一种电气化铁道AT牵引网分段供电与保护系统技术方案

一种电气化铁道AT牵引网分段供电与保护系统，它在AT牵引网的每一自耦变压器处设置接触网和负馈线对地的电压互感器；每一自耦段内分别设置接触网和负馈线近、远端电流互感器和近、远端断路器；所述的接触网和负馈线电压互感器，接触网和负馈线近、远端电流互感器，接触网和负馈线近、远端断路器均与控制及测量装置相连。该系统能及时、快速、准确地切除、隔离故障，缩小事故及影响范围，提高牵引网供电可靠性；同时选用单极断路器，可减少无关断路器的动作次数，延长其工作寿命。本实用新型专利技术实施起来投资较少，既可用于新线建设，也适用于旧线改造。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电气化铁道AT牵引网分段供电与保护系统。
技术介绍
电气化铁路牵引供电系统由牵引变电所和牵引网构成，牵引网由接触网、钢轨(和地)构成。牵引网一般采用结构简单的直接供电方式。为适应高速铁路大功率列车的运行需求，日本、法国和我国的高速铁路牵引网都采用了自耦变压器(AT)供电方式。为进一步增强供电能力，我国还在近10，OOOkm高速铁路上全部采用了上下行在自耦变压器(AT)处并联的供电方式，称为全并联AT供电方式。由于AT牵引网所构成的电力网络的复杂性，使得牵引网故障概率较高，同时，全并联AT牵引网中任何故障将导致整条牵引网供电中断，大大降低了本来就薄弱的牵引网的可靠性，直接影响、制约高速铁路的良好运行。
技术实现思路
本技术的目的就是提供一种电气化铁道AT牵引网分段供电与保护系统，该系统能及时、快速、准确地切除、隔离和排除故障，缩小事故及影响范围，提高牵引供电的可靠性。本技术解决其技术问题，所采用的技术方案为:一种电气化铁道AT牵引网分段供电与保护系统，其特征在于:所述AT牵引网的每一自耦变压器处设置接触网对地的接触网电压互感器和负馈线对地的负馈线电压互感器；每一自耦段内接触网的近、远端分别设置接触网近、远端电流互感器和接触网近、远端断路器；每一自耦段内的负馈线近、远端分别设置负馈线近、远端电流互感器和负馈线近、远端断路器；所述的接触网电压互感器，负馈线电压互感器，接触网近、远端电流互感器，接触网近、远端断路器，负馈线近、远端电流互感器和负馈线近、远端断路器均与控制及测量装置相连。本技术的工作过程和原理是:控制及测量装置通过采集每一自耦段的自耦变压器处的接触网电压互感器、负馈线电压互感器检测出的接触网和负馈线对地电压，当有接触网对地电压值、负馈线对地电压值小于等于规定值，表明牵引网发生了短路故障，需判定其位置并采取保护动作。此时，控制及测量装置实时同步采集每一自耦段内接触网近、远端电流互感器检测出的接触网近、远两端的接触网电流r及负馈线近、远端电流互感器检测出的负馈线近、远两端的电流，并根据各个自耦段接触网近、远端和负馈线近、远端的电压和电流得到故障潮流符号值，将流入自耦段接触网和负馈线一端的潮流符号值标定为1、流出自耦段接触网和负馈线一端的潮流符号值标定为-1、空载的潮流符号值标定为O。若某自耦段内接触网两端的潮流符号值的和值的绝对值大于等于I时，表明在该段接触网线路上有新的通路形成，据此确定在该段接触网线路上发生了接触网对地短路故障；控制及测量装置令该自耦段的近、远端接触网断路器分闸和重合闸，如是瞬间短路或干扰所致，则会重合闸成功；重合闸失败，则表明短路故障为永久性故障，控制及测量装置令该自耦段的近、远端接触网断路器永久性分闸(直至确认故障排除后，再合闸)；并进而通过短路回路的电抗得出故障点的具体位置。若某自耦段内负馈线两端的潮流符号值的和值的绝对值大于等于I时，表明在该段负馈线线路有新的通路形成，据此确定在该段负馈线线路上发生了负馈线对地短路故障；控制及测量装置令该自耦段的近、远端负馈线断路器分闸和重合闸，如是瞬间短路或干扰所致，则会重合闸成功；重合闸失败，则表明短路故障为永久性故障，控制及测量装置令该自耦段的近、远端负馈线断路器永久性分闸(直至确认故障排除后，再合闸)；并进而通过短路回路的电抗得出故障点的具体位置。若有自耦段内接触网近、远端的潮流符号值的和值的大于等于I且该自耦段内负馈线近、远端的潮流符号值的和值的绝对值也大于等于1，则控制及测量装置判定该自耦段内发生接触网对负馈线短路故障，或发生接触网和负馈线同时对地的短路故障；控制及测量装置令该自耦段两端的接触网断路器和负馈线断路器均分闸，再重合，重合成功，则恢复正常；重合闸失败，则表明短路故障为永久性故障，控制及测量装置令该自耦段两端的接触网断路器和负馈线断路器永久性分闸(直至确认故障排除后，再合闸)；并进而通过短路回路的电抗得出故障点的具体位置。与现有技术相比，本技术的有益效果是:一、本技术通过自耦变压器处接触网电压互感器和负馈线电压互感器检测出每一自耦变压器处的接触网和负馈线的对地电压，再通过每一自耦段内接触网近、远端电流互感器检测出的接触网近、远两端的接触网电流，及负馈线近、远端电流互感器检测出的负馈线近、远两端的电流，进而得到每一自耦段两端的潮流符号值的和值，以测出的每一自耦段两端的潮流符号值的和值作为判据，可方便、可靠地判断出短路故障的类型和具体位置，并及时断开故障所在自耦段两端的断路器，增强了继电保护的选择性、速动性和可靠性，更有效、准确地切除、隔离、排除故障，避免故障影响的扩大化；同时，牵引网中非故障段仍正常供电、继续运行，减少停电范围，在保证牵引供电的可靠性和安全性的前提下，提高了铁路运输的效率。另一方面，值班人员通过变电所或调度室的控制及测量装置，可在供电发生故障状态下，及时、准确了解、掌握牵引网中故障的类型和具体位置，指引维修人员准确赴现场维修、排除故障，保证列车迅速恢复正常运行，也减少了供电发生故障的损失。二、本技术对接触网和负馈线分别选用独立的断路器进行操作，较之现有采用双极断路器对接触网和负馈线进行联动操作，故障时可减少断路器的动作次数，延长其工作寿命。三、本技术可进一步与行车调度信息结合使用，增强牵引网运行方式的可控性和灵活性。四、本技术实施起来投资较少，既可用于新线建设，也适用于旧线改造。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的描述。附图说明图1是本技术实施例的结构示意图。具体实施方式实施例图1示出，本技术的一种具体实施方式为:一种电气化铁道AT牵引网分段供电与保护系统，其特征在于:所述AT牵引网的每一自耦变压器ATn处设置接触网T对地的接触网电压互感器UTn和负馈线F对地的负馈线电压互感器UFn ；每一自耦段η内接触网T的近、远端分别设置接触网近、远端电流互感器ITna、ITnb和接触网近、远端断路器KTna、KTnb ；每一自耦段η内的负馈线F近、远端分别设置负馈线近、远端电流互感器IFna、IFnb和负馈线近、远端断路器KFna、KFnb ；所述的接触网电压互感器UTn，负馈线电压互感器UFn，接触网近、远端电流互感器ITna、ITnb,接触网近、远端断路器KTna、KTnb,负馈线近、远端电流互感器IFna、IFnb^_负馈线近、远端断路器KFna、KFnb均与控制及测量装置相连。图1还示出，本例的工作过程和原理是:控制及测量装置通过采集每一自耦段η的自耦变压器ATn处的接触网电压互感器UTn、负馈线电压互感器UFn检测出的接触网T和负馈线F对地电压，当有接触网对地电压值、负馈线对地电压值小于等于规定值，表明牵引网发生了短路故障，需判定其位置并采取保护动作。此时，控制及测量装置实时同步采集每一自耦AT段η内接触网近、远端电流互感器ITna、ITnb检测出的接触网T近、远两端的接触网电流及负馈线近、远端电流互感器IFna、IFnb检测出的负馈线F近、远两端的电流，并根据各个自耦段η接触网近、远端和负馈线近、远端的电压和电流得到故障潮流符号值，将流入自耦段接触网和负馈线一端的潮流符号值标定为1、流出自耦段接触网和负馈线一端的潮流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电气化铁道AT牵引网分段供电与保护系统，其特征在于：所述AT牵引网的每一自耦变压器(ATn)处设置接触网(T)对地的接触网电压互感器(UTn)和负馈线(F)对地的负馈线电压互感器(UFn)；每一自耦段(n)内接触网(T)的近、远端分别设置接触网近、远端电流互感器(ITna、ITnb)和接触网近、远端断路器(KTna、KTnb)；每一自耦段(n)内的负馈线(F)近、远端分别设置负馈线近、远端电流互感器(IFna、IFnb)和负馈线近、远端断路器(KFna、KFnb)；所述的接触网电压互感器(UTn)，负馈线电压互感器(UFn)，接触网近、远端电流互感器(ITna、ITnb)，接触网近、远端断路器(KTna、KTnb)，负馈线近、远端电流互感器(IFna、IFnb)，负馈线近、远端断路器(KFna、KFnb)均与控制及测量装置相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李群湛，贺建闽，黄彦全，陈民武，陈学光，邓云川，刘炜，郭锴，刘惠德，王茜，刘津云，陈纪纲，曹广河，杨振龙，黄足平，宫衍圣，吴命利，陈敏，苏鹏程，柴书明，吴凤娟，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：实用新型
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