[发明专利]一种电气化铁路AT牵引网故障定位方法

摘要

本发明公开一种电气化铁路AT牵引网故障定位方法，涉及电气化铁路牵引供电技术领域，可自动确定故障类型和故障位置，其原理是：分别假设接触网T～钢轨R之间、正馈线F～钢轨R之间发生短路故障，根据AT牵引网的计算模型，以AT吸上电流分布的理论值和实际值的误差最小为优化目标进行优化；比较两种短路故障情况下的电流分布误差最小值，数值较小所对应的故障类型即为该次故障的故障类型，所对应的位置即为所该次故障的故障位置。该方法与AT吸上电流相比，可降低故障区段两端的AT吸上电流误差所带来的故障定位误差。本发明结构简单，投资较少，便于实施，既可用于新线建设和也适用于旧线改造。

主权项

1.一种电气化铁路AT牵引网故障定位方法，分别假设接触网T～钢轨R之间、正馈线F～钢轨R之间发生短路故障，根据AT牵引网的计算模型，以AT吸上电流分布的理论值和实际值的误差最小为优化目标进行优化；比较两种短路故障情况下的电流分布误差最小值，数值较小所对应的故障类型即为该次故障的故障类型，所对应的位置即为所该次故障的故障位置；该方法的实现步骤为：步骤一、形成牵引供电系统模型：基于多导体传输线理论或广义对称分量法建立AT牵引网的计算模型，供电线较长时，为提高故障定位精度，建模时应考虑供电线的影响；步骤二、故障发生时，读入各电流互感器测得的电流，并计算各AT吸上电流标幺值：当AT牵引网发生故障时，可根据导体即接触网T、正馈线F的量测电流由广义对称分量法求出实际短路电流；对于单线AT牵引网，短路电流为：其中，分别为从牵引变电所流向接触网T、正馈线F的电流；对于复线AT牵引网，短路电流为：其中，分别为从牵引变电所流向上下行接触网T、正馈线F的电流；电力系统运行方式变化时，各AT吸上电流的大小也随之变化，为消除其影响，可将各AT测出的吸上电流模值I′ATj除以牵引变压器二次侧的短路电流模值Isc，得到用标幺值表示的AT吸上电流，下标中的“j”表示第j个AT，j＝1，2，3；由于AT吸上电流的非同步性，各AT吸上电流的量测值取模值；当将其与计算值相比时，计算值也取模值；将测得的各AT吸上电流模值I′ATj除以短路电流模值Isc，得AT吸上电流的标幺值I′ATj*，可得故障时AT吸上电流的实际分布；步骤三、分别假设接触网T～钢轨R之间、正馈线F～钢轨R之间发生短路故障，设定故障位置初值：因故障类型未知，可分别假设接触网T～钢轨R之间、正馈线F～钢轨R之间发生短路故障，最后根据电流分布误差大小作为判定故障类型的依据，即认为与电流分布实际值最接近的故障类型为该次故障的类型；优化计算需要有一个故障位置的初值；以AT吸上电流比计算出的故障位置作为初值，或将供电臂的任一位置作为初值；步骤四、以AT吸上电流分布误差最小为优化目标进行优化，计算故障位置最终值：根据以上分析，AT吸上电流分布的误差Iε实际上应为：其中，IATj和I′ATj分别为第j个AT吸上电流的理论值和量测值即模值，下标中“*”表示标幺值；以AT吸上电流分布的计算值和实际值的误差最小为优化目标，利用优化算法，调整故障位置；步骤五、将两种情况下的AT吸上电流分布误差进行比较，其值较小的AT吸上电流分布更与量测值相符合，其相对应的故障类型即为该次故障的故障类型，其对应的位置即为该次故障的故障位置。