一種牽引變電所饋線電流保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電氣化鐵路牽引變電設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種牽引變電所饋線電流保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電力牽引供電饋線電流保護(hù)多采用饋線最大負(fù)荷電流或短路電流作為判據(jù)，個(gè)別廠商考慮了 2次諧波電流閉鎖或考慮了 2、3、5次諧波的綜合諧波抑制。
[0003]上述電流保護(hù)方法在普速電氣化鐵路得到了良好的應(yīng)用，但隨著高速鐵路的大規(guī)模建設(shè)和高速動(dòng)車組的大量上線，問題隨之而來:首先，高速動(dòng)車組傳動(dòng)方式為交直交電力傳動(dòng)，其諧波特性是以高次諧波為主，與交直傳動(dòng)的電力機(jī)車諧波特性有較大區(qū)別，現(xiàn)行的2次諧波電流閉鎖或2、3、5次諧波的綜合諧波抑制已不適用。其次，我國(guó)生產(chǎn)的高速動(dòng)車組有多種類型，每類動(dòng)車組的諧波特性也不一樣，無法以某次諧波或某幾次諧波值作為判定依據(jù)。此外，高速動(dòng)車組功率大，為電力機(jī)車的2?4倍，其取流也遠(yuǎn)大于電力機(jī)車；尤其是高速鐵路采用全并聯(lián)供電后，反映到牽引變電所饋線斷路器的供電臂末端短路電流與負(fù)荷電流極為接近，此時(shí)如仍以饋線最大負(fù)荷電流或短路電流作為判據(jù)，難以準(zhǔn)確區(qū)分，造成電流保護(hù)選擇性缺失，進(jìn)而可能導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)或誤動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種牽引變電所饋線電流保護(hù)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)牽引變電所饋線電流難以準(zhǔn)確觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作的問題。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種牽引變電所饋線電流保護(hù)方法，所述方法包括以下步驟:
[0006]步驟1，判斷饋線電流值是否高于其整定值；
[0007]步驟2，根據(jù)對(duì)稱分量法將饋線諧波電流分解為正序、負(fù)序和零序三個(gè)分量，判斷所述分解后的饋線諧波電流是否包含零序分量，是且所述饋線電流值大于所述整定值，執(zhí)行步驟3，否，判斷發(fā)生短路故障，觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作；
[0008]步驟3，判斷母線電壓是否低于正常設(shè)計(jì)工況的一定比例，是，判斷發(fā)生短路故障，觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作，否，判斷所述饋線諧波電流為負(fù)荷電流。
[0009]本發(fā)明提供的一種牽引變電所饋線電流保護(hù)方法的第一優(yōu)選實(shí)施例中:所述步驟2中所述正常設(shè)計(jì)工況的一定比例的范圍是40% -70%。
[0010]本發(fā)明提供的一種牽引變電所饋線電流保護(hù)方法的第二優(yōu)選實(shí)施例中:所述保護(hù)方法的實(shí)現(xiàn)電路中:
[0011]輸入端包括電流零序分量閉鎖輸入端、饋線諧波電流零序分量Itl大小判斷輸入端，饋線電流I大小判斷輸入端，母線低電壓?jiǎn)?dòng)輸入端和牽引變電所母線電壓Um大小判斷輸入端；
[0012]所述電流零序分量閉鎖輸入端在饋線諧波電流包含零序分量時(shí)輸入I，不包含時(shí)輸入O ;
[0013]所述饋線諧波電流零序分量^大小判斷輸入端在電流I ^不小于其整定值I Clsrt時(shí)輸入I，否則輸入O ;
[0014]所述饋線電流I大小判斷輸入端在電流I不小于其整定值Isrt時(shí)輸入1，否則輸入O ；
[0015]所述母線低電壓?jiǎn)?dòng)輸入端在判斷所述母線電壓低于正常設(shè)計(jì)工況的一定比例時(shí)輸入I，否則輸入O ;
[0016]所述牽弓丨變電所母線電壓Um大小判斷輸入端在電壓U 小于其整定值U ffl 時(shí)輸入I，否則輸入O ;
[0017]所述電流零序分量閉鎖輸入端和所述饋線諧波電流零序分量‘大小判斷輸入端接入第一邏輯與門I的輸入端，所述第一邏輯與門I的輸出端接入邏輯非門3 ;
[0018]所述饋線電流I大小判斷輸入端和所述邏輯非門3的輸出端接入第三邏輯與門4的輸入端；
[0019]所述母線低電壓?jiǎn)?dòng)輸入端和所述牽引變電所母線電壓Um大小判斷輸入端接入第二邏輯與門2，所述第一邏輯與門I和所述第二邏輯與門2的輸出端以及所述饋線電流I大小判斷輸入端接入第四邏輯與門5 ;
[0020]所述第三邏輯與門4和所述第四邏輯與門5的輸出端接入邏輯或門6，所述邏輯或門6的輸出端經(jīng)過延時(shí)元件7后輸出是否跳閘信號(hào)
[0021]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種牽引變電所饋線電流保護(hù)方法的有益效果包括:
[0022]本發(fā)明實(shí)施例結(jié)合電氣化鐵路供電特點(diǎn)，找出了短路電流和負(fù)荷電流的主要區(qū)別一是否含有零序分量。與現(xiàn)有技術(shù)中僅以二次諧波、僅以母線低電壓或者綜合二次諧波及母線低電壓作為閉鎖條件相比，可更好的適應(yīng)各種類型動(dòng)車組及電力機(jī)車的諧波特性:首先，高速動(dòng)車組傳動(dòng)方式為交直交電力傳動(dòng)，其諧波特性是以高次諧波為主，與交直傳動(dòng)的電力機(jī)車諧波特性有較大區(qū)別，現(xiàn)行的2次諧波電流閉鎖或2、3、5次諧波的綜合諧波抑制已不適用。其次，高速動(dòng)車組有多種類型，每類動(dòng)車組的諧波特性也不一樣，難以以某次諧波或某幾次諧波值作為判定依據(jù)。而無論何種動(dòng)車組或電力機(jī)車，其各次諧波電流均可根據(jù)對(duì)稱分量法，分解為正序、負(fù)序和零序三個(gè)分量，進(jìn)而檢測(cè)出負(fù)荷電流中零序分量大小，并將此作為區(qū)分短路電流和諧波電流的判據(jù)。再配合母線低電壓這一判據(jù)，可有效區(qū)分線路上宄竟是出現(xiàn)負(fù)荷電流與短路電流疊加時(shí)還是僅有負(fù)荷電流。進(jìn)而準(zhǔn)確判斷電流性質(zhì)，確保保護(hù)正常動(dòng)作。本發(fā)明提供的一種牽引變電所饋線電流保護(hù)方法，可有效識(shí)別線路上宄竟是出現(xiàn)負(fù)荷電流與短路電流疊加時(shí)還是僅有負(fù)荷電流，保證繼電保護(hù)裝置的選擇性，實(shí)現(xiàn)科學(xué)、高效監(jiān)控，確保牽引變電所設(shè)備的安全運(yùn)行及可靠供電。避免突發(fā)事件造成鐵路供電中斷所帶來的不利影響，有著良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，市場(chǎng)應(yīng)用前景良好。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種牽引變電所饋線電流保護(hù)方法的流程圖；
[0025]圖2是本發(fā)明提供基于該流程的一種牽引變電所饋線電流保護(hù)方法的實(shí)現(xiàn)電路的實(shí)施例；
[0026]圖中，I為第一邏輯與門，2為第二邏輯與門，3為邏輯非門，4為第三邏輯與門，5為第四邏輯與門，6為邏輯或門，7為延時(shí)元件。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0028]為了說明本發(fā)明所述的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來進(jìn)行說明。
[0029]電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)采用單相工頻交流制式，牽引變電所的高壓側(cè)與電力系統(tǒng)相連，二次側(cè)設(shè)有一個(gè)公共接地端，連接著鋼軌，另有兩端連接著兩臂牽引網(wǎng)，供電給電力機(jī)車。當(dāng)電氣化鐵路牽引網(wǎng)發(fā)生金屬性短路，即接觸網(wǎng)對(duì)鋼軌短路，可視為兩相短路，從相序網(wǎng)絡(luò)角度來看，其主要特征是短路電流及電壓中不存在零序分量，復(fù)合序網(wǎng)中不包含零序網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明實(shí)施例分析了電氣化鐵路饋線負(fù)荷電流與短路電流的各自特點(diǎn)，針對(duì)上述主要區(qū)別，以此作為判據(jù)，對(duì)電流保護(hù)進(jìn)行了改進(jìn)，使之適應(yīng)現(xiàn)行鐵路技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，提高供電安全性。具體的，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種牽引變電所饋線電流保護(hù)方法，包括:
[0030]步驟1，判斷饋線電流值是否高于其整定值。
[0031]步驟2，根據(jù)對(duì)稱分量法將饋線諧波電流分解為正序、負(fù)序和零序三個(gè)分量，判斷該分解后的饋線諧波電流是否包含零序分量，是且饋線電流值大于其整定值，執(zhí)行步驟3，否，判斷發(fā)生短路故障，觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作。
[0032]步驟3，判斷母線電壓是否低于正常設(shè)計(jì)工況的一定比例，是，判斷發(fā)生短路故障，觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作，否，判斷該饋線諧波電流為負(fù)荷電流。
[0033]正常設(shè)計(jì)工況的一定比例的范圍是指低于牽引變電所母線標(biāo)稱電壓的60%，可根