一種牽引變電所饋線電流保護方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電氣化鐵路牽引變電設(shè)計領(lǐng)域,尤其涉及一種牽引變電所饋線電流保護方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電力牽引供電饋線電流保護多采用饋線最大負荷電流或短路電流作為判據(jù),個別廠商考慮了 2次諧波電流閉鎖或考慮了 2、3、5次諧波的綜合諧波抑制。
[0003]上述電流保護方法在普速電氣化鐵路得到了良好的應(yīng)用,但隨著高速鐵路的大規(guī)模建設(shè)和高速動車組的大量上線,問題隨之而來:首先,高速動車組傳動方式為交直交電力傳動,其諧波特性是以高次諧波為主,與交直傳動的電力機車諧波特性有較大區(qū)別,現(xiàn)行的2次諧波電流閉鎖或2、3、5次諧波的綜合諧波抑制已不適用。其次,我國生產(chǎn)的高速動車組有多種類型,每類動車組的諧波特性也不一樣,無法以某次諧波或某幾次諧波值作為判定依據(jù)。此外,高速動車組功率大,為電力機車的2?4倍,其取流也遠大于電力機車;尤其是高速鐵路采用全并聯(lián)供電后,反映到牽引變電所饋線斷路器的供電臂末端短路電流與負荷電流極為接近,此時如仍以饋線最大負荷電流或短路電流作為判據(jù),難以準確區(qū)分,造成電流保護選擇性缺失,進而可能導致保護拒動或誤動。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明實施例的目的在于提供一種牽引變電所饋線電流保護方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)牽引變電所饋線電流難以準確觸發(fā)保護動作的問題。
[0005]本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的,一種牽引變電所饋線電流保護方法,所述方法包括以下步驟:
[0006]步驟1,判斷饋線電流值是否高于其整定值;
[0007]步驟2,根據(jù)對稱分量法將饋線諧波電流分解為正序、負序和零序三個分量,判斷所述分解后的饋線諧波電流是否包含零序分量,是且所述饋線電流值大于所述整定值,執(zhí)行步驟3,否,判斷發(fā)生短路故障,觸發(fā)保護動作;
[0008]步驟3,判斷母線電壓是否低于正常設(shè)計工況的一定比例,是,判斷發(fā)生短路故障,觸發(fā)保護動作,否,判斷所述饋線諧波電流為負荷電流。
[0009]本發(fā)明提供的一種牽引變電所饋線電流保護方法的第一優(yōu)選實施例中:所述步驟2中所述正常設(shè)計工況的一定比例的范圍是40% -70%。
[0010]本發(fā)明提供的一種牽引變電所饋線電流保護方法的第二優(yōu)選實施例中:所述保護方法的實現(xiàn)電路中:
[0011]輸入端包括電流零序分量閉鎖輸入端、饋線諧波電流零序分量Itl大小判斷輸入端,饋線電流I大小判斷輸入端,母線低電壓啟動輸入端和牽引變電所母線電壓Um大小判斷輸入端;
[0012]所述電流零序分量閉鎖輸入端在饋線諧波電流包含零序分量時輸入I,不包含時輸入O ;
[0013]所述饋線諧波電流零序分量^大小判斷輸入端在電流I ^不小于其整定值I Clsrt時輸入I,否則輸入O ;
[0014]所述饋線電流I大小判斷輸入端在電流I不小于其整定值Isrt時輸入1,否則輸入O ;
[0015]所述母線低電壓啟動輸入端在判斷所述母線電壓低于正常設(shè)計工況的一定比例時輸入I,否則輸入O ;
[0016]所述牽弓丨變電所母線電壓Um大小判斷輸入端在電壓U 小于其整定值U ffl 時輸入I,否則輸入O ;
[0017]所述電流零序分量閉鎖輸入端和所述饋線諧波電流零序分量‘大小判斷輸入端接入第一邏輯與門I的輸入端,所述第一邏輯與門I的輸出端接入邏輯非門3 ;
[0018]所述饋線電流I大小判斷輸入端和所述邏輯非門3的輸出端接入第三邏輯與門4的輸入端;
[0019]所述母線低電壓啟動輸入端和所述牽引變電所母線電壓Um大小判斷輸入端接入第二邏輯與門2,所述第一邏輯與門I和所述第二邏輯與門2的輸出端以及所述饋線電流I大小判斷輸入端接入第四邏輯與門5 ;
[0020]所述第三邏輯與門4和所述第四邏輯與門5的輸出端接入邏輯或門6,所述邏輯或門6的輸出端經(jīng)過延時元件7后輸出是否跳閘信號
[0021]本發(fā)明實施例提供的一種牽引變電所饋線電流保護方法的有益效果包括:
[0022]本發(fā)明實施例結(jié)合電氣化鐵路供電特點,找出了短路電流和負荷電流的主要區(qū)別一是否含有零序分量。與現(xiàn)有技術(shù)中僅以二次諧波、僅以母線低電壓或者綜合二次諧波及母線低電壓作為閉鎖條件相比,可更好的適應(yīng)各種類型動車組及電力機車的諧波特性:首先,高速動車組傳動方式為交直交電力傳動,其諧波特性是以高次諧波為主,與交直傳動的電力機車諧波特性有較大區(qū)別,現(xiàn)行的2次諧波電流閉鎖或2、3、5次諧波的綜合諧波抑制已不適用。其次,高速動車組有多種類型,每類動車組的諧波特性也不一樣,難以以某次諧波或某幾次諧波值作為判定依據(jù)。而無論何種動車組或電力機車,其各次諧波電流均可根據(jù)對稱分量法,分解為正序、負序和零序三個分量,進而檢測出負荷電流中零序分量大小,并將此作為區(qū)分短路電流和諧波電流的判據(jù)。再配合母線低電壓這一判據(jù),可有效區(qū)分線路上宄竟是出現(xiàn)負荷電流與短路電流疊加時還是僅有負荷電流。進而準確判斷電流性質(zhì),確保保護正常動作。本發(fā)明提供的一種牽引變電所饋線電流保護方法,可有效識別線路上宄竟是出現(xiàn)負荷電流與短路電流疊加時還是僅有負荷電流,保證繼電保護裝置的選擇性,實現(xiàn)科學、高效監(jiān)控,確保牽引變電所設(shè)備的安全運行及可靠供電。避免突發(fā)事件造成鐵路供電中斷所帶來的不利影響,有著良好的經(jīng)濟效益和社會效益,市場應(yīng)用前景良好。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1是本發(fā)明實施例提供的一種牽引變電所饋線電流保護方法的流程圖;
[0025]圖2是本發(fā)明提供基于該流程的一種牽引變電所饋線電流保護方法的實現(xiàn)電路的實施例;
[0026]圖中,I為第一邏輯與門,2為第二邏輯與門,3為邏輯非門,4為第三邏輯與門,5為第四邏輯與門,6為邏輯或門,7為延時元件。
【具體實施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實施例,對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
[0028]為了說明本發(fā)明所述的技術(shù)方案,下面通過具體實施例來進行說明。
[0029]電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)采用單相工頻交流制式,牽引變電所的高壓側(cè)與電力系統(tǒng)相連,二次側(cè)設(shè)有一個公共接地端,連接著鋼軌,另有兩端連接著兩臂牽引網(wǎng),供電給電力機車。當電氣化鐵路牽引網(wǎng)發(fā)生金屬性短路,即接觸網(wǎng)對鋼軌短路,可視為兩相短路,從相序網(wǎng)絡(luò)角度來看,其主要特征是短路電流及電壓中不存在零序分量,復合序網(wǎng)中不包含零序網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明實施例分析了電氣化鐵路饋線負荷電流與短路電流的各自特點,針對上述主要區(qū)別,以此作為判據(jù),對電流保護進行了改進,使之適應(yīng)現(xiàn)行鐵路技術(shù)發(fā)展趨勢,提高供電安全性。具體的,本發(fā)明實施例提供的一種牽引變電所饋線電流保護方法,包括:
[0030]步驟1,判斷饋線電流值是否高于其整定值。
[0031]步驟2,根據(jù)對稱分量法將饋線諧波電流分解為正序、負序和零序三個分量,判斷該分解后的饋線諧波電流是否包含零序分量,是且饋線電流值大于其整定值,執(zhí)行步驟3,否,判斷發(fā)生短路故障,觸發(fā)保護動作。
[0032]步驟3,判斷母線電壓是否低于正常設(shè)計工況的一定比例,是,判斷發(fā)生短路故障,觸發(fā)保護動作,否,判斷該饋線諧波電流為負荷電流。
[0033]正常設(shè)計工況的一定比例的范圍是指低于牽引變電所母線標稱電壓的60%,可根