[發明專利]全貫通式柔性牽引供電系統的接觸網差動保護方法及裝置

有效

• 申請號: 202110259707.4
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN112803381B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 李笑倩;趙印軍;魏應冬;李增勤;郭旭;林云志;李子明;柴淑穎;黃天嘯;李偉瑞
• 申請（專利權）人: 清華大學;中鐵電氣化局集團有限公司;中鐵電氣工業有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H3/26
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 韓海花

本申請公開了一種全貫通式柔性牽引供電系統的接觸網差動保護方法及裝置，接觸網設置有斷路器，其中，方法包括：采集接觸網斷路器處的電壓信號和電流信號；根據電流信號確定電流變化率，并根據電流變化率和預設的差動計算原則進行差動判據選擇，并根據選擇的差動判據采取對應保護動作；根據電壓信號和電流信號確定阻抗值，并根據阻抗值和預設距離閾值進行每段接觸網的保護區劃分，以作為差動保護的后備保護。由此，通過采集計算接觸網斷路器處電壓信號和電流信號，通過差動原理對接觸網進行保護，并通過距離保護進行后備保護。

技術領域

本申請涉及及軌道工程的電氣自動化技術領域，特別涉及一種全貫通式柔性牽引供電系統的接觸網差動保護方法及裝置。

背景技術

電分相環節及自動過分相問題一直嚴重制約著高速、重載列車的安全可靠運行。另一方面，電氣化鐵路牽引供電系統對于外部電力系統而言具有三相分布不對稱性、沖擊性、非線性等特點，在現行電網條件下，成倍增長的牽引負荷使包括負序、諧波等在內的電能質量問題正日顯突出，成為影響電力系統和電鐵負荷安全穩定運行的重要因素。

貫通式柔性牽引供電系統技術，基于靜止功率變換器(Static Power Converter，SPC)，可實現供電網與接觸網完全解耦，無需濾波裝置和無功補償裝置，全線可徹底取消電分相，并提高接觸網供電品質、供電可靠性和供電能力以及供電系統故障穿越能力，便于儲能和新型綠色能源的接入，具有很好的發展前景，是未來的發展趨勢。

接觸網保護是貫通式柔性交流牽引供電技術安全穩定運行和廣泛應用的關鍵和難點問題。常規非全貫通方式下，接觸網故障電流由常規變壓器提供，短路電流非常大，線路具有較大殘壓，一般選用距離保護作為主保護。但是，在貫通式柔性交流牽引供電方式下，接觸網故障電流完全由牽引所內的電力電子變流器提供，短路電流較小，往往低于正常負載電流，線路殘壓基本非常低，可能導致距離保護因測量不準而拒動。

此外，貫通式柔性牽引供電系統中，接觸網上一般配置斷路器，接觸網保護依靠接觸網斷路器來實現。一般地，對于由異相供電改造成的貫通式柔性供電系統，接觸網斷路器為與單側或者雙側電分相并聯的斷路器；對于新建的貫通式柔性牽引供電系統，接觸網斷路器為與絕緣電分段并聯的斷路器。在這種系統結構下，接觸網故障時，多個接觸網斷路器的電流可能相等，不能夠再采用過電流保護作為后備保護。

因此，針對含接觸網斷路器的貫通式柔性牽引供電系統，有必要研究新型的接觸網主保護和后備保護。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的第一目的在于提出一種全貫通式柔性牽引供電系統的接觸網差動保護方法，通過采集計算接觸網斷路器處電壓信號和電流信號，通過差動原理對接觸網進行保護，并通過距離保護進行后備保護。

本發明的第二個目的在于提出一種全貫通式柔性牽引供電系統的接觸網差動保護裝置。

本發明的第三個目的在于提出一種電子設備。

本發明的第四個目的在于提出一種計算機可讀存儲介質。

為達到上述目的，本申請第一方面實施例提供一種全貫通式柔性牽引供電系統的接觸網差動保護方法，所述接觸網設置有斷路器，所述方法包括以下步驟：

采集接觸網斷路器處的電壓信號和電流信號；

根據所述電流信號確定電流變化率，并根據所述電流變化率和預設的差動計算原則進行差動判據選擇，并根據選擇的差動判據采取對應保護動作；以及

根據所述電壓信號和所述電流信號確定阻抗值，并根據所述阻抗值和預設距離閾值進行每段接觸網的保護區劃分，以作為差動保護的后備保護。

可選地，所述根據選擇的差動判據采取對應保護動作，包括：