[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

说明书

一种城市轨道交通直流供电系统短路故障定位方法，包括步骤：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；S2，计算短路故障点离m端的距离：本发明能够通过定义的方法和设定值、测量值实现城市轨道交通直流供电系统故障定位功能，减少故障发生后，寻找故障点的时间。

技术领域

本发明涉及一种城市轨道交通直流供电系统短路故障定位方法。

背景技术

现有技术中，还没有一种装置能给城市轨道交通牵引直流供电系统短路故障定位。在理论上，各个研究机构已经做了相应的研究，比如：对小阻抗故障和大阻抗故障分别采用电压分布法和阻抗法、采用轨电位的微分方程的双端法基于搜索法的参数自适应法、采用基于向量的阻抗法推导测距公式、采用基于SCADA的故障定位方法(先确定故障区段，再进行段内故障定位)。其中，实施方便、测量简单、精确度高的方法是阻抗法，即利用在不同地点发生的故障，电路中的电流、电压不同的现象而设计的。该技术所要求的测量量只有的4个，减小了因计算本身所带来的误差，并且这些测量量均可通过现有装置(如直流变送器)直接测量得到。该方法对所采集的数据的要求是同步的，现有乒乓法采样技术能够满足数据同步性的要求。且该方法的实现对现有装置的硬件改动没有要求，只需在软件上实现该方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种城市轨道交通直流供电系统短路故障定位方法，以填补国内/外在该项技术上的空白。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

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(或d)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(图1的1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；