[发明专利]地铁牵引供电系统直流侧短路故障测距装置及方法

权利要求书

1.一种地铁牵引供电系统直流侧短路故障测距装置，其特征在于，包括上位机，在两个或两个以上的双边供电的牵引变电所分别设置有：分流器、4个电流采样单元、1个电压采样单元、AD转换器组、控制处理单元、授时单元、无线信号发送单元； 

在每个变电所处： 4个电流采样单元中有2个电流采样单元通过分流器分别采集该变电所A边轨道支路的上行接触网电流及下行接触网电流，另外2个电流采样单元通过分流器分别采集该变电所B边轨道支路上行接触网电流及下行接触网电流；

    所述电压采样单元采集该变电所A边轨道支路的上行接触网电压或者A边轨道支路的下行接触网电压或者B边轨道支路上行接触网电压或者B边轨道支路下行接触网电压；

AD转换器组具有5个独立的AD转换器，且每个AD转换器上具有一个启动控制端；所述4个电流采样单元及1个电压采样单元的输出端分别对应连接所述AD转换器组中的5个独立AD转换器的输入端；AD转转器组中5个AD转换器的输出端均与控制处理单元具有信号连接，AD转换器组中5个AD转换器的启动控制端也均与控制处理单元具有信号连接；控制处理单元与授时单元有信号连接，接收授时单元输出的时间信息；控制处理单元与无线信号发送单元具有信号连接，无线信号发送单元用于接收控制处理单元输出的电流、电压信号并无线传输给所述上位机；

所述上位机用于接收各个变电所通过无线方式发送的各条轨道支路的上行接触网电流、电压信号或者下行接触网电流、电压信号计算短路故障发生的位置。

2.根据权利要求1所述的一种地铁牵引供电系统直流侧短路故障测距装置，其特征在于，所述控制处理单元为FPGA，所述FPGA与授时单元连接，接收授时单元输出的时间标志信息及秒脉冲；FPGA具有计数器与存储器，秒脉冲用于启动计数器计数，存储器用于存储时间标志信息。

3.根据权利要求1或2所述的一种地铁牵引供电系统直流侧短路故障测距装置，其特征在于，所述上位机数量至少为1，每台上位机与至少2个变电所的控制处理单元通信。

4.一种地铁牵引供电系统直流侧短路故障测距方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤401：各个变电所定时采集同一时刻时其A边轨道支路的上行接触网电流及下行接触网电流与B边轨道支路上行接触网电流及下行接触网电流；同时，各个变电所采集A边轨道支路的上行接触网电压或者A边轨道支路的下行接触网电压或者B边轨道支路上行接触网电压或者B边轨道支路下行接触网电压；

步骤402：各个变电所判断其A边、B边轨道支路的下行接触网的电流、上行接触网的电流是否大于设定阈值且大于设定阈值的维持时间小于设定的时间间隔；

步骤403：当变电所判断出其A边轨道支路的下行接触网的电流或A边轨道支路的上行接触网的电流或B边轨道支路的下行接触网的电流或B边轨道支路上行接触网电流中至少一个大于设定阈值且大于设定阈值的维持时间小于设定的时间间隔时，变电所则认为该电流异常；所述变电所为异常的电流及所述异常电流对应的电压数据加上轨道支路接触网馈线标识及采集时间标识后通过无线方式传输给上位机；

步骤404：上位机根据同一轨道支路上同一接触网上两端变电所传来的电流、电压信号计算短路故障发生的位置。

5.根据权利要求4所述的一种地铁牵引供电系统直流侧短路故障测距方法，其特征在于，在步骤404中，上位机利用差分方程

计算故障发生的位置；其中，、分别为短路故障发生时短路位置一端变电所传输的短路位置所在轨道支路接触网的电压、电流，、为短路故障发生时短路位置另一端变电所传输的短路位置所在轨道支路接触网的电压、电流， ，，为两个变电所之间接触网的等效电阻，为走行轨等效电阻，为接触网等效电感，为走行轨等效电感。