RU2664621C1 - Распределенная система защиты для сегментированной сети питания на электрифицированной железной дороге - Google Patents

Распределенная система защиты для сегментированной сети питания на электрифицированной железной дороге Download PDF

Info

Publication number
RU2664621C1
RU2664621C1 RU2017119756A RU2017119756A RU2664621C1 RU 2664621 C1 RU2664621 C1 RU 2664621C1 RU 2017119756 A RU2017119756 A RU 2017119756A RU 2017119756 A RU2017119756 A RU 2017119756A RU 2664621 C1 RU2664621 C1 RU 2664621C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
distillation
current
control unit
secondary winding
measurement
Prior art date
Application number
RU2017119756A
Other languages
English (en)
Inventor
Цюньчжань ЛИ
Original Assignee
Саутвэст Цзяотун Юниверсити
Цюньчжань ЛИ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Саутвэст Цзяотун Юниверсити, Цюньчжань ЛИ filed Critical Саутвэст Цзяотун Юниверсити
Application granted granted Critical
Publication of RU2664621C1 publication Critical patent/RU2664621C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M3/00—Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power
    • B60M3/02—Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power with means for maintaining voltage within a predetermined range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M3/00—Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power
    • B60M3/04—Arrangements for cutting in and out of individual track sections
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/086—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution networks, i.e. with interconnected conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/267—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured for parallel lines and wires
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к распределенной системе защиты для сегментированной сети питания на электрифицированной железной дороге. Воздушная контактная система тяговой сети разделена на несколько сегментов, соответствующих железнодорожным перегонам, при этом добавлены перегонные разделители воздушной контактной системы и субперегонные посты между сегментами. Субперегонные посты содержат: выключатель, трансформатор тока, трансформатор напряжения и блок измерения и управления. Выключатель и трансформатор тока соединены между собой последовательно. Выключатель и трансформатор тока включены параллельно перегонному разделителю воздушной контактной системы. Перегонный разделитель воздушной контактной системы установлен в тяговой сети каскадно. Выключатель в обычном режиме находится в состоянии «включен». Трансформатор напряжения включен параллельно воздушной контактной системе. В каждом субперегонном посту трансформаторы напряжения имеют одинаковый тип и коэффициент трансформации, а трансформаторы тока также имеют одинаковый тип и коэффициент трансформации. Вторичная обмотка трансформатора напряжения и вторичная обмотка трансформатора тока в перегонном посту, связаны с входными клеммами блока измерения и управления, так же как вторичная обмотка трансформатора тока в ближайшем левом перегонном посту и вторичная обмотка трансформатора тока в ближайшем правом субперегонном посту. Выходы блока измерения и управления соединены с блоком управления выключателя в субперегонном посту. Каждый блок измерения и управления соединен с тяговыми подстанциями или диспетчерским центром через сеть связи. Блок измерения и управления определяет, имеется ли повреждение в виде короткого замыкания в воздушной контактной системе в сегменте между перегонным постом и ближайшим левым или ближним правым перегонным постом. Блок измерения и управления подает сигнал на управляющие контакты выключателя в перегонном посту, чтобы выключить выключатель, если имеется повреждение в виде короткого замыкания, в противном случае выключатель остается в состоянии «включен». Достигается распознавание, изоляция и устранение повреждений в тяговой сети. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Область техники
Изобретение относится к технологии защиты тяговой сети переменного тока (АС), к электрифицированной железной дороге, а более конкретно - включает способ и устройство для распределенной системы защиты для сегментированной сети питания на электрифицированной железной дороге.
Предпосылки создания изобретения
Система питания тяговой сети на электрифицированной железной дороге состоит из тяговой сети и тяговых подстанций. Тяговая сеть, которая непосредственно обеспечивает питание, состоит из воздушной контактной системы (OCS), рельсов и заземления. Для улучшения эффективности питания, снижения напряжения и затрат энергии и сохранения относительной независимости воздушной контактной системы для восходящих и нисходящих линий, обычно воздушные контактные системы для восходящих и нисходящих линий соединяют параллельно на концевых терминалах тяговой сети на двухпутной железной дороге (перегонный пост). Однако, когда в воздушной контактной системе происходит неисправность восходящей (или нисходящей) линия, защитные устройства фидера заставляют сработать выключатели фидерной цепи для восходящей (или нисходящей) линии в тяговых подстанциях и выключатели в перегонных постах. Таким образом, произойдет нарушение энергоснабжения всей воздушной контактной системы для восходящей (или нисходящей) линии, что может остановить движение всех поездов. Для минимизации области с нарушением энергоснабжения заявитель предложил изобретение: «Способ сегментированной сети питания и наблюдения за ее состоянием для двухпутной железной дороги с тяговой сетью параллельного включения на концевом терминале» (заявка на изобретение №201210486947.9), где воздушная контактная система для восходящей и нисходящей линий разделена на сегменты. Когда случается повреждение, необходимо изолировать только дефектный сегмент, в то время как другие нормальные сегменты остаются подавать электроэнергию. Это значительно повышает надежность и обеспечивает нормальное движение поездов. В этом способе следует посылать данные для различных сегментов в тяговые подстанции и диспетчерский центр, в котором данные централизованно обрабатывают, локальными блоками измерения и управления путем синхронизированного сбора данных в сети связи. После того, как идентифицировано повреждение тяговой сети и место повреждения, будет выслана команда изолировать повреждение. В настоящее время тяговые подстанции используют альтернативные фазы при подключении к системе питания и используют напряжение с различными фазами для каждого плеча в тяговой обмотке. Поэтому тяговая сеть не непрерывна, и есть только несколько смонтированных сегментов, что делает ее удобной и эффективной для обнаружения и изоляции повреждения. Когда на электрифицированной железной дороге будет принят синфазный режим тягового питания, тяговая сеть будет непрерывной и количество сегментов увеличится. Поэтому будет трудно собирать и передавать синхронизированные данные, а также информацию о повреждении, которая должна будет обрабатываться централизованно и в режиме реального времени, и даже более того - этого просто не достигнуть. Это влияет на практическую осуществимость способа. Таким образом, проблема, которую решает настоящее изобретения, включает способ своевременного и точного распознавания, изоляции и устранения повреждения; способ обеспечения, чтобы работа в реальном масштабе времени не зависела от количества сегментов; и способ обеспечения нормального питания в нормальных сегментах в максимально возможной степени.
Сущность изобретения
Главная цель варианта выполнения настоящего изобретения состоит в создании распределенной системы защиты для сегментированной сети питания на электрифицированной железной дороге, позволяющей преодолеть недостатки современной технологии. Распределенная система защиты способна своевременно и точно опознать различные типы и местоположения повреждений, а затем быстро изолировать и устранить повреждения, повысить надежность питания, обеспечить, чтобы поезда шли безопасно и пунктуально. Работа в реальном времени этой распределенной системы защиты не зависит от количества сегментов тяговой сети. Это обеспечивает ключевую технологическую поддержку для продвижения и применения синфазной системы тягового питания на электрифицированных железных дорогах.
Настоящее изобретение решает технические проблемы следующим образом:
Распределенная система защиты для сегментированной сети питания на электрифицированной железной дороге, которая сформирована следующим образом: воздушная контактная система тяговой сети разделена на несколько сегментов FD, соответствующих железнодорожным перегонам, при этом добавлены перегонные разделители FDQ воздушной контактной системы и субперегонные посты KB между сегментами FD. Субперегонные посты KB содержат выключатель DL, трансформатор LH тока, трансформатор YH напряжения и блок СК измерения и управления. Выключатель DL и трансформатор LH тока соединены между собой последовательно, а вместе выключатель DL и трансформатор LH тока включены параллельно перегонному разделителю FDQ воздушной контактной системы, при этом перегонный разделитель FDQ воздушной контактной системы установлен в тяговой сети каскадно, что позволяет непрерывно снабжать поезда электричеством. Выключатель DL нормально находится в состоянии «включен». Трансформатор YH напряжения соединен параллельно воздушной контактной системе Т. В каждом субперегонном посту трансформаторы напряжения имеют одинаковый тип и коэффициент трансформации, а трансформаторы тока также имеют одинаковый тип и коэффициент трансформации, при этом вторичная обмотка трансформатора YHk напряжения и вторичная обмотка трансформатора LHk тока в перегонном посту KBk, вторичная обмотка трансформатора LHk-1 тока в ближайшем левом перегонном посту KBk-1, вторичная обмотка трансформатора LHk+1 тока в ближайшем правом субперегонном посту KBk+1 - все связаны с входными клеммами блока CKk измерения и управления; выходы блока CKk измерения и управления соединены с блоком управления выключателя DLk в субперегонном посту KBk. Каждый блок измерения и управления соединен с тяговыми подстанциями или диспетчерским центром через сеть связи. Абсолютная величина разности между током, измеренным во вторичной обмотке трансформатора LHk тока в субперегонном посту KBk и током, измеренным во вторичной обмотке трансформатора LHk-1 тока в ближайшем левом субперегонном посту KBk-1, определена как продольный дифференциальный ток Iz. Абсолютная величина разности между током, измеренным во вторичной обмотке трансформатора LHk тока в перегонном посту KBk и током, измеренным во вторичной обмотке трансформатора LHk+1 тока в ближайшем правом субперегонном посту KBk+1, определена как продольный дифференциальный ток Iy. Блок CKk измерения и управления обладает следующими признаками:
Когда продольный дифференциальный ток Iz не меньше, чем установленное значение Idz продольного дифференциального тока, и при этом напряжение UTk на воздушной контактной системе, измеренное во вторичной обмотке трансформатора YHk напряжения в перегонном посту KBk, меньше, чем заданное значение Udz, блок измерения и управления CKk определяет, что имеется повреждение в виде короткого замыкания в воздушной контактной системе в сегменте FDk между перегонным постом KBk и ближайшим левым перегонным постом KBk-1; в этом случае блок CKk измерения и управления подает сигнал на управляющие контакты выключателя DLk в перегонном посту KBk, чтобы выключить выключатель DLk. В противном случае выключатель DLk остается в состоянии «включен».
Когда продольный дифференциальный ток Iy не меньше, чем установленное значение Idz продольного дифференциального тока, и при этом напряжение UTk на воздушной контактной системе, измеренное во вторичной обмотке трансформатора YHk напряжения в перегонном посту KBk, меньше, чем заданное значение Udz, блок измерения и управления CKk определяет, что имеется повреждение в виде короткого замыкания в воздушной контактной системы в сегменте FDk+1 между перегонным постом KBk и ближайшим правым перегонным постом KBk+1; в этом случае блок CKk измерения и управления подает сигнал на управляющие контакты выключателя DLk в перегонном посту KBk, чтобы выключить выключатель DLk. В противном случае выключатель DLk остается в состоянии «включен».
Сегменты воздушной контактной системы тяговой сети на электрифицированной железной дороге соответствуют железнодорожным перегонам (приблизительно 10 км). Принципы работы таковы: когда напряжение UT на воздушной контактной системе не меньше, чем заданное значение Udz, поезд L едет, в противном случае поезд L останавливается; когда напряжение UT на воздушной контактной системе меньше, чем заданное значение Udz, что заставляет поезд остановиться, единственным путем для протекания тока будет короткое замыкание в воздушной контактной системе, поэтому можно использовать способ защиты, основанный на дифференциальном токе в воздушной контактной системе между соседними сегментами, для выявления повреждения, когда возникает низкое напряжение, то есть, напряжение UT на воздушной контактной системе меньше, чем заданное значение Udz. Кроме того, дефектные сегменты могут быть изолированы путем выключения выключателя. Более конкретно, абсолютная величина разности между током, измеренным во вторичной обмотке трансформатора LHk тока в перегонном посту KBk, и током, измеренным во вторичной обмотке трансформатора LHk-1 тока в ближайшем левом субперегонном посту KBk-1, определена как продольный дифференциальный ток Iz. Когда продольный дифференциальный ток Iz не меньше, чем установленное значение Idz продольного дифференциального тока, и при этом напряжение UTk на воздушной контактной системе, измеренное во вторичной обмотке трансформатора YHK напряжения в субперегонном посту KBk, меньше, чем заданное значение Udz, блок CKk измерения и управления определяет, что имеет место повреждение в виде короткого замыкания в воздушной контактной системе в сегменте FDk между перегонным постом KBk и ближайшим левым перегонным постом KBk-1; в этом случае блок CKk измерения и управления подает сигнал на управляющие контакты выключателя DLk в перегонном посту KBk, чтобы выключить выключатель DLk. В противном случае выключатель DLk остается в состоянии «включен». Абсолютная величина разности между током, измеренным во вторичной обмотке трансформатора LHk тока в субперегонном посту KBk, и током, измеренным во вторичной обмотке трансформатора LHk+1 тока в ближайшем правом субперегонном посту KBk+1, определена как продольный дифференциальный ток Iy. Когда продольный дифференциальный ток Iy не меньше, чем установленное значение Idz продольного дифференциального тока, и при этом напряжение UTk на воздушной контактной системе, измеренное во вторичной обмотке трансформатора YHk напряжения в перегонном посту KBk, меньше, чем заданное значение Udz, блок CKk измерения и управления определяет, что имеется повреждение в виде короткого замыкания в воздушной контактной системе в сегменте FDk+1 между субперегонным постом KBk и ближайшим правым субперегонным постом KBk+1; в этом случае блок CKk измерения и управления подает сигнал на управляющие контакты выключателя DLk в перегонном посту KBk, чтобы выключить выключатель DLk. В противном случае выключатель DLk остается в состоянии «включен».
Заданное значение Udz напряжения на воздушной контактной системе определяется техническими параметрами динамической системы поезда. Для поездов, идущих по электрифицированным железным дорогам, на которых номинальное напряжение составляет 25 кВ, для нормального функционирования Udz обычно устанавливают в диапазоне 17-19 кВ.
Для задания значения продольного дифференциального тока следует учесть некоторые факторы, включая влияние емкости между контактными проводами без нагрузки и землей, типы измерительного трансформатора, девиации измерения и т.д. Фактически значение установленного продольного дифференциального тока очень невелико.
По сравнению с современной технологией настоящее изобретение обладает следующими преимуществами:
1. Повреждение может быть обнаружено, идентифицировано и изолировано своевременное и точно, а избирательность, скорость и чувствительность системы защиты с использованием реле могут быть улучшены. Кроме того, обеспечивается ситуация, при которой нормальное питание подается в нормальные сегменты и изолируется дефектный сегмент, что позволяет уменьшить его влияние на работу железных дорог и увеличить надежность тягового питания тяги.
2. Изобретение представляет собой своего рода распределенную систему защиты для сегментированной сети питания. По сравнению с централизованной системой защиты ее рабочие характеристики в реальном времени не зависят от количества сегментов тяговой сети.
3. Преимуществами настоящего изобретения являются относительная низкая стоимость и легкость осуществления независимо от того, применено ли оно в новой линии или в старой линии.
Ниже изобретение описано со ссылками на сопровождающие чертежи и конкретные варианты его выполнения.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана структура сегментированного питания для воздушной контактной системы и субперегонных постов в одном из вариантов выполнения настоящего изобретения.
На фиг. 2 показана структура блока измерения и управления в субперегонных постах в одном из вариантов выполнения настоящего изобретения.
На фиг. 3 показан процесс применения сегментов воздушной контактной системы и субперегонных постов при питании двухпутной железной дороги в одном из вариантов выполнения настоящего изобретения.
На фиг. 4 показана последовательность операций для одного из вариантов выполнения настоящего изобретения.
Подробное описание
На фиг. 1 показан один из вариантов выполнения настоящего изобретения. В соответствии с железнодорожными перегонами (приблизительно 10 км) воздушная контактная система тяговой сети на электрифицированной железной дороге разделена на несколько сегментов FD, при этом добавлены перегонные разделители FDQ воздушной контактной системы и субперегонные посты КВ между сегментами FD. Субперегонные посты КВ содержат выключатель DL, трансформатор LH тока, трансформатор YH напряжения и блок СК измерения и управления. Выключатель DL и трансформатор LH тока соединены между собой последовательно, а вместе выключатель DL и трансформатор LH тока включены параллельно перегонному разделителю FDQ воздушной контактной системы, при этом перегонный разделитель FDQ воздушной контактной системы установлен в тяговой сети каскадно, что позволяет непрерывно снабжать поезда электричеством. Выключатель DL нормально находится в состоянии «включен». Трансформатор YH напряжения подсоединен параллельно воздушной контактной системе Т. Трансформаторы напряжения имеют одинаковый тип и коэффициент трансформации, а трансформаторы тока также имеют одинаковый тип и коэффициент трансформации.
На фиг. 2 показана структура блока измерения и управления в субперегонном посту. Вторичная обмотка трансформатора YHk напряжения и вторичная обмотка трансформатора LHk тока в перегонном посту KBk, вторичная обмотка трансформатора LHk-1 тока в ближайшем левом перегонном посту KBk-1, вторичная обмотка трансформатора LHk+1 тока в ближайшем правом субперегонном посту KBk+1 - все связаны с входными клеммами блока CKk измерения и управления; выходы блока CKk измерения и управления соединены с блоком управления выключателя DLk в субперегонном посту KBk. Каждый блок измерения и управления соединен с тяговыми подстанциями или диспетчерским центром через сеть связи.
На фиг. 3 показано использование сегментов питания и субперегонных постов на двухпутной железной дороге в одном из вариантов выполнения настоящего изобретения. В соответствии с фиг. 2, вторичная обмотка трансформатора YH11 напряжения и вторичная обмотка трансформатора LH11 тока в перегонном посту КВ11 в восходящей линии, вторичная обмотка трансформатора тока в ближайшем левом субперегонном посту (тяговая подстанция SS), вторичная обмотка трансформатора LH12 тока в ближайшем правом перегонном посту КВ12, - все они связаны с входными клеммами блока СК11 измерения и управления. Вторичная обмотка трансформатора YH12 напряжения и вторичная обмотка трансформатора LH12 тока в перегонном посту КВ12 в восходящей линии, вторичная обмотка трансформатора LH11 тока в ближайшем левом субперегонном посту КВ11, вторичная обмотка трансформатора тока в ближайшем правом субперегонном посту (перегонный пост SP) - все они связаны с входными клеммами блока СК12 измерения и управления. Когда имеет место повреждение в виде короткого замыкания в сегменте FD12 в местоположении, показанном на фиг. 3, напряжение UT11 на воздушной контактной системе, измеренное во вторичной обмотке трансформатора YH11 напряжения в перегонном посту КВ11, меньше, чем заданное значение Udz, и продольный дифференциальный ток Iz не меньше, чем значение Idz установленного продольного дифференциального тока. Тогда блок СК11 измерения и управления в перегонном посту КВ11 воздействует на управляющие контакты выключателя DL11, заставляя выключить выключатель DL11. В то же время напряжение UT12 на воздушной контактной системе, измеренное во вторичной обмотке трансформатора YH12 напряжения в перегонном посту КВ12, меньше, чем заданное значение Udz, а продольный дифференциальный ток Iz не меньше, чем установленное значение Idz продольного дифференциального тока, - при этом блок СК12 измерения и управления в перегонном посту КВ12, воздействует на управляющие контакты выключателя DL12, заставляя выключить выключатель DL12, что позволяет изолировать повреждение в виде короткого замыкания в сегменте FD12. Субперегонный пост КВ11 в ближайшем левом субперегонном посту (тяговая подстанция SS) и субперегонный пост КВ12 в ближайшем правом субперегонном посту (субперегонный пост SP) могут последовательно обеспечить питание нормальных сегментов FD11 и FD13, соответственно. Позицией L обозначен поезд, а IL представляет собой ток поезда L. ITk представляет ток в воздушной контактной системе, измеренный во вторичной обмотке трансформатора тока в субперегонном посту KBk.
На фиг. 4 показана последовательность операций способа согласно настоящему изобретению. Согласно принципу работы, когда напряжение UT на воздушной контактной системе не меньше, чем заданное значение Udz, поезд L движется, в противном случае поезд L остановится; когда напряжение UT на воздушной контактной системе меньше, чем заданное значение Udz, что заставит поезд остановиться, единственным путем в цепи для тока будет короткое замыкание в воздушной контактной системе, поэтому способ защиты, основанный на дифференциальном токе в воздушной контактной системе между соседними сегментами, может использоваться для выявления повреждения, когда имеет место низкое напряжение, то есть напряжение UT на воздушной контактной системе меньше, чем заданное значение Udz. Кроме того, дефектный сегмент можно изолировать, выключив выключатель. Ниже дано подробное объяснение: абсолютная величина разности между током, измеренным во вторичной обмотке трансформатора LHk тока в перегонном посту KBk, и током, измеренным во вторичной обмотке трансформатора тока LHk-1 в ближайшем левом субперегонном посту KBk-1, определена как продольный дифференциальный ток Iz. Когда продольный дифференциальный ток Iz не меньше, чем установленное значение Idz продольного дифференциального тока, и при этом напряжение UTk на воздушной контактной системе, измеренное во вторичной обмотке трансформатора YHk напряжения в перегонном посту KBk, меньше чем заданное значение Udz, блок измерения и управления CKk определяет, что имеется повреждение в виде короткого замыкания в воздушной контактной системы в сегменте FDk между перегонным постом KBk и ближайшим левым перегонным постом KBk-1; в этом случае блок CKk измерения и управления подает сигнал на управляющие контакты выключателя DLk в перегонном посту KBk, чтобы выключить выключатель DLk. В противном случае выключатель DLk остается в состоянии «включен». Абсолютная величина разности между током, измеренным во вторичной обмотке трансформатора LHk тока в перегонном посту KBk, и током, измеренным в трансформаторе LHk+1 тока в ближайшем левом субперегонном посту KBk+1, определена как продольный дифференциальный ток Iy. Когда продольный дифференциальный ток Iy не меньше чем установленное значение Idz продольного дифференциального тока, и при этом напряжение UTk на воздушной контактной системе, измеренное во вторичной обмотке трансформатора YHk напряжения в перегонном посту KBk, меньше, чем заданное значение Udz, блок измерения и управления CKk определяет, что имеется повреждение в виде короткого замыкания в воздушной контактной системе в сегменте FDk+1 между перегонным постом KBk и ближайшим правым перегонным постом KBk+1; в этом случае блок CKk измерения и управления подает сигнал на управляющие контакты выключателя DLk в перегонном посту KBk, чтобы выключить выключатель DLk. В противном случае выключатель DLk остается в состоянии «включен».
Например, как показано на фиг. 2, 3, 4, согласно техническим параметрам динамической системы поезда L, заданное значение Udz напряжения на воздушной контактной системе установлено равным 18 кВ, а это означает, что поезд будет идти, когда напряжение UT на воздушной контактной системе составит не меньше чем 18 кВ, иначе поезд остановится. Согласно параметрам тяговой сети, типам трансформаторов тока и девиации Idz измерения, заданное значение продольного дифференциального тока Iy устанавливают равным 0,8 А. Когда напряжение UT11 на воздушной контактной системе, измеренное во вторичной обмотке трансформатора YH11 напряжения в перегонном посту КВ11, меньше чем Udz (Udz=18 кВ), и продольный дифференциальный ток Iy (Iy=|IT11-IT12|) не меньше, чем Idz (Idz=0,8 А), блок СК11 измерения и управления в перегонном посту КВ11 воздействует на управляющие контакты выключателя DL11, чтобы выключить выключатель DL11. При этом, когда напряжение UT12 на воздушной контактной системе, измеренное во вторичной обмотке трансформатора YH12 напряжения в перегонном посту КВ12, меньше чем Udz (Udz=18 кВ), а продольный дифференциальный ток Iz (Iz=|IT11-IT12|) не меньше чем Idz (Idz=0,8 А), блок СК12 измерения и управления в перегонном посту КВ12 воздействует на блок управления выключателем DL12, чтобы выключить выключатель DL12. Поэтому повреждение в виде короткого замыкания в сегменте FD12 можно изолировать. Субперегонный пост КВ11 в ближайшем левом субперегонном посту (тяговая подстанция SS), и субперегонный пост КВ12 в ближайшем правом субперегонном посту (перегонный пост SP) может последовательно обеспечивать питанием нормальные сегменты FD11 и FD13 соответственно.
Кроме того, продольный дифференциальный ток Iz - абсолютная величина разности между током, измеренным во вторичной обмотке трансформатора LHk тока в перегонном посту KBk и током, измеренным во вторичной обмотке трансформатора LHk-1 тока в ближайшем левом перегонном посту KBk-1. Продольный дифференциальный ток Iy - абсолютная величина разности между током, измеренным во вторичной обмотке трансформатора LHk тока в перегонном посту KBk, и током, измеренным во вторичной обмотке трансформатора LHk+1 тока в ближайшем правом перегонном посту KBk+1. Таким образом, значения тока, измеренного во вторичных обмотках трансформаторов тока в соседних субперегонных постах, могут выявлять типы и местоположения повреждений. Например, когда продольный дифференциальный ток Iz не меньше, чем заданное значение Idz, и напряжение UTk на воздушной контактной системе, измеренное во вторичной обмотке трансформатора YHk напряжения в субперегонном посту KBk, меньше, чем заданное значение Udz, имеет место повреждение в виде короткого замыкания в воздушной контактной системе в сегменте FDk между перегонным постом KBk и субперегонным постом KBk-1, если ток, измеренный во вторичной обмотке трансформатора LHk тока в перегонном посту KBk, и ток, измеренный во вторичной обмотке трансформатора LHk-1 тока в ближайшем левом субперегонном посту KBk-1, - оба больше 0 (или заданного значения, которое установлено с учетом некоторых факторов, таких как типы трансформаторов тока, девиации измерения, и т.д.). Если один из токов больше 0, а другой равен 0, имеет место повреждение в виде короткого замыкания в сегменте, который дает ток больше чем 0, и имеет место повреждение в виде обрыва в сегменте, который дает ток, равный 0. При этом по току короткого замыкания, который больше чем 0, и напряжению короткого замыкания на воздушной контактной системе, измеренному во вторичной обмотке трансформатора YHk напряжения, можно вычислить импеданс короткого замыкания и определить местоположение повреждения в виде короткого замыкания. Кроме того, согласно стандартам и частным требованиям, важно повторно замкнуть выключатель после измерения, и блок измерения и управления заставляет блок управления выключателя включить выключатель, чтобы устранить эффект, вызванный кратковременными повреждениями.
Все сообщения о коротких замыканиях, разрывах в цепях и сигналы для выключателей могут быть переданы в ближайшую тяговую подстанцию соответствующим блоком измерения и управления через сеть связи, или же блок измерения и управления может послать сигналы тревоги в диспетчерский центр. Для экономии места и средств при эксплуатации в полевых условиях блок CKk измерения и управления может быть реализован в виде существующих микрокомпьютерных защитных устройств или измерительных и управляющих устройств. Эти функции могут быть выполнены путем изменения прикладного программного обеспечения. Кроме того, можно принять некоторые критерии, чтобы избежать разъединения во вторичных обмотках трансформаторов тока или трансформаторов напряжения.

Claims (8)

1. Распределенная система защиты для сегментированной сети питания на электрифицированной железной дороге, содержащая:
воздушную контактную систему OCS тяговой сети на электрифицированной железной дороге, которая разделена на несколько сегментов FD, соответствующих железнодорожным перегонам, при этом добавлены перегонные разделители FDQ воздушной контактной системы и субперегонные посты KB между сегментами FD; при этом субперегонные посты KB содержат выключатель DL, трансформатор LH тока, трансформатор YH напряжения и блок СК измерения и управления; выключатель DL и трансформатор LH тока соединены между собой последовательно, а вместе выключатель DL и трансформатор LH тока включены параллельно перегонному разделителю FDQ воздушной контактной системы, при этом перегонный разделитель FDQ воздушной контактной системы установлен в тяговой сети каскадно, что позволяет непрерывно снабжать поезда электричеством; при этом выключатель DL нормально находится в состоянии «включен»; трансформатор YH напряжения включен параллельно воздушной контактной системе Т; в каждом субперегонном посту трансформаторы напряжения имеют одинаковый тип и коэффициент трансформации, а трансформаторы тока также имеют одинаковый тип и коэффициент трансформации,
при этом вторичная обмотка трансформатора YHk напряжения и вторичная обмотка трансформатора LHk тока в перегонном посту KBk, вторичная обмотка трансформатора LHk-1 тока в ближайшем левом перегонном посту KBk-1, вторичная обмотка трансформатора LHk+1 тока в ближайшем правом субперегонном посту KBk+1 - все связаны с входными клеммами блока CKk измерения и управления; выходы блока CKk измерения и управления соединены с блоком управления выключателя DLk в субперегонном посту KBk; каждый блок измерения и управления соединен с тяговыми подстанциями или диспетчерским центром через сеть связи; абсолютная величина разности между током, измеренным во вторичной обмотке трансформатора LHk тока в субперегонном посту KBk, и током, измеренным во вторичной обмотке трансформатора LHk-1 тока в ближайшем левом субперегонном посту KBk-1, определена как продольный дифференциальный ток Iz, абсолютная величина разности между током, измеренным во вторичной обмотке трансформатора LHk тока в перегонном посту KBk, и током, измеренным во вторичной обмотке трансформатора LHk+1 тока в ближайшем правом субперегонном посту KBk+1, определена как продольный дифференциальный ток Iy,
при этом блок измерения и управления CKk определяет, имеется ли повреждение в виде короткого замыкания в воздушной контактной системе в сегменте FDk между перегонным постом KBk и ближайшим левым перегонным постом KBk-1 согласно продольному дифференциальному току Iz и напряжению UTk на воздушной контактной системе, измеренному во вторичной обмотке трансформатора YHk напряжения в перегонном посту KBk, и блок CKk измерения и управления подает сигнал на управляющие контакты выключателя DLk в перегонном посту KBk, чтобы выключить выключатель DLk, если имеется повреждение в виде короткого замыкания, в противном случае выключатель DLk остается в состоянии «включен»; и
блок измерения и управления CKk определяет, имеется ли повреждение в виде короткого замыкания в воздушной контактной системе в сегменте FDk+1 между перегонным постом KBk и ближайшим правым перегонным постом KBk+1 согласно продольному дифференциальному току Iy и напряжению UTk на воздушной контактной системе, измеренному во вторичной обмотке трансформатора YHk напряжения в перегонном посту KBk, и блок CKk измерения и управления подает сигнал на управляющие контакты выключателя DLk в перегонном посту KBk, чтобы выключить выключатель DLk, если имеется повреждение в виде короткого замыкания; в противном случае выключатель DLk остается в состоянии «включен».
2. Распределенная система защиты по п. 1, в которой блок измерения и управления CKk определяет, имеется ли повреждение в виде короткого замыкания в воздушной контактной системе в сегменте FDk между перегонным постом KBk и ближайшим левым перегонным постом KBk-1, если продольный дифференциальный ток Iz не меньше, чем установленное значение Idz продольного дифференциального тока, и при этом напряжение UTk на воздушной контактной системе, измеренное во вторичной обмотке трансформатора YHk напряжения в перегонном посту KBk, меньше, чем заданное значение Udz.
3. Распределенная система защиты по п. 1, в которой блок измерения и управления CKk определяет, имеется ли повреждение в виде короткого замыкания в воздушной контактной системе в сегменте FDk+1 между перегонным постом KBk и ближайшим правым перегонным постом KBk+1, если продольный дифференциальный ток Iy не меньше, чем установленное значение Idz продольного дифференциального тока, и при этом напряжение UTk на воздушной контактной системе, измеренное во вторичной обмотке трансформатора YHk напряжения в перегонном посту KBk, меньше, чем заданное значение Udz.
4. Распределенная система защиты по п. 2 или 3, в которой установленное значение Idz продольного дифференциального тока составляет 0,8 А или 0, а заданное значение Udz составляет 18 кВ.
RU2017119756A 2014-11-07 2015-11-09 Распределенная система защиты для сегментированной сети питания на электрифицированной железной дороге RU2664621C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410624679.1 2014-11-07
CN201410624679.1A CN104325896B (zh) 2014-09-30 2014-11-07 一种电气化铁路牵引网分段供电分布式保护系统
PCT/CN2015/000767 WO2016070492A1 (zh) 2014-11-07 2015-11-09 一种电气化铁路牵引网分段供电分布式保护系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2664621C1 true RU2664621C1 (ru) 2018-08-21

Family

ID=52400753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017119756A RU2664621C1 (ru) 2014-11-07 2015-11-09 Распределенная система защиты для сегментированной сети питания на электрифицированной железной дороге

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP3216644B1 (ru)
JP (1) JP6770965B2 (ru)
CN (1) CN104325896B (ru)
AU (1) AU2015342634B2 (ru)
RU (1) RU2664621C1 (ru)
WO (1) WO2016070492A1 (ru)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104325896B (zh) * 2014-09-30 2016-04-06 西南交通大学 一种电气化铁路牵引网分段供电分布式保护系统
CN109142964B (zh) * 2017-06-16 2021-02-05 国电南瑞科技股份有限公司 一种高速铁路故障测距装置的定值自动整定方法
CN107966628B (zh) * 2017-12-05 2023-09-15 西南交通大学 一种犁带滚动三相供电实验系统
CN108957242B (zh) * 2018-08-24 2023-05-26 西南交通大学 电气化铁路at供电系统的接触网故障识别装置及其方法
CN109031047B (zh) * 2018-08-24 2023-05-05 西南交通大学 一种电气化铁路at所的故障检测装置及其方法
CN108790948B (zh) * 2018-08-24 2023-07-28 成都尚华电气有限公司 一种电气化铁路at所旁路断路器测控装置及其测控方法
CN109031046B (zh) * 2018-08-24 2023-05-30 西南交通大学 一种电气化铁路开闭所故障检测装置及其方法
CN110247365B (zh) * 2019-06-20 2021-06-08 西南交通大学 一种电气化铁路贯通供电系统故障区段识别方法
CN110208653A (zh) * 2019-06-20 2019-09-06 西南交通大学 一种电气化铁路贯通牵引供电系统及其故障区段识别方法
CN112339566A (zh) * 2019-08-07 2021-02-09 中车唐山机车车辆有限公司 动车组高压系统干线检测系统
CN112406637B (zh) * 2019-08-20 2021-08-17 北京诚骋成科技发展有限公司 铁路接触网压差消除系统、方法及机器可读存储介质
CN110606000B (zh) * 2019-09-25 2023-08-04 中铁第一勘察设计院集团有限公司 贯通式同相供电系统的接触网短路保护系统及其方法
CN112677831B (zh) * 2019-10-17 2023-03-24 中铁二院工程集团有限责任公司 一种应用于复线电气化铁路的网格化供电方法
CN112803376A (zh) * 2019-11-13 2021-05-14 中国南方电网有限责任公司 一种光伏电源并网后的配电网保护协调方法
CN113071538B (zh) * 2021-04-28 2021-12-10 西南交通大学 一种单线at牵引网列车运行方向辨识方法及系统
CN113325272B (zh) * 2021-08-03 2021-10-29 中国铁路设计集团有限公司 一种基于潮流分析枢纽地区故障区段判别方法
CN114475370B (zh) * 2022-03-14 2023-04-07 西南交通大学 一种电缆贯通供电系统接触网短路分段保护方法
CN114689992B (zh) * 2022-04-07 2023-04-28 西南交通大学 一种牵引网故障位置标定方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1169852A1 (ru) * 1983-12-20 1985-07-30 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта Устройство дл определени короткого замыкани контактной сети электрических железных дорог посто нного тока
RU68194U1 (ru) * 2007-06-06 2007-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") Защитное устройство тяговой железнодорожной подстанции (варианты)
CN102963271A (zh) * 2012-11-26 2013-03-13 西南交通大学 一种双线铁路末端并联牵引网分区段供电及状态测控方法
WO2013041010A1 (zh) * 2011-09-19 2013-03-28 上海知和电器设备有限公司 能实现上、下行供电臂分开按at方式供电的牵引供电系统

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5111963B2 (ru) * 1972-08-14 1976-04-15
JPS57167830A (en) * 1981-04-07 1982-10-15 Mitsubishi Electric Corp Feeder section unit for electric railway
JP3170523B2 (ja) * 1992-07-23 2001-05-28 中部電力株式会社 事故区間標定装置及びその子局
JP2000203316A (ja) * 1999-01-11 2000-07-25 Central Japan Railway Co き電切替制御装置
JP2007244138A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Chugoku Electric Power Co Inc:The 保護回路
DE102006023324A1 (de) * 2006-05-11 2007-11-15 Siemens Ag Erfassung und Begrenzung maximaler Statorströme
JP5319504B2 (ja) * 2009-11-30 2013-10-16 公益財団法人鉄道総合技術研究所 交流ａｔき電回路のき電保護装置及び方法
JP5319503B2 (ja) * 2009-11-30 2013-10-16 独立行政法人鉄道建設・運輸施設整備支援機構 交流ａｔき電回路のき電保護装置及び方法
WO2013045242A2 (de) * 2011-09-29 2013-04-04 Siemens Aktiengesellschaft Fahrleitungsanlage zur traktionsversorgung eines elektrischen triebfahrzeuges
CN203039357U (zh) * 2012-11-26 2013-07-03 西南交通大学 一种双线铁路末端并联牵引网分区段供电及状态测控装置
CN103625309B (zh) * 2013-11-05 2016-02-03 西南交通大学 一种电气化铁道自动过分相系统及其自动过分相方法
CN104325896B (zh) * 2014-09-30 2016-04-06 西南交通大学 一种电气化铁路牵引网分段供电分布式保护系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1169852A1 (ru) * 1983-12-20 1985-07-30 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта Устройство дл определени короткого замыкани контактной сети электрических железных дорог посто нного тока
RU68194U1 (ru) * 2007-06-06 2007-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") Защитное устройство тяговой железнодорожной подстанции (варианты)
WO2013041010A1 (zh) * 2011-09-19 2013-03-28 上海知和电器设备有限公司 能实现上、下行供电臂分开按at方式供电的牵引供电系统
CN102963271A (zh) * 2012-11-26 2013-03-13 西南交通大学 一种双线铁路末端并联牵引网分区段供电及状态测控方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU2015342634A1 (en) 2017-06-29
EP3216644A1 (en) 2017-09-13
EP3216644A4 (en) 2018-07-18
CN104325896A (zh) 2015-02-04
AU2015342634B2 (en) 2019-11-28
JP2017537847A (ja) 2017-12-21
EP3216644B1 (en) 2021-01-13
JP6770965B2 (ja) 2020-10-21
WO2016070492A1 (zh) 2016-05-12
CN104325896B (zh) 2016-04-06
AU2015342634A8 (en) 2017-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2664621C1 (ru) Распределенная система защиты для сегментированной сети питания на электрифицированной железной дороге
CN107351730B (zh) 一种电气化铁路列车不断电自动过分相系统及其运行方法
EP3321125A1 (en) Intelligent electric phase splitting device for alternating-current electrified railway
CN110247365B (zh) 一种电气化铁路贯通供电系统故障区段识别方法
WO2015192645A1 (zh) 一种电气化铁路同轴电缆供电系统
CN110605999B (zh) 贯通式同相供电网络的测控保护系统及其方法
CN110239398B (zh) 一种同相供电牵引变电所馈线保护跳闸方法
CN102253308B (zh) 依据负序电压确定长定子发生不对称短路故障的方法
RU2425764C1 (ru) Система тягового электроснабжения железных дорог
CN102343835A (zh) 采用电力电子变换装置实现列车带电自动过分相方法
CN113013871A (zh) 一种配电网设备故障、检修时的负荷转供方法
Han et al. An automatic system for China high-speed multiple unit train running through neutral section with electric load
RU2498328C1 (ru) Способ управления автоматическим повторным включением выключателя фидера с контролем короткого замыкания в контактной сети
CN110959120A (zh) 用于在直流系统中沿着能量供应线路进行故障定位的方法和装置
CN204046277U (zh) 柱上开关站
CN110979015A (zh) 一种轨道车辆
CN109378797A (zh) 一种高压架空线断线保护识别方法
CN206678832U (zh) 一种电气化铁路分区所连通供电构造
CN202522663U (zh) 一种架空配电网络取能及故障检测处理装置
CN102253309B (zh) 依据线电压确定长定子多点接地故障的方法
CN201559547U (zh) 一种高速动车组不分闸自动过分相装置
RU85672U1 (ru) Устройство контроля короткого замыкания контактной сети переменного тока
CN103879310A (zh) 共线运行的轨道交通线路分叉位置的大三边联跳供电电路
RU2339961C1 (ru) Устройство контроля короткого замыкания в контактной сети
CN103018631A (zh) 10kV接地选线系统