[发明专利]一种城市轨道交通直流供电系统短路故障定位方法

权利要求书

1.一种城市轨道交通直流供电系统短路故障定位方法，其特征是包括以下步骤：

S1，做出城市轨道交通直流供电系统接触网对钢轨的等效电路图；

将供电区间m端与n端之间的上下行接触网等效为两条并联的接触网等效线路，长度为D，两端为a节点和b节点，Rc、Lc分别为供电区间接触网等效线路的电阻、电感；

同样，将供电区间m端与n端之间的钢轨等效为一钢轨等效线路，长度为D，两端为m端与n端，Rr、Lr分别为钢轨等效线路的电阻、电感；

m端供电系统为依次串联的Ueqm、Reqm和Leqm，Leqm端和Ueqm端分别连接接触网等效线路的a节点和钢轨等效线路的m端；

n端供电系统为依次串联的Ueqn、Reqn和Leqn，Leqn端和Ueqn端分别连接接触网等效线路的b节点和钢轨等效线路的n端；

其中：Ueqm、Reqm和Leqm为m端供电系统的电源、内电阻和内电感；Ueqn、Reqn和Leqn为n端供电系统的电源、内电阻和内电感；

S2，计算短路故障点离m端和n端的距离；

设：在上行或下行接触网等效线路与钢轨等效线路之间，发生短路故障，接触网等效线路故障点为c、钢轨等效线路故障点为d；且c点和d点之间的过渡电阻为Rf；

x为故障点c点距离a节点距离与故障区间长度的比值，则：a节点至c点的接触网等效线路电阻、电感分别为x Rc、xLc；c点距离b节点的接触网等效线路电阻、电感分别为(1-x)Rc、(1-x)Lc；a节点至c点的钢轨等效线路电阻、电感分别为x Rr、xLr；c点距离b节点的钢轨等效线路电阻、电感分别为(1-x)Rr、(1-x)Lr；

故障时，上行接触网没有机车经过，即i_ab＝-i_ba；对等效电路图中的两条并联的接触网等效线路回路，根据基尔霍夫第二定律可得：

整理方程(1)可得：

方程(2)为短路故障点离供电系统m端的距离与故障区间长度的比值；

故障点离供电系统m端的距离为：

D_mf＝x_m*D………………(3)

将方程(3)代入方程(2)可得：

将方程(2)中的x_m换成1-x_n，且i_ab＝-i_ba’可得：

方程(5)为故障点离供电系统n端的距离与故障区间长度的比值；

故障点离供电系统n端的距离为：

D_nf＝x_n*D………….…(6)

将方程(5)代入方程(6)可得，故障点离供电系统n端的距离为：

上述方程中：x_m、x_n为故障点离供电系统m端、n端的距离与故障区间长度的比值；D_mf、D_nf为故障点离供电系统m端、n端的距离；D为故障区间长度；通过设定值、测量值之间的关系，即可计算出所需的测量结果。