[發明專利]一種基于IEC61850的鐵路牽引供電系統饋線保護裝置

在審

• 申請號: 201410769286.X
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN105790229A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 王維廣;羅楊;陳云洲;劉志遠;何勁松;何順江
• 申請（專利權）人: 成都交大運達電氣有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于IEC61850的鐵路牽引供電系統饋線保護裝置，屬于鐵路電力領域。

背景技術

鐵路作為國民經濟大動脈、國家重要基礎設施和大眾化交通工具，在我國經濟社會發展中起著至關重要的作用，擁有無可替代的地位。截止到2012年底，全國鐵路營業里程達到9.8萬公里，居世界第二位，高鐵運營里程達到9356公里，居世界第一位。根據十二五規劃，到2015年，全國鐵路營業里程要達12萬公里左右，并且電化率要達到60%左右，伴隨而來的必將是電氣化鐵路大規模的新建和改擴建工程。電氣化鐵路的重要組成部分是牽引供電系統，而牽引變電所是牽引供電系統的兩大核心組成部分之一，是牽引供電系統的電源供給者，因此建設技術先進、運行穩定的牽引變電所是保證牽引供電系統乃至整個電氣化鐵路運輸系統安全、可靠、高效運行的關鍵因素。而應用IEC61850標準的牽引變電所將具備諸多顯著優勢，如分層架構、全站信息數字化、通信平臺網絡化等等，它克服了傳統牽引變電所的缺點，代表了未來的發展方向。

IEC61850標準擁有開放的，面向未來的技術體系，是目前最為先進、最全面、能夠覆蓋整個變電站通信系統和通信網絡的最新國際標準。它總結了UCA2.0及IEC60870系列標準經驗，具有面向對象的數據建模、通信數據自描述、傳輸信息分層、抽象通信服務接口和特定通信服務映射獨立、支持互操作等特點，在全世界范圍內受到廣泛關注。國外大公司如西門子、ABB、ALSTOM等對該標準的理論研究已經成熟，推出了支持IEC61850的產品，并有成功的工程應用。國內對IEC61850標準也非常重視，已經迅速將IEC61850轉化，作為電力行業推薦標準頒布，并貫徹執行，極大的推動了我國變電站自動化水平。國內電力行業主要的產品生產商都在積極研制基于IEC61850的新型變電站自動化系統產品，并有諸多成功案例。

與此同時，鐵路電力相關行業的企業也在積極跟蹤和研究IEC61850的最新發展動向，將IEC61850標準應用到最新的系統和裝置中。應用IEC61850標準的一個首要任務是建立符合該標準的智能電子設備（IED）模型。IEC61850基于功能自由分布和分配的概念，對IED的所有功能進行了分解，用邏輯節點LN（LogicalNode）來描述這些功能，LN是功能劃分的最小單位，若干個LN配合完成一個特定功能；一組相關LN組成一個邏輯設備LD（LogicalDevice）；服務器（SERVER）是IED等效功能的抽象模型，代表IED的外部可視性。IEC61850詳細制定了面向對象的數據模型，并用SCL語言對IED配置進行了描述。這些特點使得基于IEC61850的IED模型和傳統的IED信息描述有重要區別。

在牽引變電所內眾多二次智能電子設備中，饋線保護裝置是非常重要的IED，它負責保護牽引供電系統供電線路，即饋線或者說接觸網，而電氣化鐵路牽引供電系統與一般三相交流供電線路相比較，有許多不同的特點：單相；機車負荷通過移動接觸直接從網上取流，包含有較大的諧波分量；回路阻抗大；在系統最小運行方式下供電臂末端短路時，短路電流在數值上可能與最大負荷電流相差不多；運行條件惡劣，故障率較大且無備用等等。為此，要求牽引變電所饋線保護的主保護即距離保護應具有高度的可靠性和靈敏度；而且當接觸網發生故障后，需要準確定位故障位置，要求饋線保護裝置具備故障測距功能，故障測距對及時修復供電線路，減少因停電導致的運輸中斷具有重要作用。由此可見，如何合理劃分功能并建立相應的邏輯節點LN，并以此為基礎建立饋線保護裝置的距離保護模型和故障測距模型，是應用IEC61850標準的首要前提和關鍵因素。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于IEC61850的鐵路牽引供電系統饋線保護裝置模型，以解決鐵路牽引供電系統應用IEC61850標準進行饋線保護裝置復雜功能建模的問題，滿足交流電氣化鐵路饋線保護特殊要求，拓展了IEC61850標準的應用領域。

為實現上述目的，本發明建立了以距離保護為主保護、具備故障測距功能的饋線保護裝置數據模型，步驟如下：

1）定義牽引供電系統距離保護LN和牽引供電阻抗特性LN的數據模型，以此為基礎建立了由多個功能配合而構成的復雜的距離保護模型；

2）定義牽引供電系統電抗距離表LN的數據模型，以此為基礎建立了故障測距模型；