本实用新型涉及同相供电技术，具体涉及适用于电气化铁路的同相供电后备保护装置。
背景技术：
相供电就是利用潮流控制器PFC1和PFC2将两异相电源母线合并成同相母线给牵引负载供电。在供电时，增加了潮流控制器和多个断路器实现同相和异相供电的切换，总之，由于同相供电系统中增加了潮流控制器和多个断路器，以此，其与传统的牵引变电所系统有较大的区别，因此其保护、控制功能等需要从新设计。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供适用于电气化铁路的同相供电后备保护装置，采用新的后备保护装置，将后备保护装置的主要功能设计成补偿侧过电流保护和牵引侧过电流保护，使得传统的保护操作的控制变得简单和容易操作，且分离设计更加安全和可靠。
本实用新型通过下述技术方案实现：
适用于电气化铁路的同相供电后备保护装置，包括位于间隔设备层的潮流控制器测控装置、后备保护装置、主保护装置、通用通信装置，位于网络通信层的双环自愈光纤工业以太网，位于站级管理层的光以太网交换机、远动管理机、与光以太网交换机连接的当地监控系统、卫星同步时钟装置，其中，潮流控制器测控装置、后备保护装置、主保护装置、通用通信装置与双环自愈光纤工业以太网连接。
所述后备保护装置包括依次串联的模拟量输入模块MI、模拟低通滤波器IA、模数转换器件AD、逻辑处理装置μC、驱动单元OA、光电隔离开出单元，其中，逻辑处理装置μC还连接有光电隔离开入单元、光隔离秒脉冲单元、以太网口。
进一步，补偿侧过电流保护逻辑电路的方案是基于变压器高压侧电流基波有效值(20点 /周波)，按躲过最大负荷电流整定，带励磁涌流闭锁(二次谐波闭锁)。
补偿侧过电流保护分A、B两相，每一相可独立整定，每相过流分为两段。补偿侧A相过电流保护原理如下逻辑门电路设计方案，高压侧B相过电流原理类似。
补偿侧过电流保护逻辑电路包括输入逻辑与门一、输入逻辑非门、输入逻辑与门二、中间逻辑或门、输出逻辑与门，还包括电压比较器、电流比较器、二次谐波比较器，电压比较器用于输出比较牵引匹配变压器的牵引侧T相电压UT与低压启动整定值U＜的比较结果信号，电流比较器用于输出比较牵引匹配变压器的负荷侧电流IM与负荷侧过电流整定值IM＞＞的比较结果，其中负荷侧电流IM为负荷侧A相电流IA或负荷侧B相电流IB，负荷侧过电流整定值IM＞＞为负荷侧A相过电流整定值IA＞＞或负荷侧B相过电流整定值IB＞＞，二次谐波比较器用于输出比较二次谐波I2/I1与二次谐波含量整定值K2set的比较结果信号，电压比较器的比较结果信号、低压启动投入信号输入到输入逻辑与门一，二次谐波比较器的比较结果信号、二次闭锁投入信号输入到输入逻辑与门二，输入逻辑与门二的输出信号与电流比较器的比较结果并线后输入到输出逻辑与门，低压启动投入信号还输入到输入逻辑非门，输入逻辑非门的输出信号与输入逻辑与门一的输出信号输入到中间逻辑或门，中间逻辑或门的输出信号输入到输出逻辑与门，输出逻辑与门输出信号为跳主变高低压侧断路器信号、并控制主变压器高低压侧断路器，其中，I1为基波电流、I2为二次谐波电流，二次谐波I2/I1、二次闭锁投入信号、低压启动投入信号均从光电隔离开入单元开入，UT为牵引匹配变压器牵引侧T相电压，IT为牵引匹配变压器牵引侧T相电流；U＜为低压启动整定值，IT＞＞为低压侧T相过电流整定值， IT＞＞_T为低压侧T相过电流保护时限整定值。
牵引侧过电流保护分T、F两相，每一相可独立整定，每相过流分为两段,每一段可以整定为正方向、反方向和无方向。方向定义：若时，判为正方向，否则为反向。
牵引侧T、F相过电流保护原理如下逻辑门电路原理：
牵引侧T相过电流保护逻辑电路包括输入逻辑与门一、输入逻辑非门、输入逻辑与门二、中间逻辑或门、输出逻辑与门，还包括电压比较器、电流比较器、二次谐波比较器，电压比较器用于输出比较牵引匹配变压器的牵引侧T相电压UT与低压启动整定值U＜的比较结果信号，电流比较器用于输出比较牵引匹配变压器牵引侧T相电流IT与低压侧T相过电流整定值 IT＞＞的比较结果，二次谐波比较器用于输出比较二次谐波I2/I1与二次谐波含量整定值K2set的比较结果信号，电压比较器的比较结果信号、低压启动投入信号输入到输入逻辑与门一，二次谐波比较器的比较结果信号、二次闭锁投入信号输入到输入逻辑与门二，输入逻辑与门二的输出信号与电流比较器的比较结果并线后输入到输出逻辑与门，低压启动投入信号还输入到输入逻辑非门，输入逻辑非门的输出信号与输入逻辑与门一的输出信号输入到中间逻辑或门，中间逻辑或门的输出信号输入到输出逻辑与门，输出逻辑与门输出信号为跳牵引侧断路器信号、并控制牵引侧断路器，其中，I1为基波电流、I2为二次谐波电流，二次谐波I2/I1、二次闭锁投入信号、低压启动投入信号均从光电隔离开入单元开入。
牵引侧F相过电流保护逻辑电路包括输入逻辑与门一、输入逻辑非门、输入逻辑与门二、中间逻辑或门、输出逻辑与门，还包括电压比较器、电流比较器、二次谐波比较器，电压比较器用于输出比较牵引匹配变压器的牵引侧F相电压UF与低压启动整定值U＜的比较结果信号，电流比较器用于输出比较牵引匹配变压器牵引侧F相电流IF与低压侧F相过电流整定值 IF＞＞的比较结果，二次谐波比较器用于输出比较二次谐波I2/I1与二次谐波含量整定值K2set的比较结果信号，电压比较器的比较结果信号、低压启动投入信号输入到输入逻辑与门一，二次谐波比较器的比较结果信号、二次闭锁投入信号输入到输入逻辑与门二，输入逻辑与门二的输出信号与电流比较器的比较结果并线后输入到输出逻辑与门，低压启动投入信号还输入到输入逻辑非门，输入逻辑非门的输出信号与输入逻辑与门一的输出信号输入到中间逻辑或门，中间逻辑或门的输出信号输入到输出逻辑与门，输出逻辑与门输出信号为跳牵引侧断路器信号、并控制牵引侧断路器，其中，I1为基波电流、I2为二次谐波电流，二次谐波I2/I1、二次闭锁投入信号、低压启动投入信号均从光电隔离开入单元开入。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：采用新的后备保护装置，将主保护装置和后备保护装置的主要功能分离设计，使得传统的保护操作的控制变得简单和容易操作，且分离设计更加安全和可靠。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为适用于电气化铁路的同相供电后备保护装置的结构示意图。
图2为后备保护装置的结构示意图。
图3为后备保护装置获得信号的结构示意图。
图4为后备保护装置的补偿侧过电流保护逻辑电路结构示意图。
图5为后备保护装置的牵引侧T相过电流保护逻辑电路结构示意图。
图6为后备保护装置的牵引侧F相过电流保护逻辑电路结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例
如图1-图6所示，适用于电气化铁路的同相供电后备保护装置，包括位于间隔设备层的潮流控制器测控装置、后备保护装置、主保护装置、通用通信装置，位于网络通信层的双环自愈光纤工业以太网，位于站级管理层的光以太网交换机、远动管理机、与光以太网交换机连接的当地监控系统、卫星同步时钟装置，其中，潮流控制器测控装置、后备保护装置、主保护装置、通用通信装置与双环自愈光纤工业以太网连接。
如图2所示，所述后备保护装置包括依次串联的模拟量输入模块MI、模拟低通滤波器IA、模数转换器件AD、逻辑处理装置μC、驱动单元OA、光电隔离开出单元，其中，逻辑处理装置μC还连接有光电隔离开入单元、光隔离秒脉冲单元、以太网口。
后备保护装置完成补偿侧过电流保护逻辑和牵引侧过电流保护逻辑处理，具体如下：
补偿侧过电流保护逻辑电路是基于变压器高压侧电流基波有效值(20点/周波)，按躲过最大负荷电流整定，带励磁涌流闭锁(二次谐波闭锁)。补偿侧过电流保护分A、B两相，每一相可独立整定，每相过流分为两段。补偿侧A相过电流保护原理如下逻辑门电路设计方案，高压侧B相过电流原理类似。
补偿侧过电流保护逻辑电路包括输入逻辑与门一、输入逻辑非门、输入逻辑与门二、中间逻辑或门、输出逻辑与门，还包括电压比较器、电流比较器、二次谐波比较器，电压比较器用于输出比较牵引匹配变压器的牵引侧T相电压UT与低压启动整定值U＜的比较结果信号，电流比较器用于输出比较牵引匹配变压器的负荷侧电流IM与负荷侧过电流整定值IM＞＞的比较结果，其中负荷侧电流IM为负荷侧A相电流IA或负荷侧B相电流IB，负荷侧过电流整定值IM＞＞为负荷侧A相过电流整定值IA＞＞或负荷侧B相过电流整定值IB＞＞，二次谐波比较器用于输出比较二次谐波I2/I1与二次谐波含量整定值K2set的比较结果信号，电压比较器的比较结果信号、低压启动投入信号输入到输入逻辑与门一，二次谐波比较器的比较结果信号、二次闭锁投入信号输入到输入逻辑与门二，输入逻辑与门二的输出信号与电流比较器的比较结果并线后输入到输出逻辑与门，低压启动投入信号还输入到输入逻辑非门，输入逻辑非门的输出信号与输入逻辑与门一的输出信号输入到中间逻辑或门，中间逻辑或门的输出信号输入到输出逻辑与门，输出逻辑与门输出信号为跳主变高低压侧断路器信号、并控制主变压器高低压侧断路器，其中，I1为基波电流、I2为二次谐波电流，二次谐波I2/I1、二次闭锁投入信号、低压启动投入信号均从光电隔离开入单元开入。UT为牵引匹配变压器牵引侧T相电压，IT为牵引匹配变压器牵引侧T相电流；U＜为低压启动整定值，IT＞＞为低压侧T相过电流整定值， IT＞＞_T为低压侧T相过电流保护时限整定值。
牵引侧过电流保护分T、F两相，每一相可独立整定，每相过流分为两段,每一段可以整定为正方向、反方向和无方向。方向定义：若时，判为正方向，否则为反向。
牵引侧T相过电流保护逻辑电路包括输入逻辑与门一、输入逻辑非门、输入逻辑与门二、中间逻辑或门、输出逻辑与门，还包括电压比较器、电流比较器、二次谐波比较器，电压比较器用于输出比较牵引匹配变压器的牵引侧T相电压UT与低压启动整定值U＜的比较结果信号，电流比较器用于输出比较牵引匹配变压器牵引侧T相电流IT与低压侧T相过电流整定值 IT＞＞的比较结果，二次谐波比较器用于输出比较二次谐波I2/I1与二次谐波含量整定值K2set的比较结果信号，电压比较器的比较结果信号、低压启动投入信号输入到输入逻辑与门一，二次谐波比较器的比较结果信号、二次闭锁投入信号输入到输入逻辑与门二，输入逻辑与门二的输出信号与电流比较器的比较结果并线后输入到输出逻辑与门，低压启动投入信号还输入到输入逻辑非门，输入逻辑非门的输出信号与输入逻辑与门一的输出信号输入到中间逻辑或门，中间逻辑或门的输出信号输入到输出逻辑与门，输出逻辑与门输出信号为跳牵引侧断路器信号、并控制牵引侧断路器，其中，I1为基波电流、I2为二次谐波电流，二次谐波I2/I1、二次闭锁投入信号、低压启动投入信号均从光电隔离开入单元开入。
牵引侧F相过电流保护逻辑电路包括输入逻辑与门一、输入逻辑非门、输入逻辑与门二、中间逻辑或门、输出逻辑与门，还包括电压比较器、电流比较器、二次谐波比较器，电压比较器用于输出比较牵引匹配变压器的牵引侧F相电压UF与低压启动整定值U＜的比较结果信号，电流比较器用于输出比较牵引匹配变压器牵引侧F相电流IF与低压侧F相过电流整定值 IF＞＞的比较结果，二次谐波比较器用于输出比较二次谐波I2/I1与二次谐波含量整定值K2set的比较结果信号，电压比较器的比较结果信号、低压启动投入信号输入到输入逻辑与门一，二次谐波比较器的比较结果信号、二次闭锁投入信号输入到输入逻辑与门二，输入逻辑与门二的输出信号与电流比较器的比较结果并线后输入到输出逻辑与门，低压启动投入信号还输入到输入逻辑非门，输入逻辑非门的输出信号与输入逻辑与门一的输出信号输入到中间逻辑或门，中间逻辑或门的输出信号输入到输出逻辑与门，输出逻辑与门输出信号为跳牵引侧断路器信号、并控制牵引侧断路器，其中，I1为基波电流、I2为二次谐波电流，二次谐波I2/I1、二次闭锁投入信号、低压启动投入信号均从光电隔离开入单元开入。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。