一种牵引变电所电源进线缺相故障判别方法技术

本发明专利技术公开一种牵引变电所电源进线缺相故障判别方法，涉及牵引供电系统故障诊断领域。对牵引变电所电源进线电压和牵引母线电压进行监测，使用对称分量法分析其电压不平衡度；当牵引变压器两侧中仅有一侧的电压不平衡度大于设定值，判定为PT断线；当两侧的电压不平衡度均大于设定值时，才判定为电源进线缺相。本发明专利技术概念简单、直观，可准确判别PT断线故障和电源进线缺相故障。

A method for judging the phase failure of the incoming line in traction substation

【技术实现步骤摘要】
一种牵引变电所电源进线缺相故障判别方法
本专利技术涉及牵引供电系统
，具体为一种牵引变电所电源进线缺相故障判别方法。
技术介绍
铁路交通运送量大，速度快，成本较低，一般不受气候条件限制，是我国目前正在大力发展的一种交通方式。其中，电气化铁路里程约占总里程的70％。牵引变电所是牵引供电系统的枢纽。由于各种原因，牵引变电所的电源进线可能存在缺相问题，可能引起牵引变电所电力设备的烧损。因此，及时、准确的缺相故障判别方法有助于维护设备安全，提高交通运输效率。目前，对牵引变电所的电源进线缺相问题的研究比较少，目前的各种判别方法不够准确，不能准确区分电源进线缺相故障和电压互感器(PT)断线故障。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种牵引变电所电源进线缺相判别方法，它能有效、准确地识别牵引变电所电源进线的缺相故障、PT断线故障等故障类型。技术方案如下：一种牵引变电所电源进线缺相故障判别方法，包括以下步骤：(1)计算电源进线的电压不平衡度：将三个线电压视作相电压，使用三相对称分量法，由式(1)和式(2)提取线电压的1序分量和2序分量；其中，和为三个线电压，a＝ej120°，和分别为线电压和的1序分量和2序分量；再按式(3)计算电源进线的电压不平衡度εp2(2)计算牵引母线的电压不平衡度：牵引变电所中两牵引母线的电压分别记为和正常运行时，牵引母线电压和的幅值相等；a)假设正常电压运行时，超前则对和使用三相对称分量法提取牵引母线电压的1序分量和2序分量，再根据式(3)计算牵引母线的电压不平衡度εs2；b)假设正常电压运行时，超前对和使用三相对称分量法提取牵引母线电压的1序分量和2序分量，再根据式(3)计算牵引母线的电压不平衡度εs2；c)假设正常电压运行时，超前令则按式(4)所示的两相对称分量法计算和的1序分量和2序分量：其中，再由式(3)得到牵引母线的电压不平衡度εs2；(3)设定电压不平衡度阈值用于判定电压缺相故障；不同的牵引变压器接线，其阈值取值不同；若牵引变压器为YNd11接线或为阻抗平衡变压器，则电源进线和牵引母线的电压不平衡度阈值设定为10％；若牵引变压器为Vv或Vx接线，则电源进线和牵引母线的电压不平衡度阈值设定为30％；若牵引变压器为Scott接线，则电源进线的电压不平衡度阈值设定为30％，牵引母线的电压不平衡度阈值设定为20％；电压不平衡度εp2和εs2超过阈值的时间均应大于断路器不同期合闸的时间；否则，认为电压不平衡度没有超过阈值；(4)电源进线缺相的判定算法如下：步骤1)：分析牵引变电所电源进线电压是否均为零：若是，则判定为牵引变电所电源停电故障，转入步骤6)；否则，计算电源进线的电压不平衡度εp2，并进入下一步；步骤2)：分析牵引母线电压是否均为零：若是，则判定牵引变压器两侧或一侧的断路器已跳开，转入步骤6)；否则，计算牵引母线的电压不平衡度εs2，进入下一步；步骤3)：判定电源进线的电压不平衡度εp2是否超过阈值：若是，则进入下一步；否则，转入步骤5)；步骤4)：判定牵引母线的电压不平衡度εs2是否超过阈值：若是，则判定牵引变电所发生电源进线缺相故障；否则，判定牵引变电所发生电源进线PT断线故障；然后转入步骤6)；步骤5)：判定牵引母线的电压不平衡度εs2是否超过阈值：若是，则判定牵引变电所发生牵引母线PT断线故障；否则，判定牵引变电所正常运行，转下一步；步骤6)：输出判定结果，判别过程结束。本专利技术的有益效果是：本专利技术对牵引变电所电源进线电压和牵引母线电压进行监测，并使用对称分量法分析其电压不平衡度，当牵引变压器两侧中仅有一侧的电压不平衡度大于设定值，判定为PT断线；当两侧的电压不平衡度均大于设定值时，才判定为电源进线缺相；概念清晰、直观，即可确定电源进线缺相，也可确定PT断线故障。附图说明图1为牵引变电所电源进线缺相故障判别流程图(PT为电压互感器)。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。本专利技术对电源进线缺相判别方法原理的阐述包括三部分，分别为电压不平衡度的计算，阈值的设定和故障判别的实现。(1)电源进线电压不平衡度的计算根据所获得的电压不同，电压不平衡度的计算方法阐述如下：1)可获得三相相电压若电压传感器测量的是三相相电压，则可直接由对称分量法提取相电压的1序、2序分量，并按式(1)计算电压不平衡度εp2其中，和分别为相电压的1序、2序分量。2)可获得三相线电压正常情况下，和构成对称的三相电压。将这三个线电压视作相电压并使用对称分量法，可提相电压的1序分量。例如，同理，可由式(2)提取相电压的2序分量并按式(3)计算线电压的不平衡度ε′p2式(3)表明，使用该方法计算出的线电压不平衡度ε′p2与使用三相相电压计算出的电压不平衡度εp2相同。因此，两者可不予区分。(2)牵引母线电压不平衡度的计算牵引变电所两牵引母线电压分别记为和正常运行时两者的幅值相等。1)假设正常电压运行时，超前则和可构成三相对称电压。使用三相对称分量法可提取这三个电压的1序和2序分量，并由(1)计算这三个电压的不平衡度，并记为εs2。2)假设正常电压运行时，且超前则和组成三相对称电压。使用三相对称分量法可提取这三个电压的1序和2序分量，并由(1)计算这三个电压的不平衡度，并记为εs2。3)假设正常电压运行时，且超前令则可按式(4)所示的两相对称分量法可计算和的1序分量和2序分量并由(1)计算这三个电压的不平衡度，并记为εs2。(3)阈值的设定为准确判别电源进线是否缺相，应设定阈值并将其与电压不平衡度的计算值相比。不同的牵引变压器接线，其阈值取值不同。若牵引变压器为YNd11接线或为阻抗平衡变压器，则电源进线和牵引母线的电压不平衡度阈值可设定为10％；若牵引变压器为Vv或Vx接线，则电源进线和牵引母线的电压不平衡度阈值可设定为30％；若牵引变压器为Scott接线，则电源进线的电压不平衡度阈值可设定为30％，牵引母线的电压不平衡度阈值可设定为20％。电压不平衡度εp2和εs2超过阈值的时间均应大于断路器不同期合闸的时间。否则，认为电压不平衡度没有超过阈值。(3)故障判别方法的具体实现步骤1)：分析牵引变电所电源进线电压是否均为零：若是，则判定为牵引变电所电源停电故障，转入步骤6)；否则，计算电源进线的电压不平衡度εp2，并进入下一步；步骤2)：分析牵引母线电压是否均为零：若是，则判定牵引变压器两侧或一侧的断路器已跳开，转入步骤6)；否则，计算牵引母线的电压不平衡度εs2，进入下一步；步骤3)：判定电源进线的电压不平衡度εp2是否超过阈值：若是，则进入下一步；否则，转入步骤5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牵引变电所电源进线缺相故障判别方法，包括两相和三相对称分量法，其特征在于：/n(1)计算电源进线的电压不平衡度：将三个线电压视作相电压，使用三相对称分量法，由式(1)和式(2)提取线电压的1序分量和2序分量；/n

【技术特征摘要】
1.一种牵引变电所电源进线缺相故障判别方法，包括两相和三相对称分量法，其特征在于：
(1)计算电源进线的电压不平衡度：将三个线电压视作相电压，使用三相对称分量法，由式(1)和式(2)提取线电压的1序分量和2序分量；






其中，和为三个线电压，a＝ej120°，和分别为线电压和的1序分量和2序分量；
再按式(3)计算电源进线的电压不平衡度εp2



(2)计算牵引母线的电压不平衡度：牵引变电所中两牵引母线的电压分别记为和正常运行时，牵引母线电压和的幅值相等；
a)假设正常电压运行时，超前120°，则对和使用三相对称分量法提取牵引母线电压的1序分量和2序分量，再根据式(3)计算牵引母线的电压不平衡度εs2；
b)假设正常电压运行时，超前对和使用三相对称分量法提取牵引母线电压的1序分量和2序分量，再根据式(3)计算牵引母线的电压不平衡度εs2；
c)假设正常电压运行时，超前令则按式(4)所示的两相对称分量法计算和的1序分量和2序分量：



再根据式(3)计算牵引母线的电压不平衡度εs2；
(3)设定电压不平衡度阈值用于判定电压缺相故障；不同的牵引变压器接线，其阈值取值不同；若牵引变压器为YNd11接线或为阻抗平衡变压器，则电源进...

【专利技术属性】
技术研发人员：马庆安，刘炜，张丽，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51