一种高速铁路供电网络系统及其保护方法技术方案

本发明专利技术公开一种高速铁路供电网络系统，包括：牵引变电所，馈线断路器1DL和2DL，AT所，馈线断路器3DL和4DL，AT分区所，馈线断路器5DL和6DL，以及上、下行牵引网供电臂，第一继电保护装置，第二继电保护装置，第三继电保护装置，所述第一继电保护装置，用于当其检测到的1DL和2DL的保护测量值大于整定值一时，或当检测到的1DL和2DL的保护测量值介于整定值一与整定值二之间、且接收到第二继电保护装置或第三继电保护装置发送的控制信号时，控制牵引变电所的馈线断路器保护动作，断开牵引变电所供电。解决了不能有效区分负荷电流与供电臂末端短路电流的问题。本发明专利技术还公开一种高速铁路供电网络系统的保护方法。

A power supply network system for high speed railway and its protection method

The invention discloses a high-speed railway power supply network system, traction substation, feeder circuit breaker 1DL and 2DL, AT, 3DL and 4DL feeder circuit breaker, AT partition, feeder circuit breaker 5DL and 6DL, and the upward and downward traction power supply arm, the first relay protection device, relay protection device second third, the relay protection device, the first relay protection device, used for measurement and protection when it is detected that the 1DL and the 2DL value is greater than the setting value of a protective measure or when the detected 1DL and 2DL values between the setting value and the setting value between two and second, receiving the relay protection device or third relay protection device sends a control signal, the control of traction substation, feeder circuit breaker protection, disconnect the traction power supply. The problem that the short-circuit current of the load current and the end of the power supply arm can not be distinguished effectively can not be effectively distinguished. The invention also discloses a protection method for the power supply network system of high speed railway.

【技术实现步骤摘要】
一种高速铁路供电网络系统及其保护方法
本专利技术涉及一种高速铁路供电网络系统及其保护方法。
技术介绍
目前我国电气化铁路牵引网保护原理多基于负荷电流与短路电流差值，确保灵敏度后，采用阻抗或过流保护作为牵引网保护。当负荷电流与短路电流相差不大时，依靠2、3、5次谐波的综合谐波抑制作为负荷电流与短路电流的判据，来区别负荷电流与短路电流，实现保护动作的可靠性和选择性。但随着高速铁路的大规模建设和高速动车组列车的大量上线，问题随之而来：首先，高速动车组列车的传动方式为交直交电力传动，其谐波特性是以高次谐波为主，且谐波含量很低，无法作为保护判据进行提取。通过现有技术中的2次谐波电流闭锁或2、3、5次谐波的综合谐波抑制作为负荷电流与短路电流的区别判据已不适用。其次，高速铁路动车组列车功率大，一般为普通电力机车的2～4倍，而且高速铁路动车组列车的取流也远大于电力机车，进而反映到牵引变电所馈线断路器的供电臂末端短路电流与负荷电流极为接近。特别是高阻接地时，阻抗角也无明显差异，这造成牵引网保护可靠性和选择性缺失，进而可能导致保护拒动或误动，影响铁路运输组织。因此，有必要对现行电气化铁路牵引网保护方法进行改进，使之适应现行铁路技术发展趋势，提高供电安全性和可靠性，确保运输质量。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种高速铁路供电网络系统及其保护方法。作为本专利技术的一个方面，提供一种高速铁路供电网络系统，包括：牵引变电所，牵引变电所上、下行馈线断路器1DL和2DL，自耦变压器AT所，AT所上、下行馈线断路器3DL和4DL，AT分区所，AT分区所上、下行馈线断路器5DL和6DL，以及上、下行牵引网供电臂，所述牵引变电所设置有第一继电保护装置，所述AT所设置有第二继电保护装置，所述AT分区所设置有第三继电保护装置；第一继电保护装置，用于当其检测到的1DL和2DL的保护测量值大于整定值一时，或当检测到的1DL和2DL的保护测量值介于整定值一与整定值二之间、且接收到第二继电保护装置或第三继电保护装置发送的控制信号时，控制牵引变电所的馈线断路器保护动作，断开牵引变电所供电；第二继电保护装置、第三继电保护装置，分别用于检测到的AT所的3DL和4DL、AT分区所的5DL和6DL的电流测量值大于整定值三时，向第一继电保护装置发送控制信号。在一个实施例中，可以是，所述整定值一为电流整定值Izd1或阻抗整定值Zzd1，所述整定值一为Izd1时，对应的，所述1DL和2DL的保护测量值为电流测量值I1DL和I2DL；所述整定值一为Zzd1时，对应的，所述1DL和2DL的保护测量值为阻抗测量值Z1DL或Z2DLL；所述整定值二为电流整定值Izd2或阻抗整定值Zzd2，所述整定值二为Izd2时，对应的，所述1DL和2DL的保护测量值为电流测量值I1DL和I2DL；所述整定值一为Zzd2时，对应的，所述1DL和2DL的保护测量值为阻抗测量值Z1DL或Z2DLL；所述AT所或AT分区所上下行馈线断路器3DL、4DL、5DL和6DL的电流测量值I3DL、I4DL、I5DL和I6DL大于整定值三，具体包括：馈线断路器3DL、4DL、5DL和6DL的电流测量值I3DL、I4DL、I5DL和I6DL中的至少一个大于指定的电流保护整定值Iset；或者馈线断路器3DL和4DL的电流测量值之和I3DL+I4DL或馈线断路器5DL和6DL的电流测量值之和I5DL+I6DL大于指定的电流保护整定值I'set。在一个实施例中，可以是，所述第一继电保护装置，用于当I1DL或I2DL＞Izd1，或者，Z1DL或Z2DL＞Zzd1时，控制上行馈线断路器1DL和/或下行馈线断路器2DL跳闸，切断牵引变电所供电；还用于当在Izd1＞I1DL或I2DL≥电流保护整定值Izd2，或，Izd1＞Z1DL或Z2DL≥阻抗保护整定值Zzd2的情况下，且I3DL、I4DL、I5DL或I6DL≥Iset或者I3DL+I4DL或I5DL+I6DL≥I'set时接收到第二继电保护装置或第三继电保护装置发送的控制信号，控制上行馈线断路器1DL和/或下行馈线断路器2DL跳闸，切断牵引变电所供电；所述第二继电保护装置，用于在Izd1＞I1DL或I2DL≥电流保护整定值Izd2，或，Izd1＞Z1DL或Z2DL≥阻抗保护整定值Zzd2时，当3DL和4DL的电路测量值I3DL或I4DL≥电流保护整定值Iset，或，3DL和4DL的电路测量值之和I3DL+I4DL≥电流保护整定值I'set时，向第一继电保护装置发送控制信号，控制上行馈线断路器1DL和/或下行馈线断路器2DL跳闸，切断牵引变电所供电；所述第三继电保护装置，用于在Izd1＞I1DL或I2DL≥电流保护整定值Izd2，或，Zzd1＞Z1DL或Z2DL≥Zzd2时，当5DL和6DL的电流测量值I5DL或I6DL≥Iset，或，5DL和6DL的电路测量值之和I5DL+I6DL≥I'set，向第一继电保护装置发送控制信号，控制上行馈线断路器1DL和/或下行馈线断路器2DL跳闸，切断牵引变电所供电。在一个实施例中，可以是，所述AT分区所还设置有母线保护装置；所述母线保护装置，用于在Izd1＞I1DL或I2DL≥Izd2，或，Zzd1＞Z1DL或Z2DL≥Zzd2时，当3DL、4DL、5DL和6DL的电流测量值I3DL、I4DL、I5DL或I6DL＜Iset，或，3DL和4DL的电路测量值之和I3DL+I4DL或5DL和6DL的电路测量值之和I5DL+I6DL＜I'set，且AT分区所的母线保护装置的电压测量值Uc＜电压保护整定值Uset，向第一继电保护装置发送控制信号，控制上行馈线断路器1DL和/或下行馈线断路器2DL跳闸，切断牵引变电所供电；或，在Izd1＞I1DL或I2DL≥Izd2，或，Zzd1＞Z1DL或Z2DL≥Zzd2时，当3DL、4DL、5DL和6DL的电流测量值I3DL、I4DL、I5DL或I6DL＜Iset，或，3DL和4DL的电路测量值之和I3DL+I4DL或5DL和6DL的电路测量值之和I5DL+I6DL＜I'set，且Uc≥Uset，母线保护装置发出报警信号。在一个实施例中，可以是，所述AT分区所的母线保护装置设置在所述AT分区所母线上。在一个实施例中，可以是，所述第一继电保护装置、所述第二继电保护装置、所述第三继电保护装置和所述母线保护装置设置在同一通信网络上。在一个实施例中，可以是，所述通信网络包括光纤以太网，所述第一继电保护装置与所述第二继电保护装置、所述第三继电保护装置或所述母线保护装置之间的信号通信时间≤10ms。作为本专利技术的另一个方面，提供一种高速铁路供电网络系统的保护方法，包括：第一继电保护装置检测到的上、下行馈线断路器1DL和2DL的保护测量值大于整定值一时，控制牵引变电所的馈线断路器保护动作，断开牵引变电所供电；第一继电保护装置检测到的上、下行馈线断路器1DL和2DL的保护测量值介于整定值一与整定值二之间、且接收到第二继电保护装置检测到AT所的3DL和4DL的电流测量值大于整定值三时或第三继电保护装置检测到AT分区所的5DL和6DL的电流测量值大于整定值三时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速铁路供电网络系统，包括：牵引变电所，牵引变电所上、下行馈线断路器1DL和2DL，自耦变压器AT所，AT所上、下行馈线断路器3DL和4DL，AT分区所，AT分区所上、下行馈线断路器5DL和6DL，以及上、下行牵引网供电臂，其特征在于，所述牵引变电所设置有第一继电保护装置，所述AT所设置有第二继电保护装置，所述AT分区所设置有第三继电保护装置；第一继电保护装置，用于当其检测到的1DL和2DL的保护测量值大于整定值一时，或当检测到的1DL和2DL的保护测量值介于整定值一与整定值二之间、且接收到第二继电保护装置或第三继电保护装置发送的控制信号时，控制牵引变电所的馈线断路器保护动作，断开牵引变电所供电；第二继电保护装置、第三继电保护装置，分别用于检测到的AT所的3DL和4DL、AT分区所的5DL和6DL的电流测量值大于整定值三时，向第一继电保护装置发送控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路供电网络系统，包括：牵引变电所，牵引变电所上、下行馈线断路器1DL和2DL，自耦变压器AT所，AT所上、下行馈线断路器3DL和4DL，AT分区所，AT分区所上、下行馈线断路器5DL和6DL，以及上、下行牵引网供电臂，其特征在于，所述牵引变电所设置有第一继电保护装置，所述AT所设置有第二继电保护装置，所述AT分区所设置有第三继电保护装置；第一继电保护装置，用于当其检测到的1DL和2DL的保护测量值大于整定值一时，或当检测到的1DL和2DL的保护测量值介于整定值一与整定值二之间、且接收到第二继电保护装置或第三继电保护装置发送的控制信号时，控制牵引变电所的馈线断路器保护动作，断开牵引变电所供电；第二继电保护装置、第三继电保护装置，分别用于检测到的AT所的3DL和4DL、AT分区所的5DL和6DL的电流测量值大于整定值三时，向第一继电保护装置发送控制信号。2.如权利要求1所述的高速铁路供电网络系统，其特征在于，所述整定值一为电流整定值Izd1或阻抗整定值Zzd1，所述整定值一为Izd1时，对应的，所述1DL和2DL的保护测量值为电流测量值I1DL和I2DL；所述整定值一为Zzd1时，对应的，所述1DL和2DL的保护测量值为阻抗测量值Z1DL或Z2DLL；所述整定值二为电流整定值Izd2或阻抗整定值Zzd2，所述整定值二为Izd2时，对应的，所述1DL和2DL的保护测量值为电流测量值I1DL和I2DL；所述整定值一为Zzd2时，对应的，所述1DL和2DL的保护测量值为阻抗测量值Z1DL或Z2DLL；所述AT所或AT分区所上下行馈线断路器3DL、4DL、5DL和6DL的电流测量值I3DL、I4DL、I5DL和I6DL大于整定值三，具体包括：馈线断路器3DL、4DL、5DL和6DL的电流测量值I3DL、I4DL、I5DL和I6DL中的至少一个大于指定的电流保护整定值Iset；或者馈线断路器3DL和4DL的电流测量值之和I3DL+I4DL或馈线断路器5DL和6DL的电流测量值之和I5DL+I6DL大于指定的电流保护整定值I'set。3.如权利要求2所述的高速铁路供电网络系统，其特征在于，所述第一继电保护装置，用于当I1DL或I2DL＞Izd1，或者，Z1DL或Z2DL＞Zzd1时，控制上行馈线断路器1DL和/或下行馈线断路器2DL跳闸，切断牵引变电所供电；还用于当在Izd1＞I1DL或I2DL≥电流保护整定值Izd2，或，Izd1＞Z1DL或Z2DL≥阻抗保护整定值Zzd2的情况下，且I3DL、I4DL、I5DL或I6DL≥Iset或者I3DL+I4DL或I5DL+I6DL≥I'set时接收到第二继电保护装置或第三继电保护装置发送的控制信号，控制上行馈线断路器1DL和/或下行馈线断路器2DL跳闸，切断牵引变电所供电；所述第二继电保护装置，用于在Izd1＞I1DL或I2DL≥电流保护整定值Izd2，或，Izd1＞Z1DL或Z2DL≥阻抗保护整定值Zzd2时，当3DL和4DL的电路测量值I3DL或I4DL≥电流保护整定值Iset，或，3DL和4DL的电路测量值之和I3DL+I4DL≥电流保护整定值I'set时，向第一继电保护装置发送控制信号，控制上行馈线断路器1DL和/或下行馈线断路器2DL跳闸，切断牵引变电所供电；所述第三继电保护装置，用于在Izd1＞I1DL或I2DL≥电流保护整定值Izd2，或，Zzd1＞Z1DL或Z2DL≥Zzd2时，当5DL和6DL的电流测量值I5DL或I6DL≥Iset，或，5DL和6DL的电路测量值之和I5DL+I6DL≥I'set，向第一继电保护装置发送控制信号，控制上行馈线断路器1DL和/或下行馈线断路器2DL跳闸，切断牵引变电所供电。4.如权利要求3所述的高速铁路供电网络系统，其特征在于，所述AT分区所还设置有母线保护装置；所述母线保护装置，用于在Izd1＞I1DL或I2DL≥Izd2，或，Zzd1＞Z1DL或Z2DL≥Zzd2时，当3DL、4DL、5DL和6DL的电流测量值I3DL、I4DL、I5DL或I6DL＜Iset，或，3DL和4DL的电路测量值之和I3DL+I4DL或5DL和6DL的电路测量值之和I5DL+I6DL＜I'set，且AT分区所的母线保护装置的电压测量值Uc＜电压保护整定值Uset，向第一继电保护装置发送控制信号，控制上行馈线断路器1DL和/或下行馈线断路器2DL跳闸，切断牵引变电所供电；或，在Izd1＞I1DL或I2DL≥Izd2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华志，温建民，吕文利，宁建斌，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42