一種單線鐵路接觸網自動越區供電方法及其裝置的製作方法
2023-12-02 17:41:16 2
專利名稱：一種單線鐵路接觸網自動越區供電方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及交流電氣化鐵路的一種單線鐵路接觸網自動越區供電裝置。
背景技術：
電氣化鐵路的牽引供電系統由牽引變電所和牽引網組成，牽引網由接觸網T、軌道R(和地)組成。由於單線鐵路工程建設費用相對較低，可以較方便地在複雜地形上建設，因此我國西部山區單線電氣化鐵路比例較大，運營裡程較長，承擔著重要的客運和貨運任務。在電氣化鐵路牽引供電系統中接觸網是一個置於大自然中龐大且無備用的供電裝置，結構複雜、工作條件惡劣，因此牽引供電系統絕大部分故障發生在接觸網上，特別是對於單線電氣化鐵路的單邊供電方式，如何及時、準確地發現、隔離並排除接觸網故障，最大限度地保證無故障區間的正常供電顯得尤為突出、重要。
發明內容
本發明的目的就是提供一種單線鐵路接觸網自動越區供電裝置，可以隔離和排除故障區間，保證無故障區間繼續供電、運行，減少停電範圍，避免故障影響的擴大化，提高接觸網供電的可靠性。本發明解決其技術問題，所採用的技術方案為一種單線鐵路接觸網自動越區供電裝置，線路上對於任一分區所FQ處相鄰的兩供電臂接觸網，甲供電臂接觸網Tl由牽引變電所TSl供電，相鄰的乙供電臂接觸網T2由牽引變電所TS2供電，甲乙兩供電臂接觸網分界處為分區所FQ。供電臂接觸網T靠近牽引變電所TS的一端為上遊，靠近分區所FQ的一端為下遊；將各供電臂接觸網的供電範圍劃分成m個區間Qn(—般8 IOkm)，在區間連接處增設接觸網電分段FDn和開閉所KBn ;開閉所KBn包括開關Kn及電流互感器LH、電壓互感器YH和測控單元CKn ;開關Kn和與之串聯的電流互感器LH跨接於接觸網電分段FDn兩端，電分段FDn串接在接觸網中，能使列車不斷電通過；電壓互感器YH並接在接觸網上；電流互感器LH的測量端、電壓互感器YH的測量端和開關Kn的控制端均與測控單元CKn相連；測控單元通過數據同步採集與傳輸網絡與牽引變電所TS或調度室DD連接；上述各下標變量n取值l，2-，m。本發明的目的還在於，在上述供電裝置上執行單線鐵路接觸網自動越區控制方法，具體是I)、正常時，開閉所KBn的開關Kn合閘，能使列車不斷電通過；2)、若牽引變電所TSl供電的甲供電臂接觸網Tl非末端區間Qn內發生接地故障，n<m ;則令區間Qn上遊的開閉所KBlri的開關Klri分閘並重合；若重合成功，恢復正常供電；若重合失敗，令開關Klri再次分閘，並令區間Qn下遊的開閉所KBn的開關Kn分閘，實現接觸網Tl故障區間Qn的切除；隨後令分區所FQ的聯絡開關KFQ合閘，實現越區供電，保證無故障區間正常供電，同時解除分區所FQ的列車自動過分相命令。3)、區間Qn的接地故障排除後，則令分區所FQ的聯絡開關KFQ分閘，再令開閉所KBlri的開關Krn和開閉所KBn的開關Kn合閘，恢復正常供電，並恢復分區所FQ的列車自動過分相命令。供電臂接觸網T2非末端區間Q』 n(n < m)內發生接地故障時亦然。相應地，若供電臂接觸網Tl的末端區間Qm發生接地故障，則令區間Qm上遊的開閉所KBlri的開關Kllri分閘並重合；重合成功，恢復正常供電；重合失敗，令開關Kllri再次分閘，無故障區間正常供電；供電臂接觸網T2的末端區間Q』 m發生接地故障亦然。與現有技術相比，本發明的有益效果是:一、本發明可以隔離和排除故障區間，保證無故障區間繼續供電、運行，減少停電範圍，避免故障影響的擴大化，提高接觸網供電的可靠性。二、本發明可進一步與行車調度信息結合使用，增強接觸網運行方式與調度控制的互補性和靈活性。三、本發明實施起來投資較少，既可用於新線建設也適用於舊線改造。下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的描述。
圖1是本發明單線鐵路接觸網自動越區供電示意圖；圖2是實施例的區間與開閉所結構示意圖；圖3是數據同步採集與傳輸網絡示意圖。
具體實施方式
`實施例圖1示出，本發明的一種具體實施方式
:將供電臂接觸網的供電範圍劃分成m個區間Qn，為敘述方便，在此例中以m=3為例。線路上對於任一分區所FQ相鄰的甲乙兩供電臂接觸網T，甲供電臂接觸網Tl由牽引變電所TSl供電，相鄰的乙供電臂接觸網T2由牽引變電所TS2供電，甲乙兩供電臂分界處為分區所FQ，供電臂接觸網T靠近牽引變電所TS的一端為上遊，靠近分區所FQ的一端為下遊，各區間連接處增設接觸網電分段？0 和開閉所KBn。在此，供電臂接觸網Tl劃分成三個區間Qn，相應地，相鄰供電臂接觸網T2也劃分成三個區間Q』 n。圖中箭頭為各供電臂接觸網電流方向，由上遊指向下遊，R為軌道。圖2表達了供電臂內某一任意區間Qn的設置情況，Qn兩端是2個相鄰的開閉所，上遊是開閉所KBp1，下遊是開閉所KBi,開閉所包括:開關Ki及電流互感器LH、電壓互感器YH和測控單元。開關Ki和與之串聯的電流互感器LH跨接於接觸網T電分段FDi上，電分段FDi串接在接觸網T中，能使列車不斷電通過；電壓互感器YHi並接在接觸網T上；電流互感器LH的測量端、電壓互感器YH的測量端和開關Ki的控制端均與測控單元CK相連；測控單元CK採用常規的通過數據同步採集與傳輸網絡與牽引變電所TS或調度室DD連接，為使表達清楚，在圖1的強電系統中未標出。圖3示出為供電狀態測控的數據同步採集與傳輸網絡示意圖，可以與遠動系統結合運用，也可以建立專門的數據通道(TD)實現牽引變電所TS或調度室DD與各開閉所KBi的實時信息交流與命令控制。如圖1，當第一供電臂接觸網Tl的區間Ql內發生接地故障時，令牽引變電所TSl (等效於區間Ql上遊開閉所KBtl)內的饋線開關Ktl分閘並重合，重合成功，恢復正常供電，重合失敗，令開關Ktl再次分閘，並令區間Ql的下遊開閉所KB1的開關K1分閘，實現供電臂接觸網Tl故障區間Ql的切除，隨後令分區所FQ的聯絡開關KFQ合閘，實現越區供電，保證無故障區間正常供電；當供電臂接觸網Tl上區間Ql內發生的接地故障排除後，則令分區所FQ的聯絡開關KFQ分閘，再令牽引變電所TSl的開關Ktl和開閉所KB1的開關K1合閘，恢復正常供電；相鄰供電臂接觸網T2的區間Q』 I內發生接地故障時亦然。如圖1示出，第一供電臂接觸網Tl的區間Q2內發生接地故障，令區間Q2上遊的開閉所KB1的開關K1分閘並重合，重合成功，恢復正常供電，重合失敗，令開閉所KB1的開關K1再次分閘，並令下遊的開閉所KB2的開關K2同時分閘，實現接觸網Tl故障區間Q2的切除，隨後令分區所FQ的聯絡開關KFQ合閘，實現越區供電，保證無故障區間正常供電；當供電臂接觸網Tl上區間Q2內發生的接地故障排除後，則令分區所FQ的聯絡開關KFQ分閘，再令開閉所KB1的開關K1和開閉所KB2的開關K2合閘，恢復正常供電；第二供電臂接觸網T2的區間Q』 2內發生接地故障時亦然。如圖1示出，若第一供電臂接觸網Tl的末端區間Q3內發生接地故障，則令區間Q3上遊開閉所KB2的開關K2分閘並重合，重合成功，恢復正常供電，重合失敗，令開閉所KB2的開關K2再次分閘，無故障區間正常供電；第二供電臂接觸網T2的末端區間Q3內發生接地故障亦然。如圖1示出，當供電臂接觸網Tl和(或)T2的區間Ql或(和)區間Q2內發生接地故障而令分區所FQ的聯絡開關KFQ合閘實施越區供電時，解除分區所FQ的列車自動過分相命令，列車可以直接通過分區所；在接地故障排除後，則令分區所FQ的聯絡開關KFQ分閘，再令相關開閉所KB的開關K合閘，恢復正常供電，同時恢復分區所FQ的列車自動過分相命令。
權利要求
1.一種單線鐵路接觸網自動越區供電裝置，線路上對於任一分區所FQ相鄰的甲乙兩供電臂接觸網T，甲供電臂接觸網Tl由牽引變電所TSl供電，相鄰的乙供電臂接觸網T2由牽引變電所TS2供電，甲乙兩供電臂分界處為分區所FQ ;供電臂接觸網T靠近牽引變電所TS的一端為上遊，靠近分區所FQ的一端為下遊；其特徵在於:將各供電臂接觸網的供電範圍劃分成m個區間Qn，在區間Qn連接處增設接觸網電分段FDn和開閉所KBn ;開閉所KBn包括:開關Kn及電流互感器LH、電壓互感器YH和測控單元CKn ;開關Kn和與之串聯的電流互感器LH跨接於接觸網電分段FDn兩端，電分段FDn串接在接觸網中，能使列車不斷電通過；電壓互感器YH並接在接觸網上；電流互感器LH的測量端、電壓互感器YH的測量端和開關Kn的控制端均與測控單元CKn相連；測控單元通過數據同步採集與傳輸網絡與牽引變電所TS或調度室DD連接；上述各下標變量n取值l，2-，m。
2.一種採用權利要求1供電裝置的單線鐵路接觸網自動越區控制方法，在任一個區間的任意位置故障後自動實現相鄰供電臂接觸網的越區供電，包含如下控制措施: 1)、正常時，電分段FDn串接在接觸網中，開閉所KBn內的開關Kn合閘，能使列車不斷電通過； 2)、若牽引變電所TSl供電的甲供電臂接觸網Tl非末端區間Qn內發生接地故障，n<m ;則令區間仏上遊的開閉所KBlri內的開關Klri分閘並重合；若重合成功，恢復正常供電；若重合失敗，令開關Klri再次分閘，並令區間Qn的下遊開閉所KBn內的開關Kn分閘，實現接觸網Tl上故障區間Qn的切除；隨後令分區所FQ的聯絡開關KFQ合閘，實現越區供電，保證無故障區間正常供電，同時解除分區所FQ的列車自動過分相命令； 3)、區間Qn的接地故障排除後，則令分區所FQ的聯絡開關KFQ分閘，再令開閉所KBlri的開關Klri和開閉所KBn的開關Kn合閘，恢復正常供電，並恢復分區所FQ的列車自動過分相命令； 供電臂接觸網T2非末端區間Q』 n內發生接地故障時亦然，n < m。
3.根據權利要求2所述之單線鐵路接觸網自動越區供電裝置，其特徵在於:若供電臂接觸網Tl的末端區間Qm發生接地故障，則令區間Qm的上遊開閉所KBnrl的開關Klrt分閘並重合，重合成功，恢復正常供電，重合失敗，令開關!^^再次分閘，無故障區間正常供電；供電臂接觸網T2的末端區間Q』 ffl發生接地故障亦然。
全文摘要
本發明公開一種單線鐵路接觸網自動越區供電方法及其裝置，把供電臂接觸網劃分成若干區間(一般8～10km)，在區間連接處增設電分段和開閉所；若供電臂非末端區間內發生接地故障，則令該區間上遊的開閉所的開關分閘並重合，重合失敗，令該開關再次分閘，並令該區間另一端的開關分閘，切除故障區間，隨後令分區所的聯絡開關合閘，實現無故障區間的越區供電；故障排除後，則令分區所的聯絡開關分閘，再令該區間兩端的開關合閘，恢復正常供電。若接觸網的末端區間發生接地故障，則令該區間上遊的開閉所的開關分閘並重合，重合失敗，令該開關再次分閘，無故障區間繼續正常供電；從而，減少停電範圍，提高供電可靠性；同時，投資較少，易於實施。
文檔編號H02H7/26GK103072496SQ20131001095
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月10日 優先權日2013年1月10日
發明者李群湛, 陳民武, 賀建閩, 趙元哲, 李亞楠 申請人:西南交通大學