[发明专利]基于电流方向和次数的线路故障检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力检测领域，尤其涉及基于电流方向和次数的线路故障检测方法。

背景技术

铁路自闭/贯通供电线路沿铁路线分布，每40～60公里设一个配电所，配电所的电源进线取自地方电力系统，两个配电所的自闭出线或贯通出线构成一个供电区间（臂），两侧互为主备供，每个供电区间由车站开关划分为若干线段，每个水电段管理多个供电区间。

图1是一个典型的自闭或贯通供电线路区间。

线路供电区间的运行方式：主备供配电所出线开关保护的运行方式决定了该区间的运行方式，铁路水电系统供电区间常见的运行方式包括：

（1）备投-重合模式，最常见的工作模式；

当发生永久性相间短路故障（大电流故障）时，主供侧保护动作，开关0秒速断；备投方经备投时间后备投，备投失败；主供侧经重合闸时间重合，重合失败，全线失电。

（2）单备投模式

当发生永久性相间短路故障（大电流故障）时，主供侧保护动作，开关0秒速断；备投方经备投时间后备投，备投失败，全线失电。

（3）单重合模式

当发生永久性相间短路故障（大电流故障）时，主供侧保护动作，开关0秒速断；主供侧经重合闸时间重合，重合失败，全线失电。

（4）重合-备投模式

与备投-重合模式相比，重合-备投模式只是备投、重合的先后次序发生了变化；

当发生永久性相间短路故障（大电流故障）时，主供侧保护动作，开关0秒速断；主供侧开关经重合闸时间重合，重合失败；备投方经备投时间后备投，备投失败，全线失电。

目前的解决方案

二分法：所谓二分法，就是当发生永久性故障时，先将供电臂中间的开关打开，再从一个配电所送电，如果送电成功，则说明故障存在于另一半供电臂，如果送电不成功，则说明故障存在于此半供电臂。

     如图2所示，当K1点出现永久故障时，先打开2号开关，从甲所送电，合闸送电成功，则说明故障在2号开关至乙配电之间，然后再打开4号开关，从甲所送电，由于合闸于故障点上，甲所合闸失败，则说明故障点在4号开关至2号开关之间，再打开3号开关，甲所送电，送电成功，则说明故障点在3号开关和4号开关之间。

      二分法有手动和远动二种，手动是人工去开合开关，远动是通过遥控开合开关。

主站法：主站法是在每个开关上安装检测装置FTU，检测流过此开关的故障电流，把检测到的故障电流信息通过通信信道送到主站，最后由主站软件进行判断，判断出故障在哪两个开关之间。

主站法的系统构成一般由主站、FTU、配电所出线开关保护单元和通信网络等组成，系统结构如图3所示。

   主站法的定位原理如图4所示

    备投－重合模式

经过完整的备投-重合过程之后，感受到两次故障的FTU和感受到一次故障的FTU之间为永久性故障点。

如图4所示，当甲所主供时，若K1点出现相间短路故障，则FTU1和FTU2分别感受到过流故障，甲所出线开关跳开，乙所备投投入，这样由于故障没有消除，FTU3和FTU4也分别感受到一次过流故障，并且乙所得出线开关也跳开；甲所的重合闸投入，再次合到故障上，这样FTU1和FTU2会第二次感受到故障，甲所出线开关第二次跳开，全线失压。

这样根据FTU1和FTU2感受到两次故障，FTU3和FTU4感受到一次故障，可以很容易的确定故障点的位置在FTU2和FTU3之间。

单备投模式

发生故障备投失败后，FTU1、FTU2、FTU3、FTU4均感受到一次过流故障，不同的是FTU1、FTU2感受的时间是一致的，FTU3、FTU4感受的时间是一致的，并且FTU1、FTU2和FTU3、FTU4感受到的时间相差在120ms左右，因为备投的时间为120ms，这要求各个FTU的时间标尺要高度一致，相差精度要达到10ms级别，否则不能判断出故障。

单重合模式