基于相间电压减量和电流增量的牵引网异相短路继电保护方法技术

基于相间电压减量和电流增量的牵引网异相短路继电保护方法，采集牵引变电所的α相、β相母线的电压，用一个工频周期以前与当前的相间电压有效值作差得到相间电压减量；采集连接到母线的任一条牵引网馈线的电流，用该牵引网馈线当前与一个工频周期以前的电流有效值作差得到电流增量；若电流增量大于其电流增量整定值，且相间电压减量大于其整定值，则进入延时阶段；若延时阶段中，均满足电流增量大于其电流增量整定值，且相间电压减量大于其整定值，则延时阶段后，跳开该牵引网馈线的所有馈线断路器。本发明专利技术能够快速准确识别发生异相短路故障的牵引网线路，且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，其它不受影响。其它不受影响。其它不受影响。

【技术实现步骤摘要】
基于相间电压减量和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
，特别是基于相间电压减量和电流增量元件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
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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
‑
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间电压减量和电流增量的牵引网异相短路继电保护
方法，特别是对于长供电线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]基于相间电压减量和电流增量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；用一个工频周期以前的相间电压有效值，与当前时刻的相间电压有效值，作差计算得到相间电压减量；
[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；用该牵引网馈线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，作差计算得到电流增量；若该牵引网馈线的电流增量大于其电流增量整定值，且相间电压减量大于其整定值，则进入延时阶段；若延时阶段中，均满足该牵引网馈线的电流增量大于其电流增量整定值，且相间电压减量大于其整定值，则延时阶段后，跳开该牵引网馈线的所有馈线断路器；所述延时阶段中该牵引网馈线的电流增量，由该牵引网馈线的当前时刻电流有效值，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；所述延时阶段中的相间电压减量，由延时阶段起始时刻的一个工频周期以前的相间电压有效值，与当前时刻的相间电压有效值，作差计算得到；
[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；用该牵引网馈线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，作差计算得到电流增量；若该牵引网馈线的电流增量大于其电流增量整定值，且相间电压减量大于其整定值，则进入延时阶段；若延时阶段中，均满足该牵引网馈线的电流增量大于其电流增量整定值，且相间电压减量大于其整定值，则延时阶段后，跳开该牵引网馈线的所有馈线断路器；所述延时阶段中该牵引网馈线的电流增量，由该牵引网馈线的当前时刻电流有效值，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；所述延时阶段中的相间电压减量，由延时阶段起始时刻的一个工频周期以前的相间电压有效值，与当前时刻的相间电压有效值，作差计算得到。
[0016]第二种技术方案：
[0017]基于相间电压减量和电流增量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；用一个工频周期以前的相间电压有效值，与当前时刻的相间电压有效值，作差计算得到相间电压减量；
[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；用该牵引网馈线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，作差计算得到电流增量；若该牵引网馈线的电流增量大于其电流增量整定值，且相间电压减量大于其整定值，则进入延时阶段；若延时阶段中，均满足该牵引网馈线的电流增量大于其电流增量整定值，且相间电压减量大于其整定值，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；所述延时阶段中该牵引网馈线的电流增量，由该牵引网馈线的当前时刻电流有效值，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；所述延时阶段中
的相间电压减量，由延时阶段起始时刻的一个工频周期以前的相间电压有效值，与当前时刻的相间电压有效值，作差计算得到；
[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；用该牵引网馈线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，作差计算得到电流增量；若该牵引网馈线的电流增量大于其电流增量整定值，且相间电压减量大于其整定值，则进入延时阶段；若延时阶段中，均满足该牵引网馈线的电流增量大于其电流增量整定值，且相间电压减量大于其整定值，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；所述延时阶段中该牵引网馈线的电流增量，由该牵引网馈线的当前时刻电流有效值，与延时阶段起始时刻的一个工频周期以前的电流有效值，作差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于相间电压减量和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；用一个工频周期以前的相间电压有效值，与当前时刻的相间电压有效值，作差计算得到相间电压减量；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；用该牵引网馈线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，作差计算得到电流增量；若该牵引网馈线的电流增量大于其电流增量整定值，且相间电压减量大于其整定值，则进入延时阶段；若延时阶段中，均满足该牵引网馈线的电流增量大于其电流增量整定值，且相间电压减量大于其整定值，则延时阶段后，跳开该牵引网馈线的所有馈线断路器；所述延时阶段中该牵引网馈线的电流增量，由该牵引网馈线的当前时刻电流有效值，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；所述延时阶段中的相间电压减量，由延时阶段起始时刻的一个工频周期以前的相间电压有效值，与当前时刻的相间电压有效值，作差计算得到；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；用该牵引网馈线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，作差计算得到电流增量；若该牵引网馈线的电流增量大于其电流增量整定值，且相间电压减量大于其整定值，则进入延时阶段；若延时阶段中，均满足该牵引网馈线的电流增量大于其电流增量整定值，且相间电压减量大于其整定值，则延时阶段后，跳开该牵引网馈线的所有馈线断路器；所述延时阶段中该牵引网馈线的电流增量，由该牵引网馈线的当前时刻电流有效值，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；所述延时阶段中的相间电压减量，由延时阶段起始时刻的一个工频周期以前的相间电压有效值，与当前时刻的相间电压有效值，作差计算得到。2.如权利要求1所述的基于相间电压减量和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所述的基于相间电压减量和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.基于相间电压减量和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：采集牵引变电...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩正庆，何翔照，沈睿，傅祺，刘淑萍，周文，高仕斌，
申请(专利权)人：中国铁路成都局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：