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基于電流方向和次數(shù)的線路故障檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電力檢測領(lǐng)域，尤其涉及基于電流方向和次數(shù)的線路故障檢測方法。在有故障的線路兩端分別有一個(gè)供電所，其特征在于，包含如下步驟，設(shè)定其中一個(gè)供電方向?yàn)檎较颍粍t另一側(cè)供電方向?yàn)樨?fù)方向；根據(jù)如下情況進(jìn)入不同的判斷邏輯：備投－重合模式、單備投模式、單重合模式、重合－備投模式；檢測電流方向和過電次數(shù)，依照如上所述的模式分別判斷兩個(gè)或者兩個(gè)以上的電流檢測點(diǎn)位的結(jié)果，根據(jù)故障判斷區(qū)域的重合，即可判定故障點(diǎn)。有益效果：準(zhǔn)確性更高；可靠性更高；判斷速度更快；投資更?。桓奖惚憬?。
【專利說明】基于電流方向和次數(shù)的線路故障檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力檢測領(lǐng)域，尤其涉及基于電流方向和次數(shù)的線路故障檢測方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]鐵路自閉/貫通供電線路沿鐵路線分布，每40?60公里設(shè)一個(gè)配電所，配電所的電源進(jìn)線取自地方電力系統(tǒng)，兩個(gè)配電所的自閉出線或貫通出線構(gòu)成一個(gè)供電區(qū)間(臂)，兩側(cè)互為主備供，每個(gè)供電區(qū)間由車站開關(guān)劃分為若干線段，每個(gè)水電段管理多個(gè)供電區(qū)間。
[0003]圖1是一個(gè)典型的自閉或貫通供電線路區(qū)間。
[0004]線路供電區(qū)間的運(yùn)行方式:主備供配電所出線開關(guān)保護(hù)的運(yùn)行方式?jīng)Q定了該區(qū)間的運(yùn)行方式，鐵路水電系統(tǒng)供電區(qū)間常見的運(yùn)行方式包括:
(I)備投-重合模式，最常見的工作模式；
當(dāng)發(fā)生永久性相間短路故障(大電流故障)時(shí)，主供側(cè)保護(hù)動(dòng)作，開關(guān)O秒速斷；備投方經(jīng)備投時(shí)間后備投，備投失??；主供側(cè)經(jīng)重合閘時(shí)間重合，重合失敗，全線失電。
[0005](2)單備投模式
當(dāng)發(fā)生永久性相間短路故障(大電流故障)時(shí)，主供側(cè)保護(hù)動(dòng)作，開關(guān)O秒速斷；備投方經(jīng)備投時(shí)間后備投，備投失敗，全線失電。
[0006](3)單重合模式
當(dāng)發(fā)生永久性相間短路故障(大電流故障)時(shí)，主供側(cè)保護(hù)動(dòng)作，開關(guān)O秒速斷；主供側(cè)經(jīng)重合閘時(shí)間重合,重合失敗,全線失電。
[0007](4)重合-備投模式
與備投-重合模式相比，重合-備投模式只是備投、重合的先后次序發(fā)生了變化；當(dāng)發(fā)生永久性相間短路故障(大電流故障)時(shí)，主供側(cè)保護(hù)動(dòng)作，開關(guān)O秒速斷；主供側(cè)開關(guān)經(jīng)重合閘時(shí)間重合，重合失?。粋渫斗浇?jīng)備投時(shí)間后備投，備投失敗，全線失電。
[0008]目前的解決方案
二分法:所謂二分法，就是當(dāng)發(fā)生永久性故障時(shí)，先將供電臂中間的開關(guān)打開，再從一個(gè)配電所送電，如果送電成功，則說明故障存在于另一半供電臂，如果送電不成功，則說明故障存在于此半供電臂。
[0009]如圖2所示，當(dāng)Kl點(diǎn)出現(xiàn)永久故障時(shí)，先打開2號(hào)開關(guān)，從甲所送電，合閘送電成功，則說明故障在2號(hào)開關(guān)至乙配電之間，然后再打開4號(hào)開關(guān)，從甲所送電，由于合閘于故障點(diǎn)上，甲所合閘失敗，則說明故障點(diǎn)在4號(hào)開關(guān)至2號(hào)開關(guān)之間，再打開3號(hào)開關(guān)，甲所送電，送電成功，則說明故障點(diǎn)在3號(hào)開關(guān)和4號(hào)開關(guān)之間。
[0010]二分法有手動(dòng)和遠(yuǎn)動(dòng)二種，手動(dòng)是人工去開合開關(guān)，遠(yuǎn)動(dòng)是通過遙控開合開關(guān)。
[0011]主站法:主站法是在每個(gè)開關(guān)上安裝檢測裝置FTU，檢測流過此開關(guān)的故障電流，把檢測到的故障電流信息通過通信信道送到主站，最后由主站軟件進(jìn)行判斷，判斷出故障在哪兩個(gè)開關(guān)之間。[0012]主站法的系統(tǒng)構(gòu)成一般由主站、FTU、配電所出線開關(guān)保護(hù)單元和通信網(wǎng)絡(luò)等組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。
[0013]主站法的定位原理如圖4所示 備投一重合模式
經(jīng)過完整的備投-重合過程之后，感受到兩次故障的FTU和感受到一次故障的FTU之間為永久性故障點(diǎn)。
[0014]如圖4所示，當(dāng)甲所主供時(shí)，若Kl點(diǎn)出現(xiàn)相間短路故障，則FTUl和FTU2分別感受到過流故障，甲所出線開關(guān)跳開，乙所備投投入，這樣由于故障沒有消除，F(xiàn)TU3和FTU4也分別感受到一次過流故障，并且乙所得出線開關(guān)也跳開；甲所的重合閘投入，再次合到故障上，這樣FTUl和FTU2會(huì)第二次感受到故障，甲所出線開關(guān)第二次跳開，全線失壓。
[0015]這樣根據(jù)FTUl和FTU2感受到兩次故障，F(xiàn)TU3和FTU4感受到一次故障，可以很容易的確定故障點(diǎn)的位置在FTU2和FTU3之間。
[0016]單備投模式
發(fā)生故障備投失敗后，F(xiàn)TUl、FTU2、FTU3、FTU4均感受到一次過流故障，不同的是FTUl、FTU2感受的時(shí)間是一致的，F(xiàn)TU3、FTU4感受的時(shí)間是一致的，并且FTU1、FTU2和FTU3、FTU4感受到的時(shí)間相差在120ms左右，因?yàn)閭渫兜臅r(shí)間為120ms，這要求各個(gè)FTU的時(shí)間標(biāo)尺要高度一致，相差精度要達(dá)到IOms級(jí)別，否則不能判斷出故障。
[0017]單重合模式
在單生命模式下，F(xiàn)TUl、FTU2會(huì)感受到兩次過流故障，F(xiàn)TU3、FTU4沒有感受到過流故障，很容易判斷出故障所在的區(qū)段。
[0018]重合-備投模式
在此模式下，結(jié)果和備投生命模式一樣，F(xiàn)TUl、FTU2感受到兩次過電流故障，F(xiàn)TU3、FTU4感受到一次過電流故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]發(fā)明的目的:為解決鐵路供電線路故障區(qū)段準(zhǔn)確、快速的定位問題，具體目的見具體實(shí)施部分的多個(gè)實(shí)質(zhì)技術(shù)效果。
[0020]為了達(dá)到如上目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
基于電流方向和次數(shù)的線路故障檢測方法，在有故障的線路兩端分別有一個(gè)供電所，其特征在于，包含如下步驟，
設(shè)定其中一個(gè)供電方向?yàn)檎较?；則另一側(cè)供電方向?yàn)樨?fù)方向；
根據(jù)如下情況進(jìn)入不同的判斷邏輯:備投一重合模式、單備投模式、單重合模式、重合一備投模式；
備投一重合模式下判斷方式如下，備投一重合結(jié)束后，如果檢測到一次反方向過電流，即I 一，則判斷故障發(fā)生在本發(fā)明的電流檢測點(diǎn)位之前；備投一重合結(jié)束后，如果檢測到二次正方向過電流，即2+，則判斷故障發(fā)生在本發(fā)明的電流檢測點(diǎn)位之后；
單備投模式下判斷方式如下，如果備投失敗，備投結(jié)束后，如果檢測到一次反方向過電流，即I 一，則故障發(fā)生在本發(fā)明的電流檢測點(diǎn)位之前；備投成功，備投結(jié)束后，如果檢測到一次正方向過電流，即1+，則故障發(fā)生在本發(fā)明的電流檢測點(diǎn)位之后；單重合模式下判斷方式如下，單重合結(jié)束后，如果沒有檢測到任何方向過電流，即O，則故障發(fā)生在本發(fā)明的電流檢測點(diǎn)位之前；單重合結(jié)束后，如果檢測到檢測到二次正方向過電流，即2+，則故障發(fā)生在本發(fā)明的電流檢測點(diǎn)位之后；
重合一備投模式下判斷方式桶備投-重合的判斷模式。
[0021]本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)方案在于，在線路中設(shè)置兩個(gè)或者兩個(gè)以上的電流檢測點(diǎn)位進(jìn)行檢測，檢測電流方向和過電次數(shù)，依照如上所述的模式分別判斷兩個(gè)或者兩個(gè)以上的電流檢測點(diǎn)位的結(jié)果，根據(jù)故障判斷區(qū)域的重合，即可判定故障點(diǎn)。
[0022]本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)方案在于，正向電流和反向電流的本發(fā)明的電流方向檢測方法是基于功率方向的判別方法，g吲入電壓量為基準(zhǔn)量，比較安裝處基準(zhǔn)電壓與電流的相位關(guān)系，從而確定電流方向是正向還是反向，具體實(shí)現(xiàn)方法如下:
裝置取Ubc為基準(zhǔn)電壓，比較流過裝置的電流Ia與Ubc的相位關(guān)系來判斷電流方向。設(shè)定其中一個(gè)方向?yàn)檎较颍?J另一個(gè)方向?yàn)榉捶较颍?br> 如果流過裝置的電流Ia與電壓Ubc的相位關(guān)系滿足以下公式
【權(quán)利要求】
1.基于電流方向和次數(shù)的線路故障檢測方法，在有故障的線路兩端分別有一個(gè)供電所，其特征在于，包含如下步驟， 設(shè)定其中一個(gè)供電方向?yàn)檎较?；則另一側(cè)供電方向?yàn)樨?fù)方向； 根據(jù)如下情況進(jìn)入不同的判斷邏輯:備投一重合模式、單備投模式、單重合模式、重合一備投模式； 備投一重合模式下判斷方式如下，備投一重合結(jié)束后，如果檢測到一次反方向過電流，即I 一，則判斷故障發(fā)生在本發(fā)明的電流檢測點(diǎn)位之前；備投一重合結(jié)束后，如果檢測到二次正方向過電流，即2+，則判斷故障發(fā)生在本發(fā)明的電流檢測點(diǎn)位之后； 單備投模式下判斷方式如下，如果備投失敗，備投結(jié)束后，如果檢測到一次反方向過電流，即I 一，則故障發(fā)生在本發(fā)明的電流檢測點(diǎn)位之前；備投成功，備投結(jié)束后，如果檢測到一次正方向過電流，即1+，則故障發(fā)生在本發(fā)明的電流檢測點(diǎn)位之后； 單重合模式下判斷方式如下，單重合結(jié)束后，如果沒有檢測到任何方向過電流，即O，則故障發(fā)生在本發(fā)明的電流檢測點(diǎn)位之前；單重合結(jié)束后，如果檢測到檢測到二次正方向過電流，即2+，則故障發(fā)生在本發(fā)明的電流檢測點(diǎn)位之后； 重合一備投模式下判斷方式桶備投-重合的判斷模式。
2.如權(quán)利要求1所述的基于電流方向和次數(shù)的線路故障檢測方法，其特征在于， 在線路中設(shè)置兩個(gè)或者兩個(gè)以上的電流檢測點(diǎn)位進(jìn)行檢測，檢測電流方向和過電次數(shù)，依照權(quán)I所述的模式分別判斷兩個(gè)或者兩個(gè)以上的電流檢測點(diǎn)位的結(jié)果，根據(jù)故障判斷區(qū)域的重合，即可判定故障點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于電流方向和次數(shù)的線路故障檢測方法，其特征在于， 正向電流和反向電流的本發(fā)明的電流方向檢測方法是基于功率方向的判別方法，即引入電壓量為基準(zhǔn)量，比較安裝處基準(zhǔn)電壓與電流的相位關(guān)系，從而確定電流方向是正向還是反向，具體實(shí)現(xiàn)方法如下: 裝置取Ubc為基準(zhǔn)電壓，比較流過裝置的電流Ia與Ubc的相位關(guān)系來判斷電流方向。
4.設(shè)定其中一個(gè)方向?yàn)檎较?，則另一個(gè)方向?yàn)榉捶较颍? 如果流過裝置的電流Ia與電壓Ubc的相位關(guān)系滿足以下公式 Φκ-90° ^ arg(UBC/IA) ^ Φκ+90° 則電流為正方向； 如果流過裝置的電流Ia與電壓Ubc的相位關(guān)系滿足以下公式 Φκ+90° ^ arg(UBC/IA) ^ Φκ+270° 則電流為反方向。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK103713239SQ201410017150
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】高志強(qiáng), 劉建華, 王琳, 李世文 申請(qǐng)人:西安成林電力科技有限公司