一种贯通式同相供电接触网馈线继电保护方法技术

技术编号:19390545 阅读:36 留言:0更新日期:2018-11-10 02:38
本发明专利技术提供了一种贯通式同相供电接触网馈线继电保护方法,通过同相供电换流控制器实时检测输出电流,当检测到输出电流异常时,经过中断输出、再次输出和故障判别后,并结合牵引网馈线继电保护装置,最终实现电流正常输出或者向系统发送故障告警。本发明专利技术所述的贯通式同相供电接触网馈线继电保护方法取代了原牵引网馈线保护的重合闸功能,实现了“软重合闸”的效果,减少了断路器的动作次数和故障电流对开关设备的冲击,延长了设备的使用寿命。

A relay protection method of through phase power supply catenary feeder

The invention provides a feeder relay protection method of through-type in-phase power supply catenary. The output current is detected in real time by the in-phase power supply commutation controller. When abnormal output current is detected, after interrupt output, re-output and fault identification, and combined with the feeder relay protection device of traction network, the current is finally positive. It often outputs or sends fault alarm to the system. The feeder relay protection method of the through-type in-phase power supply catenary replaces the reclosing function of the feeder protection of the original traction network, realizes the effect of \soft reclosing\, reduces the action times of the circuit breaker and the impact of fault current on the switchgear, and prolongs the service life of the equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种贯通式同相供电接触网馈线继电保护方法
本专利技术属于牵引供电
,尤其是涉及一种贯通式同相供电接触网馈线继电保护方法。
技术介绍
在电气化铁路中,牵引供电系统是其核心组成部分,是电力机车的重要动力来源。我国电气化铁路牵引供电系统采用工频单相交流供电,目前牵引网供电绝大多数采用的是换相分段供电方式,由于各分段电压相位不同,需设置一定数量的分段点(无电区),当机车通过分段点时对机车运行速度产生影响,引起速度损失,降低了线路运能,且易引起受电弓、接触线故障,不利于机车的平滑取流和高速稳定运行,严重时危及旅客人身安全。贯通式同相供电技术的出现解决了传统异相供电方式存在的不足,如“过分相”和电能质量等问题。它通过在牵引变电所设置大功率静止变流器(SFC)交直交变换设备,将牵引变电所三相交流电直接变换成25kV/50Hz单相交流电。但是SFC的过载能力弱,当某一馈线发生故障时,其输出功率会可能大幅超出换流器额定值输出范围,此时SFC将在几微秒的时间内关断。由于接触网馈线继电保护装置的动作时间一般在40毫秒以上,SFC输出关断先于继电保护装置动作,使得整个牵引变电站的馈线继电保护装置保护功能失效,不能有选择性的切除故障,进而影响接触网馈线故障的定位与排除,对接触网不间断供电的要求极为不利。由于存在上述问题,接触网馈线保护在传统换相分段供电方式与贯通式同相供电方式下的实现方式有所不同。因此,研究一种适用于贯通式同相供电方式的接触网馈线继电保护方法对于电气化铁路的安全稳定运行具有重要意义。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术旨在提出一种贯通式同相供电接触网馈线继电保护方法,以解决现有的SFC输出关断先于继电保护装置动作,使得整个牵引变电站的馈线继电保护装置保护功能失效,不能有选择性的切除故障。为达到上述目的,本专利技术的技术方案是这样实现的:一种贯通式同相供电接触网馈线继电保护方法,通过同相供电换流控制器实时检测输出电流,当检测到输出电流异常时,经过中断输出、再次输出和故障判别后,并结合牵引网馈线继电保护装置,最终实现电流正常输出或者向系统发送故障告警。进一步的,具体方法如下:S1、假设同相供电换流器的额定输出电流为IN,在换流控制器中设置输出比例系数k1、k2、中断输出时间t1、展宽时间t2、故障输出最大保持时间t3,继电保护装置的最大动作时间为t4;S2、同相供电换流控制器实时监测输出的电流值,当实际输出电流I输出小于k1·IN时,同相供电换流控制器正常工作;当实际输出电流I输出大于k1·IN时,同相供电换流控制器判定接触网馈线发生故障,此时同相供电换流控制器立即中断输出;S3、中断输出保持时间为t1,在t1同相供电换流控制器暂停输出电流以躲过牵引网馈线上发生的瞬时故障;当t1时间结束后,同相供电换流控制器进行故障判别;S4、同相供电换流控制器进行故障判别,即启动展宽时间t2,同时根据实际负荷情况开始输出电流;若在展宽时间t2内,同相供电换流控制器检测到实际输出电流I输出始终小于k1·IN,在t2延时到后进行电流正常输出;若在展宽时间t2内,同相供电换流控制器检测到实际输出电流I输出大于k1·IN,则判定为接触网发生永久故障,并立即向变电站内所有接触网馈线继电保护装置发出启动保护信号;S5、同相通电换流控制器向接触网馈线继电保护装置发出启动保护信号后,启动t3时间计时,并调整其输出电流为k2·IN;变电站内接触网馈线继电保护装置接收到启动保护信号后即开始故障计算与判别,若某一保护装置动作,则跳开相应的馈线断路器,并启动故障测距,同时向同相供电换流控制器发送故障已切除信号;若在t3时间内同相供电换流控制器收到故障已切除信号,则恢复正常输出;若t3延时已满足,同相供电换流控制器仍未收到故障已切除信号,则立即停止输出电流,同时向SCADA系统发送告警信号,等待人工处理。进一步的,还包括状态机制的建立,所述状态机制包括正常输出状态、中断输出状态、故障判别状态、故障输出状态、闭锁状态;电流正常输出时,即为正常输出状态;所述步骤S2中,当实际输出电流I输出大于k1·IN时,同相供电换流控制器进入中断输出状态,中断输出状态的保持时间为t1;中断输出状态的保持时间t1后,进入故障判别状态,故障判别状态的最大保持时间即为启动展宽时间t2;所述步骤S4中,若在展宽时间t2内,即故障判别状态持续时间内,同相供电换流控制器检测到实际输出电流I输出大于k1·IN,则在展宽时间t2后,进入故障输出状态;所述步骤S5中,故障输出状态的最大持续时间为故障输出的最大保持时间t3、如果t3时间内故障切除,则进入正常输出状态,如果t3时间内未切除故障,则进入闭锁状态;根据状态机制实时了解相供电换流控制器的状态。进一步的,所述中断输出保持时间t1,应在合理范围内整定,用以熄灭故障时产生电弧,暂时切除接触网馈线上的瞬时或者永久性故障,对于瞬时性故障,馈线断路器没有必要跳闸后再重合闸。进一步的,所述的比例系数k2的值应在合理范围内整定,既不超过同相供电换流控制器的输出能力,又满足接触网馈线末端故障时继电保护的灵敏性要求。进一步的,所述步骤S1中,故障输出最大保持时间t3大于继电保护装置的最大动作时间为t4。进一步的,所述同相供电换流控制器与继电保护装置之间通过报文方式通信。相对于现有技术,本专利技术所述的贯通式同相供电接触网馈线继电保护方法具有以下优势:(1)本专利技术所述的贯通式同相供电接触网馈线继电保护方法取代了原牵引网馈线保护的重合闸功能,实现了“软重合闸”的效果,减少了断路器的动作次数和故障电流对开关设备的冲击,延长了设备的使用寿命;解决了同相供电换流控制器因快速中断输出而导致的接触网馈线继电保护功能失效而导致的无选择性问题,由发生故障的接触网馈线的保护装置出口跳闸,切除故障馈线,保证了接触网馈线继电保护的选择性和无故障馈线的不间断供电,缩小了停电范围;解决了同相供电换流控制器因快速中断输出而导致的无法故障测距问题,在接触网馈线保护装置保护动作的同时进行故障测距,为进行接触网馈线有效地管理和故障诊断提供依据,具有方法科学合理、保护动作迅速等优点。(2)本专利技术所述的贯通式同相供电接触网馈线继电保护方法建立了完善的状态机制,可以根据同相供电换流控制器的所在状态,实时了解故障处理所在节点。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解,本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1为本专利技术实施例所述的贯通式同相供电接触网馈线继电保护方法原理图。具体实施方式需要说明的是,在不冲突的情况下,本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本专利技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本专利技术的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种贯通式同相供电接触网馈线继电保护方法,其特征在于:通过同相供电换流控制器实时检测输出电流,当检测到输出电流异常时,经过中断输出、再次输出和故障判别后,并结合牵引网馈线继电保护装置,最终实现电流正常输出或者向系统发送故障告警。

【技术特征摘要】
1.一种贯通式同相供电接触网馈线继电保护方法,其特征在于:通过同相供电换流控制器实时检测输出电流,当检测到输出电流异常时,经过中断输出、再次输出和故障判别后,并结合牵引网馈线继电保护装置,最终实现电流正常输出或者向系统发送故障告警。2.根据权利要求1所述的贯通式同相供电接触网馈线继电保护方法,其特征在于,具体方法如下:S1、假设同相供电换流器的额定输出电流为IN,在换流控制器中设置输出比例系数k1、k2、中断输出时间t1、展宽时间t2、故障输出最大保持时间t3,继电保护装置的最大动作时间为t4;S2、同相供电换流控制器实时监测输出的电流值,当实际输出电流I输出小于k1·IN时,同相供电换流控制器正常工作;当实际输出电流I输出大于k1·IN时,同相供电换流控制器判定接触网馈线发生故障,此时同相供电换流控制器立即中断输出;S3、中断输出保持时间为t1,在t1同相供电换流控制器暂停输出电流以躲过牵引网馈线上发生的瞬时故障;当t1时间结束后,同相供电换流控制器进行故障判别;S4、同相供电换流控制器进行故障判别,即启动展宽时间t2,同时根据实际负荷情况开始输出电流;若在展宽时间t2内,同相供电换流控制器检测到实际输出电流I输出始终小于k1·IN,在t2延时到后进行电流正常输出;若在展宽时间t2内,同相供电换流控制器检测到实际输出电流I输出大于k1·IN,则判定为接触网发生永久故障,并立即向变电站内所有接触网馈线继电保护装置发出启动保护信号;S5、同相通电换流控制器向接触网馈线继电保护装置发出启动保护信号后,启动t3时间计时,并调整其输出电流为k2·IN;变电站内接触网馈线继电保护装置接收到启动保护信号后即开始故障计算与判别,若某一保护装置动作,则跳开相应的馈线断路器,并启动故障测距,同时向同相供电换流控制器发送故障已切除信号;若在t3时间内同相供电换流控制器收到故障已切除信号,则恢复正常输出;若t3延时已满...

【专利技术属性】
技术研发人员:王伟闫兆辉宋金川王平李子欣白雪莲闫雪松高永江
申请(专利权)人:天津凯发电气股份有限公司天津中铁电气化设计研究院有限公司中国科学院电工研究所
类型:发明
国别省市:天津,12

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1