牽引變電所1課件

1、接觸網(wǎng)故障測(cè)距裝置接觸網(wǎng)故障測(cè)距裝置電氣化電氣化3111班班概述概述l牽引供電系統(tǒng)根據(jù)不同供電方式,接觸網(wǎng)故障測(cè)距原理不同。當(dāng)采用AT供電方式,根據(jù)線路及通信條件可采用不同測(cè)距原理。主要包括“吸上電流比”，“上下行電流比”和“吸饋電流比”測(cè)距原理。對(duì)直供加回流線供電方式，國(guó)內(nèi)一般采用擬合的分段線性電抗法進(jìn)行故障測(cè)距。測(cè)距原理及適用條件測(cè)距原理及適用條件l21 AT牽引網(wǎng)故障測(cè)距原理l針對(duì)AT牽引供電系統(tǒng)，由于線路的非線性，主要采用“吸上電流比”，“上下行電流比”和“吸饋電流比”測(cè)距原理進(jìn)行故障測(cè)距。l這三種測(cè)距原理適用于不同線路條件。l吸上電流比l供電臂有故標(biāo)專用通信通道，各所亭均安裝故障測(cè)距

2、單元，線路可為單線或復(fù)線。適用于T-R、F-R短路故障，不適用T-F故障。l吸饋電流比l無(wú)需通信通道，供電臂為單線單AT區(qū)段。適合T-R、F-R短路，不適合T-F短路。l故障測(cè)距公式如下：l為所內(nèi)AT中性點(diǎn)電流lD為AT段長(zhǎng)度。lL：修正參數(shù)l當(dāng)變電所采用單相變壓器、十字交叉變壓器及V/X牽引變壓器時(shí)，變壓器二次側(cè)可取消AT變，中點(diǎn)電流為兩供電臂的合成電流，無(wú)法直接做為AT中性點(diǎn)吸上電流，因此可采用間接方法求取。直供測(cè)距原理直供測(cè)距原理l直供線路根據(jù)供電線路架構(gòu)、材料等不同，一般采用分段線性電抗方式進(jìn)行查表測(cè)距。由于線路短路形式多種多樣,短路過(guò)程中過(guò)渡電阻影響較大,因此采用不受過(guò)渡電阻影響的電

3、抗作為故障測(cè)距的依據(jù)。短路電抗一般只受導(dǎo)線材料、空間架構(gòu)、導(dǎo)線材料、空間架構(gòu)、地質(zhì)土壤導(dǎo)電率地質(zhì)土壤導(dǎo)電率等因素影響，當(dāng)接觸網(wǎng)施工完畢后，基本電抗參數(shù)就確定了，不會(huì)受供電方式和短路形式影響。l裝置測(cè)距定值 測(cè)距定值表測(cè)距定值表(針對(duì)直供線路有效針對(duì)直供線路有效) 故障測(cè)距方法的分類故障測(cè)距方法的分類l按測(cè)距原理阻抗法、故障分析法和行波法l按所需信息來(lái)源單端法和雙端法l按采用的線路模型集中參數(shù)模型法和分布參數(shù)模型法故障測(cè)距的重要性故障測(cè)距的重要性l當(dāng)輸電線路發(fā)生故障后，準(zhǔn)確的故障定位:有效提高輸電線路運(yùn)行的可靠性；減少因停電造成的重大綜合損失；減輕人工巡線的勞動(dòng)強(qiáng)度；因此，輸電線路的故障測(cè)距對(duì)及

4、時(shí)修復(fù)線路，保證可靠供電，保證整個(gè)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著十分重要的作用。 阻抗法阻抗法l在忽略線路的分布電容和漏電導(dǎo)的前提下，根據(jù)故障時(shí)測(cè)量到的電壓、電流量而計(jì)算出故障回路的阻抗。由于線路長(zhǎng)度和阻抗成正比，因此便可以求出由測(cè)距點(diǎn)到故障點(diǎn)的距離。l阻抗法的優(yōu)點(diǎn)是比較簡(jiǎn)單可靠。但大多數(shù)阻抗法存在著精度問(wèn)題。它們的誤差主要來(lái)源于算法本身的假設(shè)，測(cè)距精度深受故障點(diǎn)的過(guò)渡電阻的影響，只有當(dāng)故障點(diǎn)的過(guò)渡電阻為零時(shí)，故障點(diǎn)的距離才能夠比較準(zhǔn)確的計(jì)算出來(lái)。而且由于實(shí)際系統(tǒng)中線路不完全對(duì)稱以及測(cè)量端對(duì)側(cè)系統(tǒng)阻抗值的不可知等因素的影響，測(cè)距誤差往往遠(yuǎn)大于某些故障測(cè)距產(chǎn)品在理想條件下給出的誤差標(biāo)準(zhǔn)。故障

5、分析法故障分析法l利用線路故障時(shí)測(cè)量的電壓、電流， 通過(guò)分析和計(jì)算求出故障點(diǎn)的距離。在系統(tǒng)運(yùn)行方式確定、線路參數(shù)已知的條件下，當(dāng)線路某處發(fā)生故障時(shí)線路兩端的電壓和電流均為故障距離的函數(shù)。l利用單端數(shù)據(jù)的測(cè)距算法l利用雙端測(cè)距的測(cè)距算法利用單端數(shù)據(jù)的測(cè)距算法利用單端數(shù)據(jù)的測(cè)距算法l根據(jù)單端的電壓和電流以及必要的系統(tǒng)參數(shù)，計(jì)算出故障距離。 圖1雙電源單回線(單相接地故障) 圖2 集中參數(shù)等效電路雙端電氣量法雙端電氣量法l根據(jù)線路兩端的電壓和電流以及必要的系統(tǒng)參數(shù)，經(jīng)過(guò)化簡(jiǎn)得到測(cè)距方程，解出故障距離。利用雙端數(shù)據(jù)的測(cè)距算法，方程數(shù)等于未知量數(shù)，原理上可以完全消除故障過(guò)渡電阻的影響，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)距，但它

6、必須使用通道來(lái)傳遞兩端的信息，有的算法還要解決兩端數(shù)據(jù)的同步和測(cè)距方程的偽根問(wèn)題。 l利用兩端電流或兩端電流、一端電壓的方法；l利用兩端電壓和電流的方法；l解微分方程的方法。l以上方法可分別建立在三種輸電線路模型上，且又可分為需要兩端數(shù)據(jù)同步或不同步兩種。影響故障分析法測(cè)距精度的因影響故障分析法測(cè)距精度的因素素l線路參數(shù)的測(cè)量問(wèn)題l工頻電氣量的采集問(wèn)題l采樣數(shù)據(jù)的同步性問(wèn)題行波法行波法l根據(jù)行波到達(dá)母線后反射到故障點(diǎn)，再?gòu)墓收宵c(diǎn)反射到達(dá)母線的時(shí)間差，或是根據(jù)行波初始波頭到達(dá)兩側(cè)母線的時(shí)間差進(jìn)行測(cè)距的一種算法。按照故障測(cè)距原理可分為A、B、C型三種方法。A型是根據(jù)故障點(diǎn)產(chǎn)生的行波在測(cè)量端至故障點(diǎn)間往返的時(shí)間與行波波速之積來(lái)確定故障位置；A型測(cè)距原理型測(cè)距原理圖3 A型行波法測(cè)距原理示意圖B型測(cè)距原理型測(cè)距原理B 型是利用通信通道獲得故障點(diǎn)行波到達(dá)兩端的時(shí)間差與波速之積來(lái)確定故障點(diǎn)位置；圖4 B型行波法測(cè)距原理示意圖tQ為m端起動(dòng)元件動(dòng)作后時(shí)刻t0為故障時(shí)刻tD為兩側(cè)元件動(dòng)作時(shí)間tc為n端發(fā)信到m端收信機(jī)輸出時(shí)間tT為收信機(jī)輸出