本发明专利技术公开了一种全并联AT牵引供电系统故障AT段的短路点定位方法，涉及电气化铁路牵引供电技术领域。所述牵引网AT段的上行接触线T1与下行接触线T2的首端、末端均为并联；所述牵引网AT段的上行负馈线F1与下行负馈线F2的首端、末端均为并联，它们均通过钢轨R接地，通过同步测量上下行AT段接触线和负馈线首端电压相量、电流相量、末端电压相量和电流相量，求解回路方程，得到短路故障点位置，该算法考虑上下行互感的影响，克服AT漏抗影响，较既有方法，有效的提高了测距精度。测距完成后，测距装置将故障点位置上报综自和电调。
A Method for Locating Short Circuit Points in AT Section of Fully Parallel AT Traction Power Supply System
【技术实现步骤摘要】
一种全并联AT牵引供电系统故障AT段短路点定位方法
本专利技术涉及电气化铁路牵引供电
技术介绍
截至2018年底，中国高铁营业里程达到2.9万公里以上，超过世界高铁总里程的三分之二，成为世界上高铁里程最长、运输密度最高、成网运营场景最复杂的国家。为适应高速铁路大功率列车的运行需求，高速铁路广泛采用全并联AT供电方式，其具有输送功率大、供电距离长、接触网电压损失低等优点。全并联AT供电系统作为高速铁路的重要组成部分，由于其工作环境特性，规模庞大且直接暴露在自然环境中，易受到自然因素与人为因素的侵扰从而导致各种故障。同时，因为全并联AT牵引网本身的结构较复杂，故障发生时，准确的故障测距存在一定难度。在此背景下，通过对全并联AT供电系统的电气特性分布进行研究，构建新型故障测距算法具有重要的理论和现实意义，这不仅能提高继电保护的性能，而且能带来较大的经济价值和社会效益。本专利技术提出全并联AT牵引供电系统故障AT段短路点定位算法，实现了全并联AT供电系统故障定位，算法考虑上下行互感对测距影响，克服了AT变压器漏抗对测距的精度影响，有效的提高故障测距的精度。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种全并联AT供电系统故障AT段短路点定位算法，它能有效地解决AT段中TR短路，TF短路，FR短路故障定位问题。本专利技术解决其技术问题，所采用的技术方案为：一种全并联AT供电系统故障AT段短路点定位算法，包括电气化铁路AT牵引网AT段，所述牵引网AT段的上行接触线T1与下行接触线T2的首端、末端均为并联；所述牵引网AT段的上行负馈线F1与下行负馈线F2的首端、末端均为并联，它们均通过钢轨R接地，设牵引网AT段长度为D，上行接触线T1与下行接触线T2的自阻抗为ZT，钢轨R的自阻抗ZR，上行负馈线F1与下行负馈线F2的自阻抗为ZF，上行接触线T1与钢轨R的互阻抗为ZT1R，上行接触线T1与上行负馈线F1的互阻抗为ZT1F1，上行接触线T1与下行接触线T2的互阻抗ZT1T2，上行接触线T1与下行负馈线F2的互阻抗ZT1F2，上行负馈线F1与下行接触线T2的互阻抗ZF1T2，上行负馈线F1与下行负馈线F2的互阻抗ZF1F2，上行负馈线F1与钢轨R的互阻抗ZF1R，下行接触线T2与下行负馈线F2的互阻抗ZT2F2，下行接触线T2与钢轨R的互阻抗ZT2R，下行负馈线F2与钢轨R的互阻抗ZF2R，由各导线自/互阻抗，得上行阻抗的平方项计算参数Z1和Z2，阻抗项计算参数Z3和Z4，下行阻抗平方项计算参数Z5和Z6，阻抗项计算参数Z7和Z8；同步测量牵引网上行AT段两端电压相量和电流相量，包括接触线T1首端电压相量UT1和首端电流相量IT1、末端电压相量UT2和末端电流相量IT2，负馈线F1首端电压相量UF1和首端电流相量IF1、末端电压相量UF2和末端电流相量IF2,同步测量牵引网下行AT段接触线T2首端电流相量IT3，末端电流相量IT4，负馈线F2首端电流相量IF3，末端电流相量IF4,根据上述定义，上行故障AT段中的短路点距离AT段首端的长度用x表示，由如下公式(1)计算：式中：Z1＝(ZF1ZR-ZF1ZT1R-ZF1R2+ZF1RZT1F1+ZF1RZT1R-ZRZT1F1)，Z2＝(ZF1RZT1-ZF1RZT1R-ZRZT1+ZRZT1F-ZT1F1ZT1R+ZT1R2)Z3＝(ZR-ZF1R)，Z4＝(ZR-ZT1R)；下行故障AT段中的短路点距离AT段首端的长度用y表示，由如下公式(2)计算：式中：Z5＝(ZF2ZR-ZF2ZT2R-ZF2R2+ZF2RZT2F2+ZF2RZT2R-ZRZT2F2)，Z6＝(ZF2RZT2-ZF2RZT2R-ZRZT2+ZRZT2F-ZT2F2ZT2R+ZT2R2)Z7＝(ZR-ZF2R)，Z8＝(ZR-ZT2R)；式中：AT段长度D、上行短路点位置x和下行短路点位置y的单位均为km，各类阻抗Z单位均为Ohm/km；接触线T1首端电压相量UT1和末端电压相量UT2，负馈线F1首端电压相量UF1和末端电压相量UF2的单位均为V，各接触线和负馈线首端电流相量IT1、IF1、IT3、IF3和各接触线和负馈线末端电流相量IT2、IF2、IT4、IF4的单位均为A。本专利技术的工作原理是：设牵引网AT段长度为D，上行接触线T1与下行接触线T2的自阻抗为ZT，钢轨R的自阻抗ZR，上行负馈线F1与下行负馈线F2的自阻抗为ZF，上行接触线T1与钢轨R的互阻抗为ZT1R，上行接触线T1与上行负馈线F1的互阻抗为ZT1F1，上行接触线T1与下行接触线T2的互阻抗ZT1T2，上行接触线T1与下行负馈线F2的互阻抗ZT1F2，上行负馈线F1与下行接触线T2的互阻抗ZF1T2，上行负馈线F1与下行负馈线F2的互阻抗ZF1F2，上行负馈线F1与钢轨R的互阻抗ZF1R，下行接触线T2与下行负馈线F2的互阻抗ZT2F2，下行接触线T2与钢轨R的互阻抗ZT2R，下行负馈线F2与钢轨R的互阻抗ZF2R，由各导线自/互阻抗，得上行阻抗的平方项计算参数Z1和Z2，阻抗项计算参数Z3和Z4，下行阻抗平方项计算参数Z5和Z6，阻抗项计算参数Z7和Z8；同步测量牵引网上行AT段两端电压相量和电流相量，包括接触线T1首端电压相量UT1和首端电流相量IT1、末端电压相量UT2和末端电流相量IT2，负馈线F1首端电压相量UF1和首端电流相量IF1、末端电压相量UF2和末端电流相量IF2,同步测量牵引网下行AT段接触线T2首端电流相量IT3，末端电流相量IT4，负馈线F2首端电流相量IF3，末端电流相量IF4,其特征在于：假设上行故障AT段中的短路点距离AT段首端的长度用x表示，由公式(1)计算，下行故障AT段中的短路点距离AT段首端的长度用y表示，由公式(2)计算；所有电流、电压需用基波相量，电流、电压互感器极性需与图中标向要求一致。与现有技术相比，本专利技术技术的有益效果是：一、精确定位故障AT段中的短路位置，上报给综自和电调，及时维护，缩短停电时间，有力保障铁路的安全运行。二、短路故障位置的标定及其精度不受故障类型与AT变压器漏抗影响，且考虑了上下行导线之间的互感参数，提高测距精度。三、算法通用性好，便于工程实践。附图说明图1是本专利技术实施例的上行TR短路故障情形示意图。图2是本专利技术实施例的上行FR短路故障情形示意图。图3是本专利技术实施例的上行TF短路故障情形示意图。图4是本专利技术实施例的下行TR短路故障情形示意图。图5是本专利技术实施例的下行FR短路故障情形示意图。图6是本专利技术实施例的下行TF短路故障情形示意图。具体实施方式实施例一如图1所示，本专利技术实施例一种全并联AT供电系统上行TR短路故障AT段短路点定位算法，设上行AT段首端xkm处发生负馈线T和钢轨R的TR短路,接触线T对钢轨R电压相量为Ud，钢轨左侧的电流相量为I1,钢轨右侧的电流相量为I2,同样，同步测量牵引网AT段两端电压相量和电流相量，包括上行接触线T1首端电压相量UT1(V)和首端电流相量IT1(A)、末端电压相量UT2(V)和末端电流相量IT2(A)，上行负馈线F1首端电压相量UF1(V)和首端电流相量IF1(A)、末端电压相量UF2(V)和末端电流相量IF2(A)，下行接本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种全并联AT牵引供电系统故障AT段短路点定位方法，包括电气化铁路AT牵引网AT段，所述牵引网AT段的上行接触线T1与下行接触线T2的首端、末端均为并联；所述牵引网AT段的上行负馈线F1与下行负馈线F2的首端、末端均为并联，它们均通过钢轨R接地，设牵引网AT段长度为D，上行接触线T1与下行接触线T2的自阻抗为ZT，钢轨R的自阻抗ZR，上行负馈线F1与下行负馈线F2的自阻抗为ZF，上行接触线T1与钢轨R的互阻抗为ZT1R，上行接触线T1与上行负馈线F1的互阻抗为ZT1F1，上行接触线T1与下行接触线T2的互阻抗ZT1T2，上行接触线T1与下行负馈线F2的互阻抗ZT1F2，上行负馈线F1与下行接触线T2的互阻抗ZF1T2，上行负馈线F1与下行负馈线F2的互阻抗ZF1F2，上行负馈线F1与钢轨R的互阻抗ZF1R，下行接触线T2与下行负馈线F2的互阻抗ZT2F2，下行接触线T2与钢轨R的互阻抗ZT2R，下行负馈线F2与钢轨R的互阻抗ZF2R，由各导线自/互阻抗，得上行阻抗的平方项计算参数Z1和Z2，阻抗项计算参数Z3和Z4，下行阻抗平方项计算参数Z5和Z6，阻抗项计算参数Z7和Z8；同步测量牵引网上行AT段两端电压相量和电流相量，包括接触线T1首端电压相量UT1和首端电流相量IT1、末端电压相量UT2和末端电流相量IT2，负馈线F1首端电压相量UF1和首端电流相量IF1、末端电压相量UF2和末端电流相量IF2,同步测量牵引网下行AT段接触线T2首端电流相量IT3，末端电流相量IT4，负馈线F2首端电流相量IF3，末端电流相量IF4,其特征在于：根据上述定义，上行故障AT段中的短路点距离AT段首端的长度用x表示，由如下公式(1)计算：...
【技术特征摘要】
1.一种全并联AT牵引供电系统故障AT段短路点定位方法，包括电气化铁路AT牵引网AT段，所述牵引网AT段的上行接触线T1与下行接触线T2的首端、末端均为并联；所述牵引网AT段的上行负馈线F1与下行负馈线F2的首端、末端均为并联，它们均通过钢轨R接地，设牵引网AT段长度为D，上行接触线T1与下行接触线T2的自阻抗为ZT，钢轨R的自阻抗ZR，上行负馈线F1与下行负馈线F2的自阻抗为ZF，上行接触线T1与钢轨R的互阻抗为ZT1R，上行接触线T1与上行负馈线F1的互阻抗为ZT1F1，上行接触线T1与下行接触线T2的互阻抗ZT1T2，上行接触线T1与下行负馈线F2的互阻抗ZT1F2，上行负馈线F1与下行接触线T2的互阻抗ZF1T2，上行负馈线F1与下行负馈线F2的互阻抗ZF1F2，上行负馈线F1与钢轨R的互阻抗ZF1R，下行接触线T2与下行负馈线F2的互阻抗ZT2F2，下行接触线T2与钢轨R的互阻抗ZT2R，下行负馈线F2与钢轨R的互阻抗ZF2R，由各导线自/互阻抗，得上行阻抗的平方项计算参数Z1和Z2，阻抗项计算参数Z3和Z4，下行阻抗平方项计算参数Z5和Z6，阻抗项计算参数Z7和Z8；同步测量牵引网上行AT段两端电压相量和电流相量，包括接触线T1首端电压相量UT1和首端电流相量IT1、末端电压相量UT2和末端电流相量IT2，负馈线F1首端电压相量UF1和首端电流相量IF1、末端电压相量...
【专利技术属性】
技术研发人员：王帅，李群湛，易东，陈民武，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51
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