RU2740304C1 - Способ определения места короткого замыкания контактной сети электрифицированного транспорта - Google Patents

Abstract

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение точности и упрощение процедуры поиска места короткого замыкания в питающей тяговой сети, что приводит к указанию истинного места короткого замыкания, и, как следствие, к сокращению времени поиска места замыкания и проведения ремонтно-восстановительных работ. Способ определения места короткого замыкания контактной сети электрифицированного транспорта состоит из последовательности операций, когда в момент короткого замыкания измеряют напряжения на шинах одной или смежных тяговых подстанций, токи всех линий, питающих контактные сети путей межподстанционной зоны, фазовые углы, и вычисляют значения производных параметров с учетом дополнительных характеристик цепи короткого замыкания, зависящих от измеренных величин и схемы питания. После этого судят о месте повреждения путем реализации вычислительного алгоритма, определяющего зависимость между расстоянием до места повреждения от измеренных и вычисленных производных параметров. Причем заблаговременно до начала короткого замыкания составляют базу данных рассчитанных значений параметров цепи короткого замыкания для всех возможных вариантов расчетных схем питания и секционирования контактной сети межподстанционной зоны и отмечают возможные точки короткого замыкания внутри каждой схемы, указывают на каждой расчетной схеме направления токов, протекающих по каждому участку схемы между выключателями, и выявляют поврежденный участок с коротким замыканием по признаку встречного направления токов, протекающих в его начале и конце, в момент короткого замыкания фиксируют схему питания и секционирования контактной сети и выбирают из базы рассчитанных значений параметров цепи короткого замыкания сектор и фрагмент, которые соответствуют схеме межподстанционной зоны в момент короткого замыкания. Затем проводят сравнение значений для каждой точки короткого замыкания величин измеренных и рассчитанных по каждому параметру цепи короткого замыкания и определяют относительную разницу между каждым измеренным и рассчитанным значением, а в качестве места короткого замыкания принимают ту точку короткого замыкания, для которой сумма относительных разниц измеренных и рассчитанных значений параметров цепи короткого замыкания является минимальной. 2 ил.

Description

Изобретение относится к линиям электроснабжения транспортных средств на электрической тяге. Изобретение может использоваться в системах электроснабжения тяги постоянного и переменного тока на однопутных и многопутных участках с любым числом пунктов параллельного соединения контактной сети разных путей и постов секционирования для определения места короткого замыкания контактной сети при одностороннем и двустороннем ее питании.

Общеизвестно, что быстрое и точное определение места короткого замыкания (КЗ) в контактной сети позволяет сократить время проведения восстановительных работ и перерыва в электроснабжении потребителей.

Проблема существующих способов определения места короткого замыкания в контактной сети заключается в их низкой точности и, как следствие, к ложному указанию места короткого замыкания и увеличению времени поиска истинного места КЗ и устранения повреждения.

Известен способ определения места короткого замыкания контактной сети, реализованный в устройстве для определения места короткого замыкания в контактной сети железных дорог переменного тока (А.С. СССР 161410, кл. G01r; 21е,29/10; B61m; 20k, 20. Устройство для определения места короткого замыкания в контактной сети железных дорог переменного тока / Фигурнов Е.П., Самсонов Ю.Я. (СССР) №787278/24-7, заявл. 16.07.1962, опубл. 19.03.1964, Бюл. №7).

Суть способа определения места КЗ в контактной сети заключается в определении расстояния I_КЗ от шин питающей тяговой подстанции до места короткого замыкания. Для определения расстояния I_КЗ проводят измерение величины тока того фидера контактной сети I_Ф в момент короткого замыкания, где произошло короткое замыкание, и величины напряжения U_Ш на шинах тяговой подстанции. Далее, рассчитывают расстояние от тяговой подстанции до места короткого замыкания I_КЗ по формуле:

где Z_П - полное удельное сопротивление тяговой сети, Ом/км.

Достоинствами данного способа являются простота реализуемого алгоритма поиска места повреждения и небольшое число измеряемых параметров. Недостатком этого способа является низкая точность (до 4 км и более), что приводит к ложному указанию места короткого замыкания и увеличению времени поиска истинного места КЗ и устранения повреждения. Это обусловлено возникновением в месте короткого замыкания электрической дуги и переходного сопротивления, а также влияние контактной подвески смежного пути, что не учтено в записи расчетной формулы [Фигурнов, Е.П. Релейная защита сетей тягового электроснабжения переменного тока: учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта / Е.П. Фигурнов, Ю.И. Жарков, Т.Е. Петрова; под ред. Е.П. Фигурнова. - М.: Маршрут, 2006. - 272 с.].

Наиболее близким к заявляемому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является способ определения места короткого замыкания контактной сети электрифицированного транспорта принцип действия которого основан на поиске места КЗ путем разбиения всей длины межподстанционной зоны на участки, имитацией коротких замыканий в начале и конце каждого участка и вычисления расчетных значений величин и производных параметров с определением интервалов их изменения внутри каждого участка и занесением интервалов в базу данных с последующим сравнением измеренных и расчетных параметров с интервалами расчетных параметров из базы данных для каждого участка пути и принятием в качестве места КЗ того участка, для которого число измеренных величин и производных параметров, попавших внутрь интервалов, является наибольшим. [Муратова-Милехина А.С., Быкадоров А.Л., Заруцкая Т.А. Способ определения места короткого замыкания контактной сети электрифицированного транспорта. Патент на изобретение RU 2566458 С2 (РФ); РГУПС (РФ), заявл. 20.02.2014, опубл. 27.10.2015, Бюл. №30 - 10 с.: 1 ил.].

Известный способ определения места короткого замыкания контактной сети электрифицированного транспорта содержит следующие операции:

1) измерение в момент КЗ на одной или смежных подстанциях напряжения на шинах, токов линий, питающих контактные сети путей межподстанционной зоны с КЗ, и фазовых углов;

2) определение путем реализации вычислительных алгоритмов значений производных параметров, зависящих от измеренных в операции (1) величин, схемы питания и других условий:

и др.,

где U_A,U_B - напряжения на шинах смежных тяговых подстанций А и В;

I_A, I_B - суммарные токи питающих линий на подстанций А и В;

- ток линии, питающей контактную сеть того пути, где произошло КЗ;

ϕ_А - фазовый угол тока I_A;

Z_A, R_A, X_A - полное, активное и реактивное сопротивления цепи КЗ, соответственно, от подстанции А до места КЗ.

3) условное разбиение схемы питания контактной сети в данной межподстанционной зоне между двумя тяговыми подстанциями по длине пути на множество участков;

4) определение путем реализации вычислительных алгоритмов для каждого из вычисленных при операции (3) участков при КЗ в его начале и конце расчетных значений величин, аналогичных тем, которые измерялись при операции (1), для разных значений переходных сопротивлений в месте КЗ;

5) определение на основании данных, полученных при операции (4), путем реализации вычислительных алгоритмов для каждого из выделенных при операции (3) участков при КЗ в его начале и конце расчетных значений производных параметров, аналогичных тем, которые определялись при операции (2), для разных значений переходного сопротивления в месте КЗ;

6) определение для каждого из выделенных при операции (3) участков на основании данных, полученных при операциях (4) и (5), интервалов изменения значений расчетных величин и производных параметров и внесение этих интервалов в базу данных;

7) сравнение значений измеренных величин в операции (1) и производных величин, определенных в операции (2), со значениями интервалов аналогичных расчетных величин по операции (6) из базы данных для каждого из выделенных участков пути;

8) определение участка с КЗ, для которого число измеренных по операции (1) величин и определенных по операции (2) производных параметров, попавших внутрь интервалов аналогичных расчетных величин и производных параметров по операции (6), является наибольшим.

Известный способ определения места КЗ контактной сети электрифицированного транспорта работает следующим образом.

В зависимости от того, производятся ли все операции по п. 1 - п. 8 известного способа определения КЗ контактной сети электрифицированного транспорта после произошедшего КЗ или часть из операций произведена заблаговременно до возникновения КЗ, последовательность совершения операций способа различна.

1. КЗ произошло. Совершается последовательное проведение операций с первой по восьмую включительно. Последовательность операций по всем пунктам способа: 1-2-3-4-5-6-7-8.

2. КЗ не произошло. Заблаговременно, не дожидаясь КЗ, последовательно проводятся операции с третьей по шестую включительно, далее при возникновении КЗ проводятся операции 1 и 2, затем - операции 7 и 8. Последовательность операций по всем пунктам способа: 3-4-5-6-1-2-7-8.

Достоинством известного способа определения КЗ контактной сети электрифицированного транспорта является возможность его применения на одно- и многопутных участках железных дорог при схемах питания контактной сети переменного тока с любым количеством постов секционирования и пунктов параллельного соединения контактных подвесок путей. Это обусловлено выбором такой длины каждого из выделенных на межподстанционной зоне участков, чтобы в пределах данного участка погонные сопротивления тяговой сети можно было считать одинаковым, причем на разных участках значения этого сопротивления и длин участков могут быть различными.

Недостатком известного способа определения места короткого замыкания контактной сети электрифицированного транспорта является высокая погрешность способа (в пределах 100 м), что снижает точность определения места КЗ и приводит к увеличению времени на поиск истинного места КЗ. Это обусловлено низкой способностью способа к идентификации точки КЗ из-за использования в алгоритме метода интервального деления межподстанционной зоны на участки и принятия в качестве места КЗ того участка выбранной длины, куда попадает наибольшее число совпадений параметров, измеренных в момент КЗ и производных от них, со значениями аналогичных параметров, определенных расчетным путем.

Вторым недостатком способа является сложность процедуры поиска мета короткого замыкания из-за необходимости проведения расчетов параметров цепи КЗ и производных от них величин и сравнение измеренных параметров цепи короткого замыкания с рассчитанными не только для одного поврежденного участка контактной сети, но и для всех неповрежденных участков контактной сети.

Задача, решаемая изобретением, заключается в создании способа определения места короткого замыкания, повышающего точность и упрощающего процедуру поиска, что приводит к указанию истинного места короткого замыкания, и, как следствие, к сокращению времени поиска места КЗ и проведения ремонтно-восстановительных работ.

Для решения поставленной задачи в способ определения места короткого замыкания контактной сети электрифицированного транспорта, содержащий операции измерения в момент короткого замыкания на одной или смежных подстанциях напряжения на шинах, токов линий, питающих контактные сети путей межподстанционной зоны с коротким замыканием, и фазовых углов токов, вычисление путем значений производных параметров, зависящих от измеренных в момент короткого замыкания, дополнительно введены следующие операции:

- отметка на расчетной схеме питания и секционирования контактной сети межподстанционной зоны одной точки КЗ с привязкой ее к одноименному кластеру базы данных, расчетных значений параметров цепи КЗ.;

- фиксация в момент КЗ схемы питания и секционирования контактной сети с указанием включенного/отключенного положения каждого высоковольтного выключателя;

- выявление поврежденного участка с коротким замыканием по признаку встречного направления токов, протекающих в его начале и конце;

- сравнение значений всех параметров цепи КЗ, измеренных или рассчитанных на основании измеренных со значениями тех же параметров из базы расчетных данных, определенных до момента возникновения КЗ с определением относительной разницы этих значений;

- определение для каждой расчетной точки КЗ из базы расчетных данных с учетом дополнительных характеристик цепи КЗ суммы относительных разниц измеренных и расчетных значений и назначение искомым место КЗ местоположения той расчетной точки КЗ, для которой сумма относительных разниц измеренных и расчетных значений параметров цепи короткого замыкания является минимальной.

Совокупность существенных признаков заявляемого решения отличается от совокупности существенных признаков прототипа введением как минимум двух новых конструктивных операций: выявление поврежденного участка с коротким замыканием по признаку встречного направления токов, протекающих в его начале и конце; сравнение значений всех параметров цепи КЗ, измеренных или рассчитанных на основании измеренных со значениями тех же параметров из базы расчетных данных, определенных до момента возникновения КЗ с определением относительной разницы этих значений, а также новыми взаимосвязями между операциями способа.

Наличие в совокупности существенных признаков заявляемого решения существенных отличительных признаков свидетельствует о соответствии заявляемого способа критерию патентоспособности изобретения «новизна».

Введение в способ определения места короткого замыкания контактной сети электрифицированного транспорта как минимум двух операций: выявление поврежденного участка с коротким замыканием по признаку встречного направления токов, протекающих в его начале и конце и сравнение значений всех параметров цепи КЗ, измеренных или рассчитанных на основании измеренных со значениями тех же параметров из базы расчетных данных, определенных до момента возникновения КЗ с определением относительной разницы этих значений, а также образование новых взаимосвязей между операциями способа способствует сокращению времени поиска истинного места КЗ путем указания истинного места КЗ.

Благодаря отличительным признакам способ определения места короткого замыкания контактной сети электрифицированного транспорта позволяет однозначно определить истинное место короткого замыкания и сократить время поиска места КЗ и проведения ремонтно-восстановительных работ, что обеспечивает повышение точности и упрощение процедуры поиска места КЗ.

Повышение точности обеспечивается сужением области поиска путем формирования кластера базы данных, соответствующего одной точке короткого замыкания.

Упрощение процедуры поиска достигается проведением операции сравнения расчетных и измеренных параметров только для поврежденного участка контактной сети путем его однозначной идентификации благодаря наличию в момент КЗ встречного направления токов, протекающих в начале и конце участка.

Неожиданным результатом является то, что способ позволяет реализовать дифференциальную продольную релейную защиту линии для отключения поврежденного участка тяговой сети благодаря наличию в упомянутом способе операции идентификации поврежденного участка по встречному направлению протекания токов КЗ с обоих концов защищаемого участка.

Такая причинно-следственная связь является новой, и заявляемое решение соответствует критерию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».

Фигура 1 иллюстрирует принцип формирования базы данных расчетных значений параметров КЗ и работу ключевых операций заявляемого способа. На фигуре 2 представлен пример реализации заявляемого способа определения места короткого замыкания контактной сети электрифицированного транспорта в табличном виде, иллюстрирующий работоспособность и «промышленную применимость» заявляемого способа.

Способ определения места короткого замыкания контактной сети электрифицированного транспорта представляет собой алгоритм, совершаемый с базой данных расчетных значений параметров цепи КЗ, и со значениями параметров цепи КЗ, измеренными в момент КЗ и рассчитанными на основании измеренных.

База данных расчетных значений параметров цепи КЗ заявляемого способа, приведенная на фиг. 1., состоит из множества секторов S₁, S₂, … S_i, фрагментов F₁, F₂, … F_j и кластеров К₁, К₂, … К_N, каждый из которых определяется расчетным путем посредством реализации вычислительных алгоритмов.

Каждый сектор S_i принадлежит только одной i-той схеме межподстанционной зоны, которая формируется включенным или отключенным положением каждого высоковольтного выключателя 1-10 на фиг. 1.

Каждый фрагмент данных F₁, F₂, … F_j на фиг. 1 формируется на j-ом участке межподстанционной между смежными включенными высоковольтными выключателями одного пути и состоит из N кластеров данных для N-ной точки короткого замыкания К1, К2, … КN.

Каждый кластер К_N каждого сектора S_i i-той схемы межподстанционной зоны состоит из значений напряжений U1 и U2 на шинах смежных тяговых подстанций ТП 1 и ТП2, напряжения на шинах поста секционирования ПС U3, токов, протекающих по включенным высоковольтным выключателям 1-10, обозначенных на фиг. 1. как I₁…I₁₀ и прочих электрических параметров, рассчитываемых для N-ой точки короткого замыкания.

Последовательность действий заявляемого способа, совершаемая с базой данных расчетных значений параметров цепи КЗ, и со значениями параметров цепи КЗ, измеренными в момент КЗ и рассчитанными на основании измеренных, состоит из операций, выполняемых заблаговременно до наступления КЗ и операций, выполняемых после возникновения КЗ.

1. Операции, выполняемые заблаговременно до наступления КЗ:

1.1. Формирование сектора базы данных расчетных значений параметров цепи КЗ, который соответствует только одной расчетной схеме питания и секционирования контактной сети межподстанционной зоны и указанием для каждого высоковольтного выключателя установки места и включенного/отключенного положения.

1.2. Отметка на расчетной схеме питания и секционирования контактной сети межподстанционной зоны одной точки КЗ с привязкой ее к одноименному кластеру базы данных, расчетных значений параметров цепи КЗ.

1.3. Расчет и наполнение каждого кластера в соответствующем фрагменте соответствующего сектора расчетных значений параметров цепи КЗ:

1.3.1. напряжения на контактах каждого включенного выключателя фидера контактной сети, установленного на шинах подстанции и/или постах секционирования.

1.3.2. токов, протекающих по каждому включенному выключателю фидера контактной сети.

1.3.3. фазового угла между каждым током, протекающим по включенному выключателю фидера контактной сети, и напряжением на контактах этого выключателя.

1.3.4. активного, реактивного и полного сопротивлений контактной подвески, отсчитываемых от каждого включенного выключателя в схеме до точки КЗ с учетом и в пределах изменения дополнительных характеристик цепи КЗ.

Дополнительными характеристиками цепи КЗ, которые принимают в расчет по п. 1.3.4, могут являться: переходное сопротивление электрической дуги в месте короткого замыкания, сопротивление заземляющего спуска опор контактной сети с учетом наличия/отсутствия в цепи заземления опор контактной сети искровых промежутков или разрядников; величина остаточной нагрузки электроподвижного состава и т.д.

1.4. Повтор операций 1.2 и 1.3 для следующей точки КЗ, находящейся внутри сектора, выбранного в п. 1.1.

1.5. Формирование соответствующего сектора базы данных расчетных значений параметров цепи КЗ, путем изменения места установки или включенного/отключенного положения одного или нескольких высоковольтных выключателей и повтор операций 1.2-1.4.

2. Операции, выполняемые после возникновения КЗ:

2.1. Измерение в момент КЗ на одной или смежных подстанциях межподстанционной зоны напряжения на шинах, величины и направления токов линий, питающих контактные сети путей межподстанционной зоны с КЗ, и фазовых углов токов.

2.2. Расчет на основании измеренных параметров цепи КЗ величин, аналогичных п. 1.3.4.

2.3. Фиксация в момент КЗ схемы питания и секционирования контактной сети с указанием включенного/отключенного положения каждого высоковольтного выключателя.

2.4. Выбор из базы данных п. 1 одного сектора, схема которого тождественна зафиксированной в п. 2.3 схеме питания и секционирования контактной сети.

2.5. Выявление поврежденного участка с коротким замыканием по признаку встречного направления токов, протекающих в его начале и конце.

2.6. Выбор из базы данных расчетных значений параметров цепи КЗ упомянутого сектора одного фрагмента, тождественного поврежденному участку, определенному по п. 2.4.

2.7. Сравнение значений всех параметров цепи КЗ, определенных по п. 2.1-2.2 с аналогичными значениями параметров из базы расчетных данных, определенными до момента возникновения КЗ по п. 1.3.1-1.3.4 внутри каждого кластера, с определением относительной разницы значения каждого параметра, измеренного в момент КЗ или рассчитанного на основании измеренного по п. 2.1-2.6 и его расчетным значением из базы данных по п. 1, Δ_{изм N,M}, по формуле

где A_{изм N,M} - параметр цепи короткого замыкания, измеренный в момент короткого замыкания или рассчитанный на основании измеренного по п. 2.1-2.6;

А_{расч N,M} - параметр, рассчитываемый для цепи КЗ до возникновения короткого замыкания, по п. 1.2 - 1.

N - порядковый номер расчетной точки КЗ (порядковый номер кластера)

М - порядковый номер дополнительных характеристик цепи КЗ, принимаемых в расчет при определении параметров КЗ.

2.8. Определение в каждом кластере для каждого М-го значения дополнительной характеристики цепи КЗ суммы относительных разниц измеренных и расчетных значений ΣΔ_N,M, %.

2.9. Назначение искомой точкой КЗ той расчетной точки короткого замыкания, для кластера которой найденное по п. 2.7 значение суммы относительных разниц измеренных и расчетных значений цепи короткого замыкания ΣΔ_N,M, %, является минимальным.

Операции 1.1; 1.3.1-1.3.4.; 2.1, 2.2 являются известными и используются в аналоге. Остальные операции являются новыми.

Предложенный способ наиболее удобно осуществлять при помощи ЭВМ, однако такую реализацию можно выполнить и вручную на бумажном носителе путем составления таблицы по примеру фиг. 2.

Место короткого замыкания по предлагаемому способу определяется в результате выполнения операций, одна часть из которых выполняется заблаговременно до момента возникновения КЗ, другая - после возникновения КЗ.

1. Заблаговременно до наступления КЗ:

1.1. формируют сектор базы данных S_i, изображенный на фиг. 1, путем задания включенного положения высоковольтным выключателям 1, 2, 9 на подстанции ТП1, выключателям 7, 8, 10 на подстанции ТП2 и выключателям 3, 4, 5, 6 на посту секционирования ПС.

1.2. отмечают на межподстанционной зоне одну точку КЗ с привязкой к одноименному кластеру базы данных. В рассматриваемом примере на фиг. 1 отмечена точка К1 и в таблице фиг. 2. жирной линией обведен соответствующий ей кластер с номером 1.

1.3. Для точки К1 рассматриваемого примера по известным выражениям рассчитывают для значения параметров цепи КЗ с учетом и в пределах дополнительных параметров: значения напряжения на контактах каждого включенного выключателя фидера контактной сети, установленного на шинах подстанции и/или постах секционирования; значения токов, протекающих по каждому включенному выключателю фидера контактной сети; величины фазового угла между каждым током, протекающим по включенному выключателю фидера контактной сети и напряжением на контактах этого выключателя; значения активного, реактивного и полного сопротивлений контактной подвески, отсчитываемых от каждого включенного выключателя в схеме до точки КЗ.

В рассматриваемом примере в качестве дополнительного параметра на фиг. 2 берется переходное сопротивление R_П, возникающее в месте КЗ, величина которого изменяется в пределах от R_П1 до R_ПМ.

Сначала задаются значением R_П1 и рассчитывают значения токов I1, I3 и т.д, которые записывают в таблицу на фиг. 2 в строку кластера К1 как I1_K1,1 I3_K1,1 и т.д.

Затем, задаются значением R_П2 до R_ПМ включительно и повторяют расчет с занесением результатов в соответствующие строки таблицы кластера К1 на фиг. 2. В примере при величине R_П2 в соответствующую строку кластера 1 для точки К1 на фиг. 2. записаны значения I1_K1,2 I3_K1,2., а при величине R_ПМ в соответствующую строку кластера 1 для точки К1 на фиг. 2. записаны значения I1_K1,М I3 _K1,М.

1.4. Задают местоположение следующей точки короткого замыкания и повторяют расчет по п. 1.3. В рассматриваемом примере для точки короткого замыкания К2, указанной на фиг. 1 по результатам расчета по п. 1.3 образован кластер К2 на фиг. 2, а для точки КN - кластер К_N.

1.5. Формируют соответствующие сектора базы данных расчетных значений параметров цепи КЗ, путем изменения места установки или включенного/отключенного положения одного или нескольких высоковольтных выключателей и повтором операций 1.2-1.4. В рассматриваемом примере, как показано на фиг. 1 и 2, для расчетных точек короткого замыкания К₁, К₂, КN из кластеров К₁, К₂, К_N, сформирован фрагмент массива данных F₁.

2. При возникновении КЗ, которое, к примеру, происходит на участке между выключателями 1 и 2, показанными на фиг. 1. выполняют следующие операции:

2.1. измеряют в момент КЗ напряжения на шинах, величины и направления токов линий, питающих контактные сети путей межподстанционной зоны с КЗ, и фазовых углов токов.

2.2. рассчитывают на основании измеренных в момент КЗ параметры цепи КЗ, аналогичные определенным ранее расчетным путем по п. 1.3.4.

2.3. фиксируют в момент КЗ схему питания и секционирования контактной сети с указанием включенного/отключенного положения каждого высоковольтного выключателя. В рассматриваемом примере при КЗ на участке между выключателями 1 и 2 и включенном положении в момент КЗ всех выключателей 1-10, формируется схема питания и соединения контактной сети, соответствующая фиг. 1.

2.4. выбирают из базы данных п. 1 один сектор, схема которого тождественна зафиксированной в п. 2.3 схеме питания и секционирования контактной сети. В рассматриваемом примере реальная схема при КЗ тождественная схеме сектора показанного на фиг. 1.

2.5. выявляют поврежденный участок с коротким замыканием по признаку встречного направления токов, протекающих в его начале и конце. В рассматриваемом на одном участке между включенными выключателями 1 и 3 токи I1 и I3, в начале и конце этого участка направлены навстречу друг другу, поэтому этот участок назначают поврежденным.

На всех других участках пары токов в начале и конце каждого: токи 12 и 14, протекающие между выключателями 2 и 4, токи 16 и 18, протекающие между выключателями 6 и 8, токи 15 и 17, протекающие между выключателями 5 и 7, сонаправлены.

2.6. выбирают внутри сектора базы данных расчетных значений параметров цепи КЗ один фрагмент, который соответствует поврежденному участку, определенному по п. 2.5. В рассматриваемом примере внутри сектора S₁, показанного на фиг. 1., выбирают фрагмент F₁, где токи I1 и I3 в начале и конце участка между высоковольтными выключателями 1 и 3 направлены встречно. Назначают этот фрагмент соответствующим поврежденному участку и дальнейшее сравнение параметров измеренных в момент КЗ и рассчитанных на основании измеренных, производят только внутри базы данных расчетных значений этого фрагмента F₁, показанного на фиг. 1.

2.7. сравнивают внутри выбранного фрагмента для каждого из его кластеров значения каждого измеренного или рассчитанного на основании измеренного параметра цепи КЗ, определенных по п. 2.1-2.2, со значениями этих же параметров из базы расчетных данных, определенными до момента возникновения КЗ по п. 1.3.1.-1.3.4. и рассчитывают относительную разницу между этими значениями.

В нашем примере внутри сектора S₁ фрагмента F₁ и кластера K₁ относительная разница между измеренным значением тока I_изм1,1 и рассчитанным значением это же тока при дополнительном сопротивлении R_П1 I1_1,1 составит величину ΔI1_1,1, которое заносим в соответствующую ячейку таблицы фиг. 2.

2.8. определяют в каждом кластере для каждого М-го значения дополнительной характеристики цепи КЗ сумму относительных разниц измеренных и расчетных значений. В нашем примере запишем в крайний правый столбец кластера К1 на фиг. 2. при величине дополнительного сопротивления R_П1 сумму относительных разниц измеренных и расчетных значений как ΣΔ_1,1 , а для при величине дополнительного сопротивления R_П2 как ΣΔ_1,2.

2.9. Назначают искомой точкой КЗ ту расчетной точки КЗ из базы данных, для кластера которой найденная сумма относительных разниц измеренных и расчетных значений цепи короткого замыкания является минимальной.

В нашем примере минимальная сумма ΣΔ_2,2=min выделена жирным в ячейке, которая относится к точке К2 одноименного кластера на фиг. 2, следовательно, искомое место КЗ соответствует местоположению точки короткого замыкания К2, обведенной жирной линией на фиг. 1.

Claims (1)

1. Способ определения места короткого замыкания контактной сети электрифицированного транспорта, при котором в момент короткого замыкания измеряют напряжения на шинах одной или смежных тяговых подстанций, токи всех линий, питающих контактные сети путей межподстанционной зоны, фазовые углы, и вычисляют значения производных параметров с учетом дополнительных характеристик цепи короткого замыкания, зависящих от измеренных величин и схемы питания, и судят о месте повреждения путем реализации вычислительного алгоритма, определяющего зависимость между расстоянием до места повреждения от измеренных и вычисленных производных параметров, отличающийся тем, что заблаговременно до начала короткого замыкания составляют базу данных рассчитанных значений параметров цепи короткого замыкания для всех возможных вариантов расчетных схем питания и секционирования контактной сети межподстанционной зоны и отмечают возможные точки короткого замыкания внутри каждой схемы, указывают на каждой расчетной схеме направления токов, протекающих по каждому участку схемы между выключателями, и выявляют поврежденный участок с коротким замыканием по признаку встречного направления токов, протекающих в его начале и конце, в момент короткого замыкания фиксируют схему питания и секционирования контактной сети и выбирают из базы рассчитанных значений параметров цепи короткого замыкания сектор и фрагмент, которые соответствуют схеме межподстанционной зоны в момент короткого замыкания, проводят сравнение для каждой точки короткого замыкания измеренных и рассчитанных значений по каждому параметру цепи короткого замыкания и определяют относительную разницу между каждым измеренным и рассчитанным значением, а в качестве места короткого замыкания принимают ту точку короткого замыкания, для которой сумма относительных разниц измеренных и рассчитанных значений параметров цепи короткого замыкания является минимальной.

Images