基于相间低电压过电流的牵引网异相短路继电保护方法技术

本发明专利技术公开了基于相间低电压过电流的牵引网异相短路继电保护方法，包括：采集牵引变电所的α相母线的电压和β相母线的电压，作差计算得到相间电压有效值；分别采集连接到α相母线和连接到β相母线的任一条牵引网馈线的电流，计算得到该牵引网馈线的电流有效值；若该牵引网馈线的电流有效值大于其电流整定值，且相间电压有效值小于其整定值，则进入延时阶段；若延时阶段均满足该牵引网馈线的电流有效值大于其电流整定值，且相间电压有效值小于其整定值，则延时阶段后，跳开该牵引网馈线的所有馈线断路器。本发明专利技术实现简单，保护装置之间不需要通信和同步，仅切除发生异相短路故障的牵引网线路，其它牵引网以及牵引变压器等不受影响。影响。影响。

【技术实现步骤摘要】
基于相间低电压过电流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
，特别是基于相间低电压过电流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
‑
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
‑
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
‑
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
‑
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间低电压过电流的牵引网异相短路继电保护方法，特别是对于重负荷下发生的异相短路故障，能在牵引网异相短路故障后快速识别并隔离故
障，实现保护。
[0010]实现本专利技术目的的技术方案如下：
[0011]第一种技术方案：
[0012]基于相间低电压过电流的牵引网异相短路继电保护方法，包括：
[0013]采集牵引变电所的α相母线的电压和β相母线的电压，作差计算得到相间电压有效值；
[0014]采集连接到α相母线的任一条牵引网馈线的电流，计算得到该牵引网馈线的电流有效值；若该牵引网馈线的电流有效值大于其电流整定值，且相间电压有效值小于其整定值，则进入延时阶段；若延时阶段均满足该牵引网馈线的电流有效值大于其电流整定值，且相间电压有效值小于其整定值，则延时阶段后，跳开该牵引网馈线的所有馈线断路器；
[0015]采集连接到β相母线的任一条牵引网馈线的电流，计算得到该牵引网馈线的电流有效值；若该牵引网馈线的电流有效值大于其电流整定值，且相间电压有效值小于其整定值，则进入延时阶段；若延时阶段均满足该牵引网馈线的电流有效值大于其电流整定值，且相间电压有效值小于其整定值，则延时阶段后，跳开该牵引网馈线的所有馈线断路器。
[0016]第二种技术方案：
[0017]基于相间低电压过电流的牵引网异相短路继电保护方法，包括：
[0018]采集牵引变电所的α相母线的电压和β相母线的电压，作差计算得到相间电压有效值；
[0019]采集连接到α相母线的任一条牵引网馈线的电流，计算得到该牵引网馈线的电流有效值；若该牵引网馈线的电流有效值大于其电流整定值，且相间电压有效值小于其整定值，则进入延时阶段；若延时阶段均满足该牵引网馈线的电流有效值大于其电流整定值，且相间电压有效值小于其整定值，则延时阶段后，跳开该牵引网馈线的所有馈线断路器，并跳开该牵引网馈线电分相对应的连接到β相母线的牵引网馈线的所有馈线断路器；
[0020]或者，
[0021]采集连接到β相母线的任一条牵引网馈线的电流，计算得到该牵引网馈线的电流有效值；若该牵引网馈线的电流有效值大于其电流整定值，且相间电压有效值小于其整定值，则进入延时阶段；若延时阶段均满足该牵引网馈线的电流有效值大于其电流整定值，且相间电压有效值小于其整定值，则延时阶段后，跳开该牵引网馈线的所有馈线断路器，并跳开该牵引网馈线电分相对应的连接到α相母线的牵引网馈线的所有馈线断路器。
[0022]上述两种技术方案，进一步的，所述连接到α相母线的牵引网馈线、连接到β相母线的牵引网馈线，包括T线；所述牵引网馈线的电流为T线电流。
[0023]更进一步的，所述连接到α相母线的牵引网馈线、连接到β相母线的牵引网馈线，还包括F线；所述牵引网馈线的电流，由T线电流和F线电流合并。
[0024]本专利技术的有益效果在于，
[0025](1)为变电所的馈线保护配置基于相间低电压过电流的保护，利用异相短路时相间电压较低且故障线路电流较大的故障特征，当相间电压低于整定值且馈线电流大于整定值时启动保护，能够快速准确识别发生异相短路故障的牵引网线路。
[0026](2)实现简单，保护装置之间不需要通信和同步，仅切除发生异相短路故障的牵引网线路，其它牵引网以及牵引变压器等不受影响。
[0027](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。
附图说明
[0028]图1是异相短路故障示意图。
[0029]图2是保护1动作逻辑图。
[0030]图3是保护2动作逻辑图。
[0031]图4是保护3动作逻辑图。
[0032]图5是保护4动作逻辑图。
[0033]图6是双断路器模式全并联AT供电系统示意图。
[0034]图7是单断路器模式全并联AT供电系统示意图。
[0035]图8是复线直供系统示意图。
[0036]图9是单线直供系统示意图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图对本专利技术进一步说明。
[0038]牵引变电所从三相电网取电，向不同相的两条母线馈电，称为α相(超前相)母线和β相(滞后相)母线。牵引网馈线分别连接到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于相间低电压过电流的牵引网异相短路继电保护方法，其特征在于，包括：采集牵引变电所的α相母线的电压和β相母线的电压，作差计算得到相间电压有效值；采集连接到α相母线的任一条牵引网馈线的电流，计算得到该牵引网馈线的电流有效值；若该牵引网馈线的电流有效值大于其电流整定值，且相间电压有效值小于其整定值，则进入延时阶段；若延时阶段均满足该牵引网馈线的电流有效值大于其电流整定值，且相间电压有效值小于其整定值，则延时阶段后，跳开该牵引网馈线的所有馈线断路器；采集连接到β相母线的任一条牵引网馈线的电流，计算得到该牵引网馈线的电流有效值；若该牵引网馈线的电流有效值大于其电流整定值，且相间电压有效值小于其整定值，则进入延时阶段；若延时阶段均满足该牵引网馈线的电流有效值大于其电流整定值，且相间电压有效值小于其整定值，则延时阶段后，跳开该牵引网馈线的所有馈线断路器。2.如权利要求1所述的基于相间低电压过电流的牵引网异相短路继电保护方法，其特征在于，所述连接到α相母线的牵引网馈线、连接到β相母线的牵引网馈线，包括T线；所述牵引网馈线的电流为T线电流。3.如权利要求2所述的基于相间低电压过电流的牵引网异相短路继电保护方法，其特征在于，所述连接到α相母线的牵引网馈线、连接到β相母线的牵引网馈线，还包括F线；所述牵引网馈线的电流，由T线电流和F线电流合并。4.基于相间低电压过电流的牵引网异相短路继电保护方法，其特征在于，包括：采集牵引变电...

【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：