基于相邻线路电流增量的牵引网异相短路继电保护方法技术

基于相邻线路电流增量的牵引网异相短路继电保护方法，包括：采集第一和第二牵引网线路的电流，用当前时刻的电流有效值与一个工频周期以前的电流有效值，作差计算得到第一和第二牵引网线路的电流增量；第一和第二牵引网线路相邻；若第一牵引网线路满足启动条件，则进入延时阶段，并向第二牵引网线路发送电流增量启动信号；若延时阶段中，第一牵引网线路的电流增量大于其电流增量整定值，则当第一牵引网线路收到第二牵引网线路发送的电流增量启动信号，跳开第一牵引网线路的所有线路断路器；按第一牵引网线路的保护逻辑完成第二牵引网线路的保护。本发明专利技术的保护之间不需要同步，仅切除发生异相短路故障的牵引网线路，其它不受影响。影响。影响。

【技术实现步骤摘要】
基于相邻线路电流增量的牵引网异相短路继电保护方法


[0001]本专利技术涉及电气化铁路供电
，特别是基于相邻线路电流增量的牵引网异相短路继电保护方法。

技术介绍

[0002]我国电气化铁路采用循环换相、分段供电的方式，轮流从三相电网取电向供电臂供电。电分相被设置在相位不同的两供电臂间，将异相电压严格绝缘。当电力机车带电闯电分相等情况发生时，相位不同的两供电臂被连通，发生异相短路故障。当前的牵引网距离保护和电流增量保护均不能为异相短路故障完备保护，保护拒动时有发生，酿成严重后果，对牵引供电系统的安全稳定运行带来巨大隐患。
[0003]专利CN200810053159《牵引供电系统异相短路的保护方法》和文献《牵引供电新型异相短路保护原理的研究》(电力系统保护与控制，2010年第38卷第22期，63
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67页)等提出基于相间电压谐波的异相短路保护方法。该方法针对电弧的电压特性而提出，无法保护非电弧引起的异相短路故障。
[0004]专利CN201010557242《由外部触点启动的电气化铁路馈线自动选跳方法》提出一种由牵引变压器后备保护装置判断电分相是否发生短路的方法。该方法需要借助牵引变压器保护从外部启动，增加了方法实现的复杂性。
[0005]专利CN2020109927530《一种基于方向电流元件的牵引网供电臂继电保护方法》、CN2020110049560《一种基于方向增量电流元件的牵引网供电臂继电保护方法》、CN2020110049433《一种基于方向阻抗元件的牵引网供电臂继电保护方法》提出了供电臂保护方法。这些方法针对的是供电臂内的线路对地故障和线间故障，无法可靠保护两供电臂间发生的异相短路故障。
[0006]文献《基于故障分量相关分析的供电牵引网异相短路保护》(电力系统自动化，2007第31卷第6期，82
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85页)提出一种利用相关分析法提取故障特征的异相短路保护方法。该方法对电流测量的同步性提出了很高的要求，不利于工程实现。
[0007]文献《电分相处电弧异相短路故障分析》(大连交通大学学报2010年第31卷第4期，38
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40，62页)提出一种基于接触线温度的异相短路保护方法。该方法需等待短路电流热效应的累积，动作时间较长，不利于保护的快速动作。
[0008]文献《高速铁路牵引变压器后备距离保护》(电力自动化设备，2012年第32卷第6期，27
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32页)提出一种在牵引变压器低压侧配置距离保护的异相短路保护方法。该方法的跳闸信号作用于牵引变压器低压侧断路器，可扩大了异相短路后的停电范围，降低了供电的可靠性。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供基于相邻线路电流增量的牵引网异相短路继电保护方法，能在故障后快速识别并隔离故障，特别是牵引网异相短路故障的识别和保护。
[0010]实现本专利技术目的的技术方案如下：
[0011]基于相邻线路电流增量的牵引网异相短路继电保护方法，包括：
[0012]采集第一牵引网线路的电流，计算得到电流有效值，再用当前时刻的电流有效值与一个工频周期以前的电流有效值，作差计算得到第一牵引网线路的电流增量；第二牵引网线路与第一牵引网线路相邻，按照得到第一牵引网线路的电流增量类同的方法，得到第二牵引网线路的电流增量；
[0013]若第一牵引网线路满足启动条件，则进入延时阶段，并向第二牵引网线路发送电流增量启动信号；若延时阶段中，第一牵引网线路的电流增量大于其电流增量整定值，则当第一牵引网线路收到第二牵引网线路发送的电流增量启动信号，跳开第一牵引网线路的所有线路断路器；
[0014]若第二牵引网线路满足启动条件，则进入延时阶段，并向第一牵引网线路发送电流增量启动信号；若延时阶段中，第二牵引网线路的电流增量大于其电流增量整定值，则当第二牵引网线路收到第一牵引网线路发送的电流增量启动信号，跳开第二牵引网线路的所有线路断路器；
[0015]所述启动条件，具体为：牵引网线路的电流增量大于其电流增量整定值；
[0016]延时阶段中，牵引网线路的电流增量，由牵引网线路当前时刻的电流有效值，与延时阶段起始时刻的一个工频周期以前的电流有效值，作差计算得到。
[0017]进一步的，所述第二牵引网线路与第一牵引网线路相邻，具体为：第一牵引网线路连接到牵引变电所的α相母线，第二牵引网线路连接到所述牵引变电所的β相母线；或者，第一牵引网线路连接到牵引变电所的β相母线，第二牵引网线路连接到所述牵引变电所的α相母线。
[0018]进一步的，所述第二牵引网线路与第一牵引网线路相邻，具体为：第一牵引网线路连接到牵引变电所的母线，第二牵引网线路连接到与所述牵引变电所相邻的牵引变电所的母线。
[0019]进一步的，所述启动条件，替换为：牵引网线路的电流增量大于其电流增量整定值，且电流二次谐波有效值与电流基波有效值之比小于二次谐波闭锁整定值。
[0020]进一步的，所述牵引网线路包括T线，所述牵引网线路的电流为T线电流。
[0021]更进一步的，所述牵引网线路还包括F线，所述牵引网线路的电流由T线电流和F线电流合并。
[0022]上述技术方案中，所述采集第一牵引网线路的电流为：采集第一牵引网线路的变电所处的馈线电流，或采集第一牵引网线路的AT所处的馈线电流，或采集第一牵引网线路的分区所处的馈线电流，或采集第一牵引网线路的开闭所处的馈线电流；所述采集第二牵引网线路的电流为：采集第二牵引网线路的变电所处的馈线电流，或采集第二牵引网线路的AT所处的馈线电流，或采集第二牵引网线路的分区所处的馈线电流，或采集第二牵引网线路的开闭所处的馈线电流。
[0023]本专利技术的有益效果在于：
[0024](1)在牵引网线路配置基于相邻线路电流增量的牵引网异相短路继电保护，利用牵引网发生异相短路时相邻两条线路的电流突然增加的故障特征，当本线路的电流增量启动且在一定延时内接收到相邻线路的电流增量启动信号，则启动异相短路保护，从而能够
快速准确识别发生异相短路故障的牵引网线路。
[0025](2)实现简单，保护装置之间不需要同步，仅切除发生异相短路故障的牵引网线路，其他牵引网以及牵引变压器等不受影响。
[0026](3)既能用于经故障电弧引起的异相短路，又能用于经吊弦或异物搭接引起的异相短路；既能保护变电所处的异相短路故障，又能保护分区所处的异相短路故障。
附图说明
[0027]图1是异相短路故障示意图。
[0028]图2是保护1动作逻辑图。
[0029]图3是保护2动作逻辑图。
[0030]图4是保护3动作逻辑图。
[0031]图5是保护4动作逻辑图。
[0032]图6是双断路器模式全并联AT供电系统变电所处异相短路保护示意图。
[0033]图7是单断路器模式全并联AT供电系统变电所处异相短路保护示意图。
[0034]图8是复线直供系统变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于相邻线路电流增量的牵引网异相短路继电保护方法，其特征在于，包括：采集第一牵引网线路的电流，计算得到电流有效值，再用当前时刻的电流有效值与一个工频周期以前的电流有效值，作差计算得到第一牵引网线路的电流增量；第二牵引网线路与第一牵引网线路相邻，按照得到第一牵引网线路的电流增量类同的方法，得到第二牵引网线路的电流增量；若第一牵引网线路满足启动条件，则进入延时阶段，并向第二牵引网线路发送电流增量启动信号；若延时阶段中，第一牵引网线路的电流增量大于其电流增量整定值，则当第一牵引网线路收到第二牵引网线路发送的电流增量启动信号，跳开第一牵引网线路的所有线路断路器；若第二牵引网线路满足启动条件，则进入延时阶段，并向第一牵引网线路发送电流增量启动信号；若延时阶段中，第二牵引网线路的电流增量大于其电流增量整定值，则当第二牵引网线路收到第一牵引网线路发送的电流增量启动信号，跳开第二牵引网线路的所有线路断路器；所述启动条件，具体为：牵引网线路的电流增量大于其电流增量整定值；延时阶段中，牵引网线路的电流增量，由牵引网线路当前时刻的电流有效值，与延时阶段起始时刻的一个工频周期以前的电流有效值，作差计算得到。2.如权利要求1所述的基于相邻线路电流增量的牵引网异相短路继电保护方法，其特征在于，所述第二牵引网线路与第一牵引网线路相邻，具体为：第一牵引网线路连接到牵引变电所的α相母线，第二牵引网线路连接到所述牵引变电所的β相母线；或者，第一牵引网线路连接到牵引变电所的β相母线，第二牵引网线路连接到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩正庆，沈睿，刘淑萍，高仕斌，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：