13、电压互感器YHcl3，它们的测量端均与测控装置D1连接，提供测控装置 D1检测所需的三个母线相电压UAml、相电压UBml、相电压UCm1。
三相电力线路PL21在牵引变电所TS2内靠近断路器QF12处设有电压互感器YHa21、电压互感器YHb21、电压互感器YHc21和电流互感器LHa21、电流互感器LHb21、电流互感器LHc21，它们的测量端均与测控装置D2连接，提供测控装置D2检测所需的电压UA21、电压UB21、电压UC21和电流IA21、电流IB21、电流IC21；所述三相电力线路PL22在牵引变电所TS2内靠近断路器QF24处设有电压互感器YHa22、电压互感器YHb22、电压互感器YHc22 和电流互感器LHa22、电流互感器LHb22、电流互感器LHc22，它们的测量端均与测控装置 D2连接，提供测控装置D2检测所需的电压UA22、电压UB22、电压UC22和电流IA22、电流IB22、电流IC22；牵引变电所TS2的三相母线Bus2上设有电压互感器YHa23、电压互感器YHb23、电压互感器YHc23，它们的测量端均与测控装置D2连接，提供测控装置D2检测所需的三个母线相电压UAm2、相电压UBm2、相电压UCm2；
测控装置D1、测控装置D2、测控装置D3分别通过光纤W1、光纤W2、光纤W3与备用电源自动投切装置BZT连接。
双边供电牵引供电系统具有三种运行状态：
双边供电运行状态：当断路器QF闭合时，牵引变电所TS1的断路器QF14断开，断路器QF12闭合，由电网变电所PS0通过三相电力线路PL11提供牵引变电所TS1的外部电源；牵引变电所TS2的断路器QF24断开，断路器QF22闭合，电网变电所PS0通过三相电力线路PL21给牵引变电所TS2提供外部电源；
解列运行状态一：当断路器QF断开时，牵引变电所TS1的断路器QF12断开，断路器QF14闭合，由电网变电所PS1通过三相电力线路PL12供给牵引变电所TS1外部电源；牵引变电所TS2的断路器QF24断开，断路器QF22闭合，电网变电所PS0通过三相电力线路PL21 给牵引变电所TS2提供外部电源；
解列运行状态二：当断路器QF断开时，牵引变电所TS1的断路器QF14断开，断路器QF12闭合，由电网变电所PS0通过三相电力线路PL11供给牵引变电所TS1外部电源；牵引变电所TS2的断路器QF22断开，断路器QF24闭合，由电网变电所PS2通过三相电力线路 PL22给牵引变电所TS2提供外部电源。
双边供电牵引供电系统处于双边供电运行状态时，当三相电力线路PL11故障，备用电源自动投切装置BZT检测到断路器QF12断开，电流IA11、电流IB11、电流IC11均为0，电压UA12、电压UB12、电压UC12均正常时，发命令给测控装置D3断开断路器QF，确认断路器QF断开后，备用电源自动投切装置BZT再发命令给测控装置D1闭合断路器QF14，此时，牵引供电系统处于双边供电解列运行状态一：由电网变电所PS1通过三相电力线路PL12给牵引变电所TS1提供外部电源，电网变电所PS0通过三相电力线路PL21给牵引变电所TS2 提供外部电源。
实施例二：双边供电牵引供电系统处于双边供电运行状态时，当电力线路PL21故障，备用电源自动投切装置BZT检测到断路器QF22断开，电流IA21、电流IB21、电流IC21均为0，电压UA22、电压UB22、电压UC22正常时，发命令给测控装置D3断开断路器QF，确认断路器QF断开后，备用电源自动投切装置BZT再发命令给测控装置D2闭合断路器QF24，此时，牵引供电系统处于双边供电解列运行状态二：由电网变电所PS2通过三相电力线路 PL22给牵引变电所TS2提供外部电源，电网变电所PSO通过三相电力线路PL12给牵引变电所TS1提供外部电源。
实施例三：牵引供电系统处于双边供电解列运行状态一时，备用电源自动投切装置BZT 检测到电压UA11、电压UB11、电压UC11正常时，发命令给测控装置D1断开断路器QF14，然后发命令给测控装置D1闭合断路器QF12；再检查断路器QF两侧的电压UT1和电压UT2 是否符合双边供电条件，双边供电条件为电压UT1和电压UT2幅值差小于500V，相角差小于3度；若断路器QF两侧的电压UT1和电压UT2符合双边供电条件，备用电源自动投切装置BZT发命令给测控装置D3合闸QF，恢复双边供电运行状态；若断路器QF两侧电压UT1 和电压UT2不符合双边供电条件，则告警，指示系统存在问题。
实施例四：牵引供电系统处于供电解列运行状态二时，备用电源自动投切装置BZT检测到电压UA21、电压UB21、电压UC21正常时，发命令给测控装置D2断开断路器QF24，然后发命令给测控装置D2闭合断路器QF22；再检查断路器QF两侧的电压UT1和电压UT2是否符合双边供电条件，双边供电条件为电压UT1和电压UT2幅值差小于500V，相角差小于 3度；若断路器QF两侧电压UT1和电压UT2符合双边供电条件，备用电源自动投切装置BZT 发命令给测控装置D3合闸断路器QF，恢复双边供电运行状态；若断路器QF两侧电压UT1 和电压UT2不符合双边供电条件，则告警，指示系统存在问题。
Claims (10)
1.一种双边牵引供电单树形外部电源备投构造，包括电网变电所PS0、电网变电所PS1、电网变电所PS2及其牵引变电所TS1、牵引变电所TS2，由电网变电所PS0向两个相邻的牵引变电所TS1、牵引变电所TS2提供第一路外部电源，由电网变电所PS1、电网变电所PS2向各自的牵引变电所TS1、牵引变电所TS2提供第二路外部电源；牵引变电所TS1内的牵引变压器TB1的高压侧通过三相电力线路L13与三相母线Bus1的A、B、C相连接，低压侧分别连接接触线T1和钢轨R；牵引变电所TS2内的牵引变压器TB2的高压侧通过三相电力线路L23与三相母线Bus2的A、B、C相连接，低压侧分别连接接触线T2和钢轨R；接触线T1和接触线T2之间通过分段绝缘关节GJ连接,分段绝缘关节GJ上并联连接断路器QF，分段绝缘关节GJ处设有测控装置D3，测控装置D3对断路器QF进行控制,在断路器QF两侧分别设置电压互感器YHT1、电压互感器YHT2, 它们的测量端均与测控装置D3连接，提供测控装置D3所需的电压UT1、电压UT2；双边供电时，断路器QF闭合，运行列车同时从牵引变压器TB1和牵引变压器TB2取流，构成对列车的双边供电牵引供电系统。
2.根据权利要求1所述的一种双边牵引供电单树形外部电源备投构造，其特征在于：所述电网变电所PS0内的三相电力变压器PB的高压侧通过三相电力线路L1连接电网取得电源，低压侧通过三相电力线路L2与220kV三相母线Bus连接；电网变电所PS0内的220kV三相母线Bus的A、B、C相引出两路抽头，分别与断路器QF11、断路器QF21上侧连接，断路器QF11、断路器QF21的下侧分别与三相电力线路PL11、三相电力线路L12的上端连接；三相电力线路PL11下端与电网变电所PS1内的断路器QF12上侧相连，断路器QF12下侧与三相母线Bus1的A、B、C相连接；三相电力线路PL21下端与电网变电所PS2内的断路器QF22上侧相连，断路器QF22下侧与三相母线Bus2的A、B、C相连接。
3.根据权利要求1所述的一种双边牵引供电单树形外部电源备投构造，其特征在于：所述电网变电所PS1内的三相电力变压器PB1的高压侧通过三相电力线L11与电网连接，低压侧通过三相电力线路L12连接到断路器QF13上侧，断路器QF13下侧连接三相电力线路PL12上端，三相电力线路PL12下端通过牵引变电所TS1内的断路器QF14与三相母线Bus1的A、B、C相连接；电网变电所PS2内的三相电力变压器PB2的高压侧通过三相电力线L21与电网连接，低压侧通过三相电力线路L22连接到断路器QF23上侧，断路器QF23下侧连接三相电力线路PL22上端，三相电力线路PL22下端通过断路器QF24与三相母线Bus2的A、B、C相连接。
4.根据权利要求1所述的一种双边牵引供电单树形外部电源备投构造，其特征在于：所述牵引变电所TS1内的三相电力线路PL11在靠近断路器QF12处设有电压互感器YHa11、电压互感器YHb11、电压互感器YHc11和电流互感器LHa11、电流互感器LHb11、电流互感器LHc11，它们的测量端均与测控装置D1连接，提供测控装置D1检测所需的电压UA11、电压UB11、电压UC11和电流IA11、电流IB11、电流IC11；所述牵引变电所TS1内的三相电力线路PL12在靠近断路器QF14处设有电压互感器YHa12、电压互感器YHb12、电压互感器YHc12和电流互感器LHa12、电流互感器LHb12、电流互感器LHc12，它们的测量端均与测控装置D1连接，提供测控装置D1检测所需的电压UA12、电压UB12、电压UC12和电流IA12、电流IB12、电流IC12；牵引变电所TS1的三相母线Bus1上设有电压互感器YHa13、电压互感器YHb13、电压互感器YHc13,它们的测量端均与测控装置D1连接，提供测控装置D1检测所需的三个母线相电压UAm1、相电压UBm1、相电压UCm1。
5.根据权利要求1所述的一种双边牵引供电单树形外部电源备投构造，其特征在于：三相电力线路PL21在牵引变电所TS2内靠近断路器QF12处设有电压互感器YHa21、电压互感器YHb21、电压互感器YHc21和电流互感器LHa21、电流互感器LHb21、电流互感器LHc21，它们的测量端均与测控装置D2连接，提供测控装置D2检测所需的电压UA21、电压UB21、电压UC21和电流IA21、电流IB21、电流IC21；三相电力线路PL22在牵引变电所TS2内靠近断路器QF24处设有电压互感器YHa22、电压互感器YHb22、电压互感器YHc22和电流互感器LHa22、电流互感器LHb22、电流互感器LHc22，它们的测量端均与测控装置D2连接，提供测控装置D2检测所需的电压UA22、电压UB22、电压UC22和电流IA22、电流IB22、电流IC22；牵引变电所TS2的三相母线Bus2上设有电压互感器YHa23、电压互感器YHb23、电压互感器YHc23, 它们的测量端均与测控装置D2连接，提供测控装置D2检测所需的三个母线相电压UAm2、相电压UBm2、相电压UCm2；
测控装置D1、测控装置D2、测控装置D3分别通过光纤W1、光纤W2、光纤W3与备用电源自动投切装置BZT连接。
6.一种基于权利要求1所述的双边牵引供电单树形外部电源备投构造的控制方法，其特征在于：所述双边牵引供电单树形外部电源备投构造具有三种运行状态：
双边供电运行状态：当断路器QF闭合时，牵引变电所TS1的断路器QF14断开，断路器QF12闭合，由电网变电所PS0通过三相电力线路PL11提供牵引变电所TS1的外部电源；牵引变电所TS2的断路器QF24断开，断路器QF22闭合，电网变电所PS0通过三相电力线路PL21给牵引变电所TS2提供外部电源；
解列运行状态一：当断路器QF断开时，牵引变电所TS1的断路器QF12断开，断路器QF14闭合，由电网变电所PS1通过三相电力线路PL12供给牵引变电所TS1外部电源；牵引变电所TS2的断路器QF24断开，断路器QF22闭合，电网变电所PS0通过三相电力线路PL21给牵引变电所TS2提供外部电源；
解列运行状态二：当断路器QF断开时，牵引变电所TS1的断路器QF14断开，断路器QF12闭合，由电网变电所PS0通过三相电力线路PL11供给牵引变电所TS1外部电源；牵引变电所TS2的断路器QF22断开，断路器QF24闭合，由电网变电所PS2通过三相电力线路PL22给牵引变电所TS2提供外部电源。
7.根据权利要求6所述的一种双边牵引供电单树形外部电源备投构造的控制方法，其特征在于:所述双边牵引供电单树形外部电源备投构造处于双边供电运行状态时，当三相电力线路PL11故障，备用电源自动投切装置BZT检测到断路器QF12断开，电流IA11、电流IB11、电流IC11均为0，电压UA12、电压UB12、电压UC12均正常时,发命令给测控装置D3断开断路器QF,确认断路器QF断开后，备用电源自动投切装置BZT再发命令给测控装置D1闭合断路器QF14，此时，牵引供电系统处于双边供电解列运行状态一：由电网变电所PS1通过三相电力线路PL12给牵引变电所TS1提供外部电源，电网变电所PS0通过三相电力线路PL21给牵引变电所TS2提供外部电源。
8.根据权利要求6所述的一种双边牵引供电单树形外部电源备投构造的控制方法，其特征在于: 所述双边牵引供电单树形外部电源备投构造处于双边供电运行状态时，当电力线路PL21故障，备用电源自动投切装置BZT检测到断路器QF22断开，电流IA21、电流IB21、电流IC21均为0，电压UA22、电压UB22、电压UC22正常时,发命令给测控装置D3断开断路器QF,确认断路器QF断开后，备用电源自动投切装置BZT再发命令给测控装置D2闭合断路器QF24，此时，牵引供电系统处于双边供电解列运行状态二：由电网变电所PS2通过三相电力线路PL22给牵引变电所TS2提供外部电源，电网变电所PS0通过三相电力线路PL12给牵引变电所TS1提供外部电源。
9.根据权利要求6所述的一种双边牵引供电单树形外部电源备投构造的控制方法，其特征在于: 双边牵引供电单树形外部电源备投构造处于双边供电解列运行状态一时，备用电源自动投切装置BZT检测到电压UA11、电压UB11、电压UC11正常时,发命令给测控装置D1断开断路器QF14，然后发命令给测控装置D1闭合断路器QF12；再检查断路器QF两侧的电压UT1和电压UT2是否符合双边供电条件，双边供电条件为电压UT1和电压UT2幅值差小于500V，相角差小于3度；若断路器QF两侧的电压UT1和电压UT2符合双边供电条件，备用电源自动投切装置BZT发命令给测控装置D3合闸QF，恢复双边供电运行状态；若断路器QF两侧电压UT1和电压UT2不符合双边供电条件，则告警，指示系统存在问题。
10.根据权利要求1所述的一种双边牵引供电单树形外部电源备投构造的控制方法，其特征在于: 双边牵引供电单树形外部电源备投构造处于供电解列运行状态二时，备用电源自动投切装置BZT检测到电压UA21、电压UB21、电压UC21正常时,发命令给测控装置D2断开断路器QF24，然后发命令给测控装置D2闭合断路器QF22；再检查断路器QF两侧的电压UT1和电压UT2是否符合双边供电条件，双边供电条件为电压UT1和电压UT2幅值差小于500V，相角差小于3度；若断路器QF两侧电压UT1和电压UT2符合双边供电条件，备用电源自动投切装置BZT发命令给测控装置D3合闸断路器QF，恢复双边供电运行状态；若断路器QF两侧电压UT1和电压UT2不符合双边供电条件，则告警，指示系统存在问题。
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