[发明专利]直流牵引供电系统的保护方法及装置

权利要求书

1.一种直流牵引供电系统的保护方法，其特征在于，包括：

在直流牵引供电系统中设置独立的接触网和回流网，机车通过所述接触网和所述回流网获取直流电，所述回流网与走行轨完全独立且绝缘，其中，所述接触网为正极，所述回流网为负极；

从牵引供电区段提供的正极母线和负极母线，所述正极母线通过馈线开关与所述接触网电连接，所述负极母线通过负馈线与所述回流网电连接，所述负极母线通过接地电阻与大地相连；

保护装置按照正馈线开关数量布置，采集所在的正馈线和对应的负馈线电流；

牵引供电区段内两端的正馈线开关上配置的所述保护装置进行信息的实时交换；

所述保护装置根据获取到的所述牵引供电区段本端的正、负馈线电流以及所述牵引供电区段对端正、负馈线电流计算出所述牵引供电区段内的和电流，当所述保护装置检测到的所述和电流大于设定保护动作阈值，判断所述牵引供电区段内发生接触网接地故障，跳开所述牵引供电区段内的本端和对端的所述正馈线开关；

所述保护装置计算的和电流为所述牵引供电区段本端正、负馈线电流和所述牵引供电区段对端正、负馈线电流的矢量和，见公式1：

I_sum＝|I_onpos+I_onneg+I_offpos+I_offneg| 公式1

其中，

I_sum是所述牵引供电区段内的和电流；

I_onpos是所述牵引供电区段本端正馈线电流；

I_onneg是所述牵引供电区段本端负馈线电流；

I_offpos是所述牵引供电区段对端正馈线电流；

I_offneg是所述牵引供电区段对端负馈线电流；

所述保护动作阈值可依据于所述接地电阻的阻值得出，见公式2：

其中，I_prot是所述保护动作阈值；

K₁是可靠系数；

P是整流器容量；

R是接地电阻的阻值；

或者，所述保护动作阈值可依据于负荷电流作为制动电流计算，见公式3：

I_prot＝K₂×(|I_onpos|+|I_onneg|+|I_offpos|+|I_offneg|) 公式3

其中，各符号的含义如下：

K₂是制动系数；

或者，所述保护动作阈值可依据于配置于所述牵引供电区段内的电压型框架泄漏保护的动作定值计算，见公式4：

I_prot＝K₃×(U/R) 公式4

其中，各符号的含义如下：

K₃是可靠系数；

U是电压型框架泄漏保护动作门槛。

2.如权利要求1所述的保护方法，其特征在于：所述保护装置通过电流采集单元实时获取所述正馈线开关的电流以及对应的负馈线流经的电流，其中，安装于正馈线上的所述电流采集单元的正极性端靠近接触网，安装于负馈线上的所述电流采集单元的正极性端靠近回流网。

3.如权利要求1所述的保护方法，其特征在于，实时交换的所述信息包含：

所述保护装置采集到所在所述正馈线开关的电流信息以及对应的负馈线电流信息，用于所述牵引供电区段两端所述保护装置对所述牵引供电区段的故障进行独立判断。

4.如权利要求3所述的保护方法，其特征在于，实时交换的所述信息包含：

所述牵引供电区段两端数据的同步异常检测、收发通道的异常检测以及所述牵引供电区段对端装置的采样异常检测，若发生上述任一异常，所述牵引供电区段本端保护装置的接触网接地故障判断功能快速自行退出，并提供异常报警提示。