[發明專利]地鐵牽引供電系統直流側短路故障測距裝置及方法

有效

• 申請號: 201210004742.2
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102707190A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 馬金芳;于龍;閆祖順;池代臻;周文衛;馬婷
• 申請（專利權）人: 成都唐源電氣有限責任公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐宏;吳彥峰

技術領域

????本發明涉及電力系統故障測距領域，特別是城市軌道交通供電系統直流側短路的故障測距。

背景技術

????鐵路接觸網沿線有許多電動車組高速動態取流，使得接觸網晝夜不停的處在振動、摩擦、電弧、伸縮的動態運行狀態中，接觸網與行走軌之間發生短路故障的可能性較一般電力線路的概率要大得多。地鐵輸電線路發生故障之后，需要盡快判斷出故障位置，排除故障，及時恢復地鐵正常供電。

????輸電線路故障分為瞬時性故障和永久性故障。瞬時性故障是通過重合閘可以恢復供電的故障類型，但是故障點往往是薄弱點，這些薄弱點需要盡快找到并加以處理，以免二次故障或發展成永久性故障。永久性故障時，重合閘不成功，電力系統停止供電，此時必須快速查明故障并加以排除，保障地鐵運輸計劃的正常運行。

地鐵牽引供電系統中，在一條地鐵線路上一般分布有10多個牽引變電所及降壓變電所，每個牽引變電所中的整流機組將35Kv或33Kv的交流電轉變為1500V的直流電，整流機組引出4條供電支路分別為地鐵軌道兩邊的上行接觸網、下行接觸網供電。

圖1顯示的是兩個變電所之間地鐵牽引供電系統的供電原理圖，每個變電所整流機組引出4條供電支路701、702、703、704，其中變電所1中的支路701為該區段中的上行接觸網供電，支路702為該區段中的下行接觸網供電；變電所2中的支路703為該區段中的上行接觸網供電，704為該區段中的下行接觸網供電。

圖中的F點表示在該處區段的下行接觸網與下行走行軌發生短路。

????地鐵接觸網故障測距裝置，能實現故障點的精確定位，可以減輕地鐵供電維護部門的巡線負擔；能夠有效發現故障造成的安全隱患，采取相應措施提高地鐵運輸的可靠性；迅速排除故障，縮短停電時間，減少由于停電造成的損失。地鐵接觸網故障測距不僅有利于及時發現并排除故障，保證牽引網正常工作，而且對于地鐵系統的安全、可靠和經濟運行都是非常重要的，具有巨大的社會和經濟綜合效益。

????現有技術中電力系統中常用的故障測距方法主要是阻抗法和行波法。

?????阻抗法根據故障時測量到的電壓、電流量計算故障距離，假設線路長度和阻抗成正比，從而求出故障測距裝置到故障點的距離。

?????行波法根據行波傳輸理論進行故障測距，可以分為單端行波測距和雙端行波測距。單端行波測距時，當輸電線路發生故障時，從母線向故障點傳播的行波經過一段時間之后，又從故障點反射回來，時間間隔與故障距離成正比，通過檢測這個時間間隔即可以進行故障測距。雙端行波測距算法利用故障點產生的行波第一次到達兩端的時間差實現測距。行波法故障測距理論上不受線路類型、過渡電阻、兩側系統阻抗的影響，但是對硬件要求較高，采樣速度快，并對大量數據的存儲和分析提出了較高要求。

??然而電力系統常用的阻抗法和行波法在地鐵中直接應用難度很大，通常阻抗法是利用電氣量的工頻分量進行故障測距，而地鐵供電系統中使用直流供電；而行波通常以接近光速的速度傳播，行波法測距更適用于高電壓等級、長距離線路的故障測距，但是地鐵供電臂只有數公里，額定電壓1500V，應用行波法沒有意義。

發明內容

本發明的目的是提供適用于鐵路尤其是地鐵牽引供電系統短路故障測距裝置及方法。

本發明采用的技術方案是這樣的：一種地鐵牽引供電系統直流側短路故障測距裝置，包括上位機，在兩個或兩個以上的雙邊供電的牽引變電所分別設置有：分流器、4個電流采樣單元、1個電壓采樣單元、AD轉換器組、控制處理單元、授時單元、無線信號發送單元；?

在每個變電所處：?4個電流采樣單元中有2個電流采樣單元通過分流器分別采集該變電所A邊軌道支路的上行接觸網電流及下行接觸網電流，另外2個電流采樣單元通過分流器分別采集該變電所B邊軌道支路上行接觸網電流及下行接觸網電流；

???所述電壓采樣單元采集該變電所A邊軌道支路的上行接觸網電壓或者A邊軌道支路的下行接觸網電壓或者B邊軌道支路上行接觸網電壓或者B邊軌道支路下行接觸網電壓；