[發明專利]一種電氣化鐵路AT牽引網故障定位方法

有效

• 申請號: 201710957120.4
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107797027B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 馬慶安;李群湛;劉煒;陳民武;解紹鋒
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

本發明公開一種電氣化鐵路AT牽引網故障定位方法，涉及電氣化鐵路牽引供電技術領域，可自動確定故障類型和故障位置，其原理是：分別假設接觸網T～鋼軌R之間、正饋線F～鋼軌R之間發生短路故障，根據AT牽引網的計算模型，以AT吸上電流分布的理論值和實際值的誤差最小為優化目標進行優化；比較兩種短路故障情況下的電流分布誤差最小值，數值較小所對應的故障類型即為該次故障的故障類型，所對應的位置即為所該次故障的故障位置。該方法與AT吸上電流相比，可降低故障區段兩端的AT吸上電流誤差所帶來的故障定位誤差。本發明結構簡單，投資較少，便于實施，既可用于新線建設和也適用于舊線改造。

技術領域

本發明涉及電氣化鐵路牽引供電技術領域。

背景技術

高速鐵路普遍采用AT供電方式。AT牽引網結構復雜且無備用，故障發生幾率較高。為提高鐵路的運輸效率，需盡快確定故障位置和類型。既有的故障定位算法比較多。全并聯運行時可使用上下行電流比法或橫聯線電流比法進行故障定位。對于復線AT牽引網上下行分開供電、V停檢修或單線AT牽引網，上下行電流比法或橫聯線電流比法不再適用，此時可由AT吸上電流比法來進行故障定位。然而，由于以下原因：

1)短路時的電流測量一般不完全同步，電流互感器也可能存在飽和，導致電流的測量存在誤差；

2)AT漏抗的存在使AT吸上電流比曲線的斜率更小，電流誤差引起的定位精度較差；

3)鋼軌和PW(保護線)通過CPW(保護線用連接線)經約1.5km連接一次，使AT吸上電流的分布規律更為復雜；

4)短路試驗會給電力系統、牽引供電系統的相關設備帶來沖擊，故短路試驗次數一般比較少，AT吸上電流比法可使用的短路數據也非常有限。

AT吸上電流比法故障定位精度較差。

發明內容

本發明的目的是提供一種電氣化鐵路AT牽引網故障定位方法，它能有效提高AT牽引網的故障定位精度，且無需短路試驗。

AT吸上電流比法僅使用故障AT段兩側AT的吸上電流數值，忽略了另外一個AT吸上電流。從系統的觀點來看，AT吸上電流比法忽略了其他相關信息。為充分利用相關信息，本發明提出了一種基于AT吸上電流分布的故障定位方法。該方法不僅使用了故障區段的AT吸上電流信息，還充分利用了其他AT吸上電流信息，故可提高故障定位精度。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種電氣化鐵路AT牽引網故障定位方法，可自動確定故障類型和故障位置：分別假設接觸網T～鋼軌R之間、正饋線F～鋼軌R之間發生短路故障，根據AT牽引網的計算模型，以AT吸上電流分布的理論值和實際值的誤差最小為優化目標進行優化；比較兩種短路故障情況下的電流分布誤差最小值，數值較小所對應的故障類型即為該次故障的故障類型，所對應的位置即為該次故障的故障位置。

步驟一、形成牽引供電系統模型：

基于多導體傳輸線理論或廣義對稱分量法建立AT牽引網的計算模型，供電線較長時，為提高故障定位精度，建模時應考慮供電線的影響。

步驟二、故障發生時，讀入各電流互感器測得的電流，并計算各AT吸上電流標幺值：

當AT牽引網發生故障時，可根據導體即接觸網T、正饋線F的量測電流由廣義對稱分量法求出實際短路電流。

對于單線AT牽引網，短路電流為：

其中，分別為從牽引變電所流向接觸網T、正饋線F的電流。

對于復線AT牽引網，短路電流為：

其中，分別為從牽引變電所流向上下行接觸網T、正饋線F的電流。