一種直流牽引饋電區段域保護系統及保護方法
2023-10-17 22:00:09 1
專利名稱：一種直流牽引饋電區段域保護系統及保護方法
技術領域：
本發明屬於繼電保護技術領域，具體涉及一種地鐵直流供電系統的保護。
背景技術：
目前，地鐵直流供電系統的主要保護算法都是圍繞單端電流來展開的。例如，電流速斷保護、過流保護、電流變化率結合電流增量保護，等等。在近端短路時，電流大、電流變化率大，因而故障特徵明顯，保護可以依據這些特徵快速跳間。而當中、遠端發生短路故障時，短路電流較小，甚至小於正常負荷電流；電流變化率也很小，甚至低於機車啟動或加速的電流變化率。因此，難以通過電流大小及電流變化率將故障與機車啟動、加速等工況難以區分開來。必須增加延時才能躲開非故障情況。因此，保護動作時間較長。
發明內容
針對地鐵直流保護的現狀，本發明提出了一種利用饋電區段雙端數據的區段域保護系統及保護方法，可實現全線速動，大大改善地鐵直流供電系統保護的快速性、靈敏性和
可靠性。本發明具體採用以下技術方案一種直流牽引饋電區段域保護系統，進行饋電區段內的直流牽引供電系統的保護；其特徵在於所述直流牽引饋電區段域保護系統由設置在饋電區段內的牽引變電站中的多個直流饋線保護裝置和與這些直流饋線保護裝置相連接的通信網絡構成；每一個直流饋線保護裝置包括數據生成機構，通過該數據生成機構取得所述饋電區段本端的直流供電系統的電量，並生成表示有關電量信息的電量數據；數據傳送機構，通過該數據傳送機構經由所述通信網絡在饋電區段內牽引變電站中的多個直流饋線保護裝置中發送所生成的電量數據；數據集成機構，通過該數據集成機構將接收到的所述饋電區段另一端牽引變電站中的直流饋線保護裝置發送的電量數據和本直流饋線保護裝置的數據生成機構生成的電量數據集成而生成集成電量數據；應用運算機構，利用所取得的集成電量數據，通過該運算機構進行保護的應用運算，並進行保護動作邏輯判斷、發出保護動作信號；所述生成的表示有關電量信息的電量數據包括作為電量信息種類的用同步向量或瞬時值表現形態表示的母線電壓、饋線電流和饋線電壓；進一步，所述數據傳送機構除發送上述電量數據外，還包括斷路器位置信息、保護繼電器動作及返回信息以及其它電力設備(如隔離開關等設備)開啟關閉信息中的1個以 -tfn 息所述數據生成機構能選擇同步向量或瞬時值二者之一作為在發送的電量數據中使用。所述直流牽引饋電區段域保護系統，在正常供電時，所述饋電區段是指某一牽引變電所與相鄰牽引變電所之間以電分段為界構成的饋電區段。所述直流牽引饋電區段域保護系統，在大雙邊供電時，所述饋電區段是指某一直流牽引變電所左右兩側相鄰直流牽引變電所之間以電分段為界構成的饋電區段。所述直流牽引饋電區段域保護系統根據直流牽引供電運行方式自動選擇保護系統對應的饋電區段。進一步，各直流饋線保護裝置還具備原子時鐘，利用該原子時鐘的時刻通過上述數據生成機構在所述電量數據上附有時刻。進一步，所述直流牽引饋電區段域保護系統還包括用於修正設置在各直流饋線保護裝置中的原子時鐘的時刻的共通原子時鐘，所述共通原子時鐘利用上述通信網絡發出對時信號進行時刻匹配。本發明還公開了一種基於上述直流牽引饋電區段域保護系統的保護方法，其特徵在於，所述方法包括以下步驟(1)所述饋電區段兩端牽引變電站的直流饋線保護裝置採集直流牽引饋電區段兩端的饋電電壓(ui、U2)、饋電電流(II、12)、斷路器位置信息、保護繼電器動作及返回信息以及其它電力設備(如隔離開關等設備)開啟關閉信息中的1個以上信息；(2)所述饋電區段兩端的牽引變電站的直流饋線保護裝置通過所述通訊網絡實時傳送饋電區段兩端的饋電電壓和饋電電流，以及斷路器位置信息、保護繼電器動作及返回信息以及其它電力設備(如隔離開關等設備)開啟關閉信息中的1個以上信息；(3)計算饋電區段兩端的「和電流」 1+ 1+ = 11+12 ；其中，1+為線路兩端「和電流」，I1和I2分別直流饋電區段兩端的的牽引變電站的直流饋線保護裝置所測量的饋電區段兩端的實際電流值；(4)如果所述「和電流」大於啟動定值，則保護啟動，保護啟動後，若所述「和電流」 小於返回定值，則保護返回；(5)計算所述饋電區段內接觸網與鋼軌之間的電阻&
權利要求
1.一種直流牽引饋電區段域保護系統，進行饋電區段內的直流牽引供電系統的保護； 其特徵在於所述直流牽引饋電區段域保護系統由設置在饋電區段內的牽引變電站中的多個直流饋線保護裝置和與這些直流饋線保護裝置相連接的通信網絡構成；每一個直流饋線保護裝置包括數據生成機構，通過該數據生成機構取得所述饋電區段本端的直流供電系統的電量， 並生成表示有關電量信息的電量數據；數據傳送機構，通過該數據傳送機構經由所述通信網絡在饋電區段內牽引變電站中的多個直流饋線保護裝置中發送所生成的電量數據；數據集成機構，通過該數據集成機構將接收到的所述饋電區段另一端牽引變電站中的直流饋線保護裝置發送的電量數據和本直流饋線保護裝置的數據生成機構生成的電量數據集成而生成集成電量數據；應用運算機構，利用所取得的集成電量數據，通過該運算機構進行保護的應用運算，並進行保護動作邏輯判斷、發出保護動作信號。
2.如權利要求1所述的直流牽引饋電區段域保護系統，其特徵在於所述直流牽引饋電區段域保護系統上述的區段域保護系統，在正常供電時，所述饋電區段是指本某一直流牽引變電所與相鄰直流牽引變電所之間以電分段為界構成的饋電區段；在大雙邊供電時，所述饋電區段是指某一本直流牽引變電所左右兩側相鄰直流牽引變電所之間以電分段為界構成的饋電區段。
3.如權利要求1或2所述的直流牽引饋電區段域保護系統，其特徵在於所述生成的表示有關電量信息的電量數據包括作為電量信息種類的用同步向量或瞬時值表現形態表示的母線電壓、饋線電流和饋線電壓。
4.如權利要求3所述的直流牽引饋電區段域保護系統，其特徵在於所述數據傳送機構除發送上述電量數據外，還包括斷路器位置信息、保護繼電器動作及返回信息以及隔離開關開啟關閉信息中的1個以上信息。
5.如權利要求2所述的直流牽引饋電區段域保護系統，其特徵在於所述直流牽引饋電區段域保護系統根據直流牽引供電運行方式自動選擇保護系統對應的饋電區段。
6.如權利要求1或2所述的直流牽引饋電區段域保護系統，其特徵在於各直流饋線保護裝置還具備原子時鐘，利用該原子時鐘的時刻通過上述數據生成機構在所述電量數據上附有時刻。
7.如權利要求6所述的直流牽引饋電區段域保護系統，其特徵在於所述直流牽引饋電區段域保護系統還包括用於修正設置在各直流饋線保護裝置中的原子時鐘的時刻的共通原子時鐘，所述共通原子時鐘利用上述通信網絡發出對時信號進行時刻匹配。
8.一種基於權利要求1-7任一權利要求所述的直流牽引饋電區段域保護系統的保護方法，其特徵在於，所述方法包括以下步驟(1)所述饋電區段兩端牽引變電站的直流饋線保護裝置採集直流牽引饋電區段兩端的饋電電壓(Ul、U2)、饋電電流(II、12)、斷路器位置信息、保護繼電器動作及返回信息以及離開關開啟關閉信息中的1個以上信息；(2)所述饋電區段兩端的牽引變電站的直流饋線保護裝置通過所述通訊網絡實時傳送饋電區段兩端的饋電電壓和饋電電流，以及斷路器位置信息、保護繼電器動作及返回信息以及隔離開關開啟關閉信息中的1個以上信息；(3)計算饋電區段兩端的「和電流」1+:1+ = I^I2 ；其中，1+為直流饋線兩端「和電流」，I1和I2分別直流饋電區段兩端的的牽引變電站的直流饋線保護裝置所測量的饋電區段兩端的實際電流值；(4)如果所述「和電流」大於啟動定值，則保護啟動，保護啟動後，若所述「和電流」小於返回定值，則保護返回；(5)計算所述饋電區段內接觸網與鋼軌之間的電阻&
全文摘要
本發明公開了一種直流牽引饋電區段域保護系統和方法。直流牽引饋電區段域保護系統由設置在對象範圍內的直流牽引變電站中的多個直流饋線保護裝置(1)和與這些直流饋線保護裝置(1)相連接的通信網絡(2)構成。直流饋線保護裝置(1)具備數據生成機構、數據傳送機構、數據集成機構和應用運算機構。利用所取得的直流牽引饋電區段兩端的集成電量數據進行保護的應用運算，然後進行保護判斷及出口。該方法充分利用了兩端電流值、電壓值和開關量信息，實現了保護的全線速動。特別是在線路末端故障時，保護能夠快速動作，可大大改善地鐵直流供電系統的保護的快速性、靈敏性和可靠性。
文檔編號H02H7/26GK102306931SQ20111027279
公開日2012年1月4日 申請日期2011年9月15日 優先權日2011年9月15日
發明者屠黎明, 梁鑄, 秦應力, 聶娟紅, 董傑, 黃少鋒 申請人:北京四方繼保自動化股份有限公司