[發(fā)明專利]一種電氣化鐵路AT牽引網(wǎng)故障定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710957120.4
• 申請(qǐng)日: 2017-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN107797027B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬慶安;李群湛;劉煒;陳民武;解紹鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/08
• 分類號(hào): G01R31/08
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

1.一種電氣化鐵路AT牽引網(wǎng)故障定位方法，分別假設(shè)接觸網(wǎng)T～鋼軌R之間、正饋線F～鋼軌R之間發(fā)生短路故障，根據(jù)AT牽引網(wǎng)的計(jì)算模型，以AT吸上電流分布的理論值和實(shí)際值的誤差最小為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化；比較兩種短路故障情況下的電流分布誤差最小值，數(shù)值較小所對(duì)應(yīng)的故障類型即為該次故障的故障類型，所對(duì)應(yīng)的位置即為所該次故障的故障位置；該方法的實(shí)現(xiàn)步驟為：

步驟一、形成牽引供電系統(tǒng)模型：

基于多導(dǎo)體傳輸線理論或廣義對(duì)稱分量法建立AT牽引網(wǎng)的計(jì)算模型，供電線較長(zhǎng)時(shí)，為提高故障定位精度，建模時(shí)應(yīng)考慮供電線的影響；

步驟二、故障發(fā)生時(shí)，讀入各電流互感器測(cè)得的電流，并計(jì)算各AT吸上電流標(biāo)幺值：

當(dāng)AT牽引網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，可根據(jù)導(dǎo)體即接觸網(wǎng)T、正饋線F的量測(cè)電流由廣義對(duì)稱分量法求出實(shí)際短路電流；

對(duì)于單線AT牽引網(wǎng)，短路電流為：

其中，分別為從牽引變電所流向接觸網(wǎng)T、正饋線F的電流；

對(duì)于復(fù)線AT牽引網(wǎng)，短路電流為：

其中，分別為從牽引變電所流向上下行接觸網(wǎng)T、正饋線F的電流；

電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化時(shí)，各AT吸上電流的大小也隨之變化，為消除其影響，可將各AT測(cè)出的吸上電流模值I′_ATj除以牽引變壓器二次側(cè)的短路電流模值I_sc，得到用標(biāo)幺值表示的AT吸上電流，下標(biāo)中的“j”表示第j個(gè)AT，j＝1，2，3；

由于AT吸上電流的非同步性，各AT吸上電流的量測(cè)值取模值；當(dāng)將其與計(jì)算值相比時(shí)，計(jì)算值也取模值；

將測(cè)得的各AT吸上電流模值I′_ATj除以短路電流模值I_sc，得AT吸上電流的標(biāo)幺值I′_ATj*，可得故障時(shí)AT吸上電流的實(shí)際分布；

步驟三、分別假設(shè)接觸網(wǎng)T～鋼軌R之間、正饋線F～鋼軌R之間發(fā)生短路故障，設(shè)定故障位置初值：

因故障類型未知，可分別假設(shè)接觸網(wǎng)T～鋼軌R之間、正饋線F～鋼軌R之間發(fā)生短路故障，最后根據(jù)電流分布誤差大小作為判定故障類型的依據(jù)，即認(rèn)為與電流分布實(shí)際值最接近的故障類型為該次故障的類型；

優(yōu)化計(jì)算需要有一個(gè)故障位置的初值；以AT吸上電流比計(jì)算出的故障位置作為初值，或?qū)⒐╇姳鄣娜我晃恢米鳛槌踔担?/p>

步驟四、以AT吸上電流分布誤差最小為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，計(jì)算故障位置最終值：

根據(jù)以上分析，AT吸上電流分布的誤差I(lǐng)_ε實(shí)際上應(yīng)為：

其中，I_ATj和I′_ATj分別為第j個(gè)AT吸上電流的理論值和量測(cè)值即模值，下標(biāo)中“*”表示標(biāo)幺值；

以AT吸上電流分布的計(jì)算值和實(shí)際值的誤差最小為優(yōu)化目標(biāo)，利用優(yōu)化算法，調(diào)整故障位置；

步驟五、將兩種情況下的AT吸上電流分布誤差進(jìn)行比較，其值較小的AT吸上電流分布更與量測(cè)值相符合，其相對(duì)應(yīng)的故障類型即為該次故障的故障類型，其對(duì)應(yīng)的位置即為該次故障的故障位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電氣化鐵路AT牽引網(wǎng)故障定位方法，其特征在于：所述短路電流可根據(jù)與短路點(diǎn)相連的支路電流滿足電流基爾霍夫定律來(lái)求得。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電氣化鐵路AT牽引網(wǎng)故障定位方法，其特征在于：所述優(yōu)化算法的實(shí)現(xiàn)通過(guò)Nelder-Mead單純形、遺傳算法、蟻群算法、粒子群算法、魚群算法、模擬退火算法。