基于横联线电流比原理的全并联AT牵引网故障测距装置

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第34卷第22期继电器Vo1．34No．22362006年11月16日RELAYNOV．16。2006基于横联线电流比原理的全并联AT牵引网故障测距装置郭明杰，林国松，陈小J(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)摘要：全并联AT(Auto—transformer)供电牵引网发生故障后，能够快速准确判断出故障类型，标定故障点位置对确保电气化铁路安全可靠运行是至关重要的．：通过分析全并联AT(Autotransformer)供电牵引网各种故障线路满足的电量方程，得到故障测距用横联线电流比原理

2、．以典型的全并联AT供电方案为例，详细讨论了由工程实际中能测量到的电气量计算出测距公式中所需物理量的方法，提出了装置起动及数据同步原理，给出了故障测距的系统实现方案，基本上解决了各种故障类型的判断，故障点标定问题关键词：横联线电流比；全并联AT供电；电流分布；故障测距；自启动；数据同步中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1003-4897(2006)22-0036-040引言全并联AT供电方式因其性能优良，在客运专线的牵引供电系统中得到应用J。全并联AT供电，是在变电所、AT所、分区所等处将上下行接触网并联起来的供电方式。“AT中性点吸上

3、电流比原理”仍可应用于全并联AT牵引网故障测距问题，但难以解决以下问题：1)在接触导线(T)和正馈线(F)问发生短路故1／4I障时，因AT中性点吸上电流为零，“AT中性点吸上图1T—R短路故障电流分布图电流比原理”不再适用。Fig．1Currentdistributingdiagramof2)不论上行还是下行发生故障，AT中性点都”T—R”shortcircuitfault将得到相同的吸上电流，“AT中性点吸上电流比原理”无法判别故障是发生在上行方向还是下行方X(I—IT)ZT一(D—X)I．rZ_r—XIIZ_rR+向。(D—X)12ZTR—D

4、IFZTF=3)“AT中性点吸上电流比原理”受AT漏抗及故障过渡电阻等因素的影响，即使对测距方法进行。【一(-It)Zr-一(-Ir)ZTF卜修正，误差也较大。I1XZR+(D—X)I2ZIt+(I—IT)XZTR一本文简要介绍了横联线电流比原理，深入探讨(D—X)ITZTR—DIFZRF=了基于这一原理的故障检测装置在全并联AT供电DIoZR+(1丁2-10一方式下的系统实现方案。-IT)ZTR+(-Ir)Z．F卜1横联线电流比原理简介DIFZF+X[(I—I_r)ZTF—IlZRF]+(D—X)·(一ITZTF+IzZRF)=图1为全并联AT

5、供电牵引网T—R短路故障电流分布图。设T线、F线及钢轨的单位自阻抗及D【一(，)Zr-(-IT)ZTF-，nZnr]互阻抗为：zT、ZF、ZR、Z_rF、ZTR、ZFR。(1)在发生短路故障的网孔区段，．E行和下行的。解方程组(1)得J、Jo、J：与、。与F：、R。与分别形成了三个闭合回路，可以列出三个回路电压方程：维普资讯http://www.cqvip.com郭明杰，等基于横联线电流比原理的全并联AT牵引网故障测距装置37悬空示意图，在AT漏抗为0的理想情况下，有。一=U。=一，对上下行接触线和上下行钢轨分别，-J(2)组合成的闭环回路及下行

6、的两个网孑L单元，列出电压方程：【ITX+寺(，)fDTZT+l(J—J2)Zm—JZTFj一(D一)J2ZTR由方程组(2)及图1得横联线电流：lD(12一-Io—J)z+，。z+~IOzTF]。：一÷(，-J+)：f[(J-1)Z．一Jz]一(。一)Jz+DITZTR=I[J一言，一吉(J一)+1(J：一厶)]=一I。1oZR+(1丁2-10。r)+122I~zl{F](一：告()：IZr[-+1T+lo]+1(lo)]-_XJ一一-l(一ZRv)：toZ一+[一(一Iv0(一L+)+()(一Z,rv)(3)(5)于是得到测距公式：由与T—R

7、类似的推导过程可以得到正馈线断：I等I。(4)线电源侧接地、非电源侧悬空断线故障的测距公式：同样的推导过程，可以得到F—R、T—F故障时的测距公式同(4)。⋯ll等f。㈩AT漏抗和钢轨对地泄漏不影响方程组(1)的式中：A。为与AT漏抗、线路参数有关的系数，可由成立，因此公式(4)在解决T—R、F—R及T—F故现场实验获得。障时有着较高的精度。类似的，F线电源侧悬空、非电源侧接地断线故F线断线故障，有两种情况：电源侧接地、非电障的测距公式源侧悬空断线故障及非电源侧接地、电源侧悬空断线故障!等(7)式中：A、A为与AT漏抗、线路参数有关的系数，可由现

8、场实验得出。T线断线情况与F线类似，不再赘述。2全并联AT牵引网故障测距基本原理图3为全并联AT牵引网典型供电线路示意图。图中标示出发生