[发明专利]直流轨道交通系统故障识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及直流轨道交通系统领域，更具体地涉及直流馈电线路继电保护的方法。

背景技术

在直流轨道交通系统中，直流馈电线路继电保护经常使用电流上升率与电流增量保护作为主保护。它的拒动(应动作而未动作)和误动(不应动作而动作)，都会造成直流列车不安全运行，损坏供电设备，使乘客人身安全受到威胁，给国民经济带来巨大损失。

电流上升率与电流增量保护是采用电流上升率作为突变判断，当发生突变后检测延时前后的电流差值，根据差值是否超过限值判断是否故障。由于在实际运行中，存在远端短路及高阻接地短路情况，在延时后可能出现电流差值未超过限值的情况，造成保护拒动；在上行线与下行线双车先后启动的情况下，在延时后可能出现电流差值超过限值的情况，造成保护误动。

发明内容

为解决现有技术容易造成拒动和误动的问题，本发明提供了一种新的直流轨道交通系统故障识别方法。

所述方法利用墨西哥小帽小波变换，包括以下步骤：

被保护元件(如直流馈电线路)的保护装置对霍尔型电流互感器的电流波形经过高次谐波滤除、幅值相位调整、模数转换后进行采样得到电流瞬时值；

当电流有突变时取得电流突变前后电流采样值；

使用电流突变后的采样值计算墨西哥小帽小波变换；由计算出的变换结果终点与启始点的差值与差值预值W与V(W＞V)比较，若计算出的差值大于W则认为属于机车启动情况；若计算出的差值小于V则认为属于机车调速或电流正常波动；若计算出的差值小于W且大于V则认为属于故障情况，保护装置动作，跳开断路器，隔离故障元件，保证轨道交通可靠运行。

本发明可较好地解决长期以来由于在实际运行中，存在远端短路及高阻接地短路的情况，在延时后可能出现电流差值未超过限值的情况，造成的保护装置拒动；在上行线与下行线双车先后启动的情况下，在延时后可能出现电流差值超过限值的情况，造成的保护装置误动；从而提高了保护装置的可靠性。

附图说明

下面结合附图对本发明作详细说明：

图1为本发明的算法流程图；

图2为本发明实施例中远方短路电流进行墨西哥小帽小波变换的第七重小波分解的CWT结果；

图3为本发明实施例中机车启动电流进行墨西哥小帽小波变换的第七重小波分解的CWT结果。

具体实施方式

图1是本发明方法的流程示意图。

步骤S101，保护装置对电流进行采样，得到电流的瞬时采样值存入采样队列；

步骤S102使用电流上升率判据判断电流是否有突变，电流无突变则结束，若有突变则进入步骤S103；

步骤S103从采样队列中取得电流突变后的电流采样值；

步骤S104使用S103中得到的采样值，计算采样值墨西哥小帽小波变换结果；

步骤S105计算墨西哥小帽小波变换终点与起始点的差值；

步骤S106判断S105得到的差值是否大于预设上限值W：

若差值大于W则判为电流为机车启动所产生，进入步骤S109，闭锁保护，进入S110结束；

若差值小于W则进入步骤S107判断S105得到的差值是否大于预设下限值V；

步骤S107：若差值大于V则判为电流为故障情况所产生，进入步骤S108，保护动作跳开断路器，进入S110结束；

若差值小于V则判为电流为机车调速或电流正常波动所产生，进入步骤S109，闭锁保护，进入S110结束。远方短路电流：

单边双机组供电，10kv交流系统，三相双向双绕组牵引变压器，三相6脉波桥式整流，铁三轨馈电，走行轨回流。系统参数如下：

1.交流系统参数：

            Xs＝0.004452/phase(已折算至变压器二次侧值)

2.变压器参数：

变压器容量：1.8MVA

电压比：10.5KV/0.64KV

频率：50HZ

变压器短路阻抗：7％

短路损耗：13KW

各等值参数计算如下：

x_T＝0.0159Ω/phase

r_T＝0.00164Ω/phase

L_T＝0.0506mH/phase

3.640v电缆电阻：0.00010/phase

4.整流器参数：

整流桥臂正向压降：5V

桥臂电阻：0.55mΩ

5.其它接触电阻：0.0005Ω/phase

6.电站直流侧电阻、电感：