[发明专利]一种复线直供系统接触网的故障定位方法和系统

说明书

本发明公开了一种复线直供系统接触网的故障定位方法，包括以下步骤：确定分段并获取接触网单位电抗和地回流回路单位电抗；采集故障发生时的电压电流信息，计算短路电抗；确定故障侧；计算故障位于各网点处时的短路电抗；进行故障定位。本发明还公开了一种复线直供系统接触网的故障定位系统。利用本发明的方法可消除现有技术在末端并联复线直供系统接触网的故障定位计算中的非故障侧电流造成的总短路电抗偏大的误差，提高故障定位的准确度，在铁路接触网出现故障时，准确指导抢修，减少铁路停运时间。

技术领域

本发明涉及电力系统保护领域，尤其是一种复线直供系统接触网的故障定位方法和系统。

背景技术

电气化铁道有着运营成本低，能合理、综合利用能源等优点。由于动车组结构、速度、动力特性需要，全部为电力驱动。在铁路电气化区段牵引供电系统已和信号系统、工务系统一同成为不可或缺的重要组成部分。接触网是牵引供电系统中的重要组成部分，由于其设置的特殊性(机电合一，露天设置，动态工作，没有备用)，所以一旦发生故障将会直接影响牵引供电系统的正常运行，严重时还会中断电气化铁路的行车功能。准确的故障定位可以有效提高输电线路运行的可靠性，减少因停电造成的重大综合损失，减轻人工巡线的劳动强度。牵引供电系统根据不同供电方式，接触网故障测距原理不同，主要有电抗型和电流型。

当采用单线直接供电方式时，故障点的测距一般采用分段线性电抗逼近法测距原理。该原理是通过测量牵引变电所至故障点的短路电抗值的方法来计算故障点距离。由于测量数值只反映线路电抗值，不受过渡电阻变化影响，相对误差较小。由于沿线接触网结构的变化，各分段牵引网阻抗就具有不同的单位电抗特性。因此，故障点测距装置通常是将电抗-距离特性根据实际供电臂情况做分段线性化处理(如图1所示)，以消除测量误差。该处理方法主要是依据线路线径、材料、架构方式等不同来进行分段。整定时输入线路各分段点对应的公里数及该分段内的单位电抗值，故障发生时测量短路电抗并计算故障点位置，各综合自动化设备厂家微机馈线保护装置即可实现该功能。

当采用复线直接供电方式时，现有技术是通过使用保护装置来依照分段线性电抗逼近法测距原理进行测距。例如，上行发生故障，上行断路器的微机保护装置在跳闸后采集上行的电压电流，得到跳闸时的短路电抗，依照电抗逼近法计算出故障点。这种测量是以线路末端已断开为基础，如图2所示，线路故障短路电抗为X_网+X_地，按照分段线性电抗逼近法测距原理，将短路电抗带入图1中，依照其对应关系就可推算出故障点距离。但是，当线路末端并联时，非故障侧会通过末端并联产生故障电流，该电流会大大影响故障点阻抗，从而造成较大的测距误差。如图3所示，受I₂影响，装置得到的短路电抗大小为对比非并联情况短路电抗增加了如果依然按照上述方法测定故障点，会产生较大的测距误差。

现有技术中还公开了上下行电流比法测距方法。该方法仅可适用于上下行供电线对称时、末端并联的情形，不能满足实际工业中的测量。

因此，需要一种新的复线直供系统接触网的故障定位方法和系统，能消除现有复线直供系统故障定位的误差，可适用于各种情形的上下行供电线。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种新的复线直供系统接触网的故障定位方法。

本发明的第二个目的在于提供一种新的复线直供系统接触网的故障定位系统。

为实现上述第一个目的，本发明采用以下内容：

一种复线直供系统接触网的故障定位方法，包括以下步骤：

1)确定分段并获取接触网单位电抗和地回流回路单位电抗：

供电线线路分成n段，包括n+1个点，为起点、……、供电线上第n-1网点和供电线上第n网点；n为大于等于1的正整数，起点是馈电线断路器出口，供电线上第n网点是接触网线路末端；