發(fā)明涉及變電所饋線保護檢測技術，具體涉及一種全并聯(lián)供電方式下的牽引變電所饋線保護系統(tǒng)及保護方法。

背景技術：

目前我國高速鐵路普遍采用上下行全并聯(lián)的供電方式，上下行饋線保護裝置及AT所、分區(qū)所饋線保護裝置在發(fā)生接觸網(wǎng)故障時，由于各個保護元件延時整定不同，可能出現(xiàn)各斷路器跳閘時刻不同，在這個過程中可能出現(xiàn)上下行全并聯(lián)供電方式故障側斷路器先跳閘，故障未被切除，最后應該跳閘的非故障側饋線保護裝置可能因為電流突變產生的二次諧波閉鎖導致保護元件返回，再等二次閉鎖解除后保護再啟動，但在這個過程中主變后備保護低壓側過電流元件有可能已經啟動并先于非故障側饋線保護裝置跳閘，從而造成了牽引變電所越級跳閘，擴大了停電面積，這對繼電保護的可靠性、速動性和選擇性造成嚴重影響。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的在于提供一種全并聯(lián)供電方式下的牽引變電所饋線保護系統(tǒng)及保護方法，采用饋線保護裝置之間建立通信的方式，告知饋線保護裝置的狀態(tài)，利用對側饋線保護裝置的狀態(tài)參與本側饋線保護裝置的保護啟動，從而避免上述技術問題的出現(xiàn)，其應用時能提升繼電保護的可靠性和選擇性。

發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種全并聯(lián)供電方式下的牽引變電所饋線保護系統(tǒng)，包括牽引變電所同一方向的本側饋線保護裝置和對側饋線保護裝置，本側饋線保護裝置和對側饋線保護裝置結構一致均為饋線保護裝置；

該饋線保護裝置包括交流變換插件、保護插件、信號插件，保護插件接收交流變換插件的信號，保護插件輸出保護啟動信號給信號插件；

本側饋線保護裝置的保護插件輸出保護啟動信號通過信號插件送至對側饋線保護裝置的保護插件的開入回路中，

對側饋線保護裝置的保護插件輸出保護啟動信號通過信號插件送至本側饋線保護裝置的保護插件的開入回路中。

所述保護插件還包括接收交流變換插件信號的A/D轉換器、接收A/D轉換器信號的阻抗距離保護啟動模塊、二次諧波閉鎖模塊，

阻抗距離保護啟動模塊用于根據(jù)A/D轉換器的信號輸出保護啟動信號；

二次諧波閉鎖模塊用于根據(jù)A/D轉換器的信號獲得二次諧波含量，當有二次諧波時觸發(fā)二次諧波閉鎖信號，當沒有二次諧波時不觸發(fā)二次諧波閉鎖信號。

還包括第一與門和第二與門、非門、延時模塊和阻抗整定延時模塊，其中二次諧波閉鎖模塊和開入回路同時輸入到第一與門，第一與門經過延時模塊后進入非門，非門的輸出與阻抗距離保護啟動模塊的輸出同時進入第二與門，第二與門的輸出進入阻抗整定延時模塊，阻抗整定延時模塊輸出到信號插件。

全并聯(lián)線路發(fā)生故障時，對側饋線保護裝置、本側饋線保護裝置阻抗距離保護分別啟動；由于阻抗距離保護Ⅰ段、Ⅱ段定值保護范圍不同及保護延時不同，有可能出現(xiàn)對側饋線保護裝置為阻抗Ⅰ段啟動、本側饋線保護裝置為阻抗Ⅱ段啟動，對側饋線保護裝置先跳閘，本側饋線保護裝置檢測到對側饋線保護裝置啟動后，只要是故障未切除，在動作過程中由于電流突變會出現(xiàn)的二次諧波閉鎖，本發(fā)明的交流變換插件、保護插件能對供電網(wǎng)絡的當前電壓有效值U、當前采樣電流值、當前阻抗值及角度值Ф進行采用，利用二次諧波閉鎖模塊判斷二次諧波的狀態(tài)和利用阻抗距離保護啟動模塊判斷是否發(fā)出保護啟動信號，然后我們對二次諧波閉鎖模塊的輸出與開入回路的輸出聯(lián)合進行邏輯與處理，使得二次諧波存在時不輸出保護啟動信號，設置延時模塊進行延時處理，等待二次諧波是否出現(xiàn)，如果二次諧波不出現(xiàn)，則在對側保護啟動信號到來的條件下，本側發(fā)出保護啟動信號，而在延時的這段時間，一旦出現(xiàn)二次諧波，則轉為不發(fā)出保護啟動信號，從而避免二次諧波的影響。

還包括與保護插件進行信息交互的接口插件，所述接口插件連接有GPS校時接口、光纖接口、RS232接口、USB接口。

所述延時模塊設置有40ms的延時。

交流變換插件接收供電網(wǎng)絡二次側的交流信號并將交流信號轉變?yōu)槿蹼娦盘栞斎氲奖Ｗo插件。

基于一種全并聯(lián)供電方式下的牽引變電所饋線保護系統(tǒng)的保護方法，包括以下過程：

步驟S1、全并聯(lián)線路發(fā)生故障時，本側饋線保護裝置、對側饋線保護裝置分別啟動；

步驟S2、通過交流變換插件獲得供電網(wǎng)絡二次側的交流信號并將交流信號轉變?yōu)槿蹼娦盘栞斎氲紸/D轉換器；

步驟S3、通過二次諧波閉鎖模塊根據(jù)A/D轉換器的信號獲得二次諧波含量，根據(jù)獲得二次諧波含量覺得是否觸發(fā)二次諧波閉鎖信號，若輸出二次諧波閉鎖信號則轉到步驟S6，若沒輸出二次諧波閉鎖信號則轉到步驟S7；

步驟S4、通過阻抗距離保護啟動模塊根據(jù)A/D轉換器的信號判斷是否輸出保護啟動信號，若輸出保護啟動信號則轉到步驟S6、S7；

步驟S5、本側饋線保護裝置通過開入回路接收對側饋線保護裝置發(fā)出的保護啟動信號，若接收到對側饋線保護裝置發(fā)出保護啟動信號時則轉到步驟S6、S7；

步驟S6、經過第一與門和第二與門、非門、延時模塊和阻抗整定延時模塊的邏輯處理，最終不輸出保護啟動信號；

步驟S7、經過第一與門和第二與門、非門、延時模塊和阻抗整定延時模塊的邏輯處理，最終輸出保護啟動信號。

二次諧波閉鎖模塊根據(jù)采樣計算出當前電壓有效值U、當前采樣電流值、當前阻抗值及角度值Ф獲得當前采樣電流值的二次諧波含量。

傳統(tǒng)系統(tǒng)中沒有引入對側保護啟動信號的開入量，電網(wǎng)跳閘實行不連跳，跳閘時間由自身設備的設定決定，本發(fā)明引入對側保護啟動信號的開入量，使得電網(wǎng)跳閘為順序連跳，在利用二次諧波閉鎖，即二次諧波存在時，設備閉鎖，保護裝置不發(fā)出保護啟動信號，閉鎖信號之間跳過延時進入下一邏輯，而在延時返回后，在二次諧波閉鎖解除時，采用延時操作，更加保證消除二次諧波的影響。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

（1）本發(fā)明根據(jù)全并聯(lián)供電方式的特點，增加了本側饋線保護裝置和對側饋線保護裝置的聯(lián)動信號，能確保阻抗距離保護的可靠性，進而能保證繼電保護的可靠性。

（2）傳統(tǒng)二次諧波閉鎖為零時限，由于故障電流的突變造成二次諧波閉鎖，距離保護會出現(xiàn)返回后再重新啟動從而影響了保護速斷性的特性。本發(fā)明采用本回路饋線接入同相對側回路饋線保護的啟動信號增加判據(jù)，這樣能夠提高二次諧波閉鎖判據(jù)的可靠性，避免二次諧波閉鎖阻抗情況出現(xiàn)，進而能保證繼電保護的速斷性，進一步提高保護動作的可靠性和選擇性。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對發(fā)明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本側饋線保護裝置的結構示意圖。

圖2為本側饋線保護裝置觸發(fā)保護啟動信號的邏輯示意圖。

具體實施方式

為使發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對發(fā)明作進一步的詳細說明，發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋發(fā)明，并不作為對發(fā)明的限定。

實施例1

如圖1、圖2所示一種全并聯(lián)供電方式下的牽引變電所饋線保護系統(tǒng)，包括牽引變電所同一方向的本側饋線保護裝置和對側饋線保護裝置，本側饋線保護裝置和對側饋線保護裝置結構一致均為饋線保護裝置；

該饋線保護裝置包括交流變換插件、保護插件、信號插件，保護插件接收交流變換插件的信號，保護插件輸出保護啟動信號給信號插件；

本側饋線保護裝置的保護插件輸出保護啟動信號通過信號插件送至對側饋線保護裝置的保護插件的開入回路中，

對側饋線保護裝置的保護插件輸出保護啟動信號通過信號插件送至本側饋線保護裝置的保護插件的開入回路中。

所述保護插件還包括接收交流變換插件信號的A/D轉換器、接收A/D轉換器信號的阻抗距離保護啟動模塊、二次諧波閉鎖模塊，

阻抗距離保護啟動模塊用于根據(jù)A/D轉換器的信號輸出保護啟動信號；

二次諧波閉鎖模塊用于根據(jù)A/D轉換器的信號獲得二次諧波含量，當有二次諧波時觸發(fā)二次諧波閉鎖信號，當沒有二次諧波時不觸發(fā)二次諧波閉鎖信號。

還包括第一與門和第二與門、非門、延時模塊和阻抗整定延時模塊，其中二次諧波閉鎖模塊和開入回路同時輸入到第一與門，第一與門經過延時模塊后進入非門，非門的輸出與阻抗距離保護啟動模塊的輸出同時進入第二與門，第二與門的輸出進入阻抗整定延時模塊，阻抗整定延時模塊輸出到信號插件。

全并聯(lián)線路發(fā)生故障時，對側饋線保護裝置、本側饋線保護裝置阻抗距離保護分別啟動；由于阻抗距離保護Ⅰ段、Ⅱ段定值保護范圍不同及保護延時不同，有可能出現(xiàn)對側饋線保護裝置為阻抗Ⅰ段啟動、本側饋線保護裝置為阻抗Ⅱ段啟動，對側饋線保護裝置先跳閘，本側饋線保護裝置檢測到對側饋線保護裝置啟動后，只要是故障未切除，在動作過程中由于電流突變會出現(xiàn)的二次諧波閉鎖，本發(fā)明的交流變換插件、保護插件能對供電網(wǎng)絡的當前電壓有效值U、當前采樣電流值、當前阻抗值及角度值Ф進行采用，利用二次諧波閉鎖模塊判斷二次諧波的狀態(tài)和利用阻抗距離保護啟動模塊判斷是否發(fā)出保護啟動信號，然后我們對二次諧波閉鎖模塊的輸出與開入回路的輸出聯(lián)合進行邏輯與處理，使得二次諧波存在時不輸出保護啟動信號，設置延時模塊進行延時處理，等待二次諧波是否出現(xiàn)，如果二次諧波不出現(xiàn)，則在對側保護啟動信號到來的條件下，本側發(fā)出保護啟動信號，而在延時的這段時間，一旦出現(xiàn)二次諧波，則轉為不發(fā)出保護啟動信號，從而避免二次諧波的影響。

具體的，本發(fā)明的延時模塊有預先認為設定的一個延時值（一般為40ms），阻抗整定延時模塊根據(jù)線網(wǎng)特性設置的阻抗整定延時值。

當對側饋線保護裝置開始啟動保護信號時，保護啟動信號發(fā)送到本側饋線保護裝置內，此時本側饋線保護裝置的開入回路輸出“1”，當前時刻，二次諧波還未到達本側饋線保護裝置，本側饋線保護裝置的二次諧波閉鎖模塊輸出為“0”，此時的第一與門輸出為“0”，若沒有延時模塊，阻抗距離保護啟動模塊啟動輸出“1”，經非門后，第二與門必然輸出1，最終本側饋線保護裝置則起到啟動保護信號，而由于有延時模塊的存在，在40ms內，本側饋線保護裝置不發(fā)出啟動保護信號，而在40ms內的時間內，即使二次諧波到來，二次諧波閉鎖模塊輸出“1”的情況下，本側饋線保護裝置不發(fā)出啟動保護信號，當二次諧波過去，二次諧波閉鎖模塊輸出“0”的情況下后，在40ms的延時下，才最終發(fā)出啟動保護信號。躲過因為故障電流突變產生的二次諧波閉鎖距離保護，最后斷路器完成動作切除故障。

還包括與保護插件進行信息交互的接口插件，所述接口插件連接有GPS校時接口、光纖接口、RS232接口、USB接口。

所述延時模塊設置有40ms的延時。

交流變換插件接收供電網(wǎng)絡二次側的交流信號并將交流信號轉變?yōu)槿蹼娦盘栞斎氲奖Ｗo插件。

基于一種全并聯(lián)供電方式下的牽引變電所饋線保護系統(tǒng)的保護方法，包括以下過程：

步驟S1、全并聯(lián)線路發(fā)生故障時，本側饋線保護裝置、對側饋線保護裝置分別啟動；

步驟S2、通過交流變換插件獲得供電網(wǎng)絡二次側的交流信號并將交流信號轉變?yōu)槿蹼娦盘栞斎氲紸/D轉換器；

步驟S3、通過二次諧波閉鎖模塊根據(jù)A/D轉換器的信號獲得二次諧波含量，根據(jù)獲得二次諧波含量覺得是否觸發(fā)二次諧波閉鎖信號，若輸出二次諧波閉鎖信號則轉到步驟S6，若沒輸出二次諧波閉鎖信號則轉到步驟S7；

步驟S4、通過阻抗距離保護啟動模塊根據(jù)A/D轉換器的信號判斷是否輸出保護啟動信號，若輸出保護啟動信號則轉到步驟S6、S7；

步驟S5、本側饋線保護裝置通過開入回路接收對側饋線保護裝置發(fā)出的保護啟動信號，若接收到對側饋線保護裝置發(fā)出保護啟動信號時則轉到步驟S6、S7；

步驟S6、經過第一與門和第二與門、非門、延時模塊和阻抗整定延時模塊的邏輯處理，最終不輸出保護啟動信號；

步驟S7、經過第一與門和第二與門、非門、延時模塊和阻抗整定延時模塊的邏輯處理，最終輸出保護啟動信號。

二次諧波閉鎖模塊根據(jù)采樣計算出當前電壓有效值U、當前采樣電流值、當前阻抗值及角度值Ф獲得當前采樣電流值的二次諧波含量。

以上所述的具體實施方式，對發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定發(fā)明的保護范圍，凡在發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在發(fā)明的保護范圍之內。