基于断路器50%备用的牵引网及故障测距方法和连接方法与流程

基于断路器50％备用的牵引网及故障测距方法和连接方法
技术领域
1.本发明涉及牵引网测距数据交互技术领域，具体而言，涉及一种基于断路器50％备用的牵引网及故障测距方法和连接方法。


背景技术：

2.为提高采用直接供电方式的电气化铁路牵引网的供电能力，铁路工程中采用上下行并联的复线直供接线方式，并采用基于断路器50％备用的方式提高牵引网的供电可靠性，此时的牵引网中，上下行线路间存在互阻抗。对此，铁路工程在对牵引网进行故障测距时，通常采用可消除互阻抗影响的上下行电流比法。然而，上下行电流比法测距需要同时采集本侧线路电流和对侧线路电流，当投入备用断路器时，流经备用断路器的电流可能为上行线路电流或下行线路电流，此时，若采用电缆连接的方式将电流接入牵引网，则存在流互二次绕组数量过多、电流回路复杂和检修不便的问题。
3.有鉴于此，特提出本技术。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：采用电缆连接的方式将电流接入现有的基于断路器50％备用的牵引网，容易导致流互二次绕组数量过多、电流回路复杂和检修不便的问题，目的在于提供一种基于断路器50％备用的牵引网及故障测距方法和连接方法，在不增加流互二次绕组数量和电流回路电缆的情况下也可实现测距数据交互。
5.本发明通过下述技术方案实现：
6.首先，本发明提供一种基于断路器50％备用的牵引网，包括上行线路、下行线路、备用线路、第一馈线保护装置、第二馈线保护装置和备用馈线保护装置；所述上行线路、所述下行线路和所述备用线路相互并联；所述上行线路通过电缆与第一馈线保护装置和第二馈线保护装置连接，所述下行线路通过电缆与第一馈线保护装置和第二馈线保护装置连接，所述备用断路器通过电缆与所述备用馈线保护装置连接；所述备用馈线保护装置以goose通信方式分别与所述第一馈线保护装置和所述第二馈线保护装置通信连接。
7.与现有技术相比，本发明根据基于断路器50％备用接线方式的复线直供牵引网设备的组成特点，将电缆采集方式和goose通信方式相结合。其中，上行线路与第一馈线保护装置和第二馈线保护装置之间，下行线路与第一馈线保护装置和第二馈线保护装置之间，以及断路器所述备用馈线保护装置之间，均通过电缆连接；并且，备用馈线保护装置以goose通信方式分别与所述第一馈线保护装置和所述第二馈线保护装置通信连接。通过此连接方式，当备用线路为投入使用时，馈线保护装置通过电缆采集对侧线路电流，可充分利用电缆采集对侧线路电流具备的高同步性和可靠性；当备用线路投入使用时，馈线保护装置采用goose 通信方式获取对侧线路电流，充分发挥googse通信方式不用在馈电保护装置和电路互感器之间铺设电流的优势，从而在不增加流互二次绕组数量和电流回路电缆的情况也可以实现测距数据交互。
8.作为对本发明的进一步描述，所述上行线路包括依次串联的上行断路器qf2、电流互感器ct2和上行隔开qs2，所述下行线路包括依次串联的下行断路器qf1、电流互感器ct1 和下行隔开qs1，所述备用线路包括依次串联的备用断路器qf3和电流互感器ct3；所述上行线路、所述下行线路和所述备用线路连接在母线上；所述上行线路和所述备用线路之间包括上行备用隔开bqs2，所述下行线路和所述备用线路之间包括下行备用隔开bqs1。
9.作为对本发明的进一步描述，所述上行线路和所述下行线路之间包括并联断路器qf4。
10.作为对本发明的进一步描述，所述母线为27.5kv。
11.然后，本发明提供一种基于断路器50％备用的牵引网的故障测距方法，包括：
12.步骤1：检查所述新型复线直供牵引网中是否接入所述备用线路；若所述备用线路未接入，则执行步骤2；若所述备用线路已接入，则执行步骤3；
13.步骤2：检查所述上行线路或所述下行线路是否正常接入，若所述上行线路或所述下行线路正常接入，则所述上行线路或所述下行线路利用电缆采集对侧线路电流；
14.步骤3：检查所述新型复线直供牵引网的接入方式，若所述新型复线直供牵引网接入所述上行线路，则所述上行馈线保护装置与所述备用馈线保护装置通过goose通信方式交互对侧线路电流；若所述新型复线直供牵引网接入所述下行线路，则所述下行馈线保护装置与所述备用馈线保护装置通过goose通信方式交互对侧线路电流；
15.步骤4：利用对侧线路电流和上下行电流比法进行故障测距。
16.作为对本发明的进一步描述，所述步骤2中，
17.检查所述上行线路是否正常接入的方法为：检查所述上行备用隔开bqs2、所述备用断路器qf3、所述上行断路器qf2和所述上行隔开qs2是否合位，若所述上行备用隔开bqs2、所述备用断路器qf3、所述上行断路器qf2和所述上行隔开qs2均合位，则所述上行线路正常接入；
18.检查所述下行线路是否正常接入的方法为：检查所述下行备用隔开bqs1、所述备用断路器qf3、所述下行断路器qf1和所述下行隔开qs1是否合位，若所述下行备用隔开bqs1、所述备用断路器qf3、所述下行断路器qf1和所述下行隔开qs1均合位，则所述下行线路正常接入。
19.作为对本发明的进一步描述，为解决采用goose通信方式传输数据存在的数据延时接收和发送的问题，在所述步骤3中，对所述goose通信方式实施数据同步处理。
20.作为对本发明的进一步描述，对所述goose通信方式实施数据同步处理的方法包括：
21.步骤3.1：启动本侧馈线保护装置，触发本侧故障测距模块；
22.步骤3.2：本侧故障测距模块向对侧馈线保护装置发送goose信号，触发对侧馈线保护装置启动；
23.步骤3.3：对侧馈线保护装置记录对侧线路电流，并将对侧线路电流以goose信号的形式传回本侧馈线保护装置。
24.最后，本发明提供一种基于断路器50％备用的牵引网的连接方法，包括：
25.s1：将上行断路器qf2、电流互感器ct2和上行隔开qs2依次串联，组成上行线路；
26.s2：将下行断路器qf1、电流互感器ct1和下行隔开qs1依次串联，组成下行线路；
27.s3：将备用断路器qf3和电流互感器ct3串联，组成备用线路；
28.s4：将所述上行线路、所述下行线路和所述备用线路并联在母线上；
29.s5：在所述上行线路和所述备用线路之间设置上行备用隔开bqs2，在所述下行线路和所述备用线路之间设置下行备用隔开bqs1。
30.作为对本发明的进一步描述，在所述上行线路和所述下行线路之间设置并联断路器qf4。
31.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
32.1、本发明实施例提供的一种基于断路器50％备用的牵引网及其故障测距方法和连接方法，通过电缆采集对侧线路电流的测距数据，可保证数据交互的同步性和可靠性；
33.2、本发明实施例提供的一种基于断路器50％备用的牵引网及其故障测距方法和连接方法，通过goose通信方式交互侧线路电流的测距数据，在馈线保护装置与电流互感器之间不同铺设电流，可减少对流互二次绕组和电路回路电缆的需求，不增加流互二次绕组数量和电流回路电缆的情况也可以实现测距数据交互；
34.3、本发明实施例提供的一种基于断路器50％备用的牵引网及其故障测距方法和连接方法，可实现采用goose通信方式是同步传输数据。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
36.图1为本发明实施例1提供的基于断路器50％备用的牵引网接线示意图；
37.图2为本发明实施例2提供的测距数据交互判断方式逻辑框图；
38.图3为本发明实施例2提供的goose通信方式下保护装置测距数据交互示意图。
具体实施方式
39.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
40.在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
41.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
42.在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
43.实施例1
44.本实施例提供了一种基于断路器50％备用的牵引网。与现有的基于断路器50％备用接线方式的复线直供牵引网相比，本实施例的牵引网在分别在馈线保护装置与上行线路、下行线路和备用线路增加了电缆用于采集对侧线路电流，并且各馈线保护装置之前通过goose通信方式交互测距数据，其接线方式参考图1。如图所述，该基于断路器50％备用的牵引网包括上行线路、下行线路、备用线路、第一馈线保护装置、第二馈线保护装置和备用馈线保护装置；所述上行线路、所述下行线路和所述备用线路相互并联；所述上行线路通过电缆与第一馈线保护装置和第二馈线保护装置连接，所述下行线路通过电缆与第一馈线保护装置和第二馈线保护装置连接，所述备用断路器通过电缆与所述备用馈线保护装置连接；所述备用馈线保护装置以goose通信方式分别与所述第一馈线保护装置和所述第二馈线保护装置通信连接。
45.其中，所述上行线路包括依次串联的上行断路器qf2、电流互感器ct2和上行隔开qs2，所述下行线路包括依次串联的下行断路器qf1、电流互感器ct1和下行隔开qs1，所述备用线路包括依次串联的备用断路器qf3和电流互感器ct3；所述上行线路、所述下行线路和所述备用线路连接在母线上，该母线还包括一个27.5kv的变压器；所述上行线路和所述备用线路之间包括上行备用隔开bqs2，所述下行线路和所述备用线路之间包括下行备用隔开 bqs1。
46.此外，在所述上行线路和所述下行线路之间包括并联断路器qf4。
47.由于，目前复线直供接线方式的牵引网，其上行线路和下行线路间存在互阻抗，采用电抗测距法误差较大，因此，现有技术通常采用可消除互阻抗影响的上下行电流比法进行故障测距。上下行电流比法测距需要同时采集本侧线路电流i1和对侧线路电流i2。备用断路器 qf3投入时，i3可能为下行线路电流，也可能额为上行线路电流。如果采取电缆连接将电缆接入方式，工程实施时会存在流互二次绕组数量过多、电流回路复杂和检修不便的情况。但是，本实例根据基于断路器50％备用接线方式的复线直供牵引网设备组成特点，将利用电缆采集测距数据的方式和利用goose通信方式交互测距数据的方式相结合，当备用线路为投入使用时，馈线保护装置通过电缆采集对侧线路电流，可充分利用电缆采集对侧线路电流具备的高同步性和可靠性；当备用线路投入使用时，馈线保护装置采用goose通信方式获取对侧线路电流，充分发挥googse通信方式不用在馈电保护装置和电路互感器之间铺设电流的优势，从而在不增加流互二次绕组数量和电流回路电缆的情况也可以实现测距数据交互。
48.实施例2
49.与上述实施例1相应的，本实施例提供一种基于断路器50％备用的牵引网的故障测距方法，包括：
50.步骤1：根据接入馈线保护装置的断路器、隔开位置信号及安装位置，检查所述新型复线直供牵引网中是否接入所述备用线路；若所述备用线路未接入，则执行步骤2；若所
述备用线路已接入，则执行步骤3。
51.步骤2：检查所述上行线路或所述下行线路是否正常接入，对应到实施例1的牵引网中，即检查所述上行备用隔开bqs2、所述备用断路器qf3、所述上行断路器qf2和所述上行隔开qs2是否合位，若所述上行备用隔开bqs2、所述备用断路器qf3、所述上行断路器qf2 和所述上行隔开qs2均合位，则所述上行线路正常接入；检查所述下行线路是否正常接入的方法为：检查所述下行备用隔开bqs1、所述备用断路器qf3、所述下行断路器qf1和所述下行隔开qs1是否合位，若所述下行备用隔开bqs1、所述备用断路器qf3、所述下行断路器qf1和所述下行隔开qs1均合位，则所述下行线路正常接入。确定备用断路器正在备用下行还是上行断路器。
52.若所述上行线路或所述下行线路正常接入，则所述上行线路或所述下行线路利用电缆采集对侧线路电流。
53.步骤3：检查所述新型复线直供牵引网的接入方式，若所述新型复线直供牵引网接入所述上行线路，则所述上行馈线保护装置与所述备用馈线保护装置通过goose通信方式交互对侧线路电流；若所述新型复线直供牵引网接入所述下行线路，则所述下行馈线保护装置与所述备用馈线保护装置通过goose通信方式交互对侧线路电流。采用goose通信方式交互测距数据时，上述实施例1的牵引网中，各开关状态逻辑如图2所示。
54.步骤4：利用对侧线路电流和上下行电流比法进行故障测距。
55.当备用线路接入牵引网时，根据短路点位置不同，上、下行线路的馈线保护装置可能存在保护同时启动、一侧启动一侧不启动的情况，并且采用通信方式传输数据还存在数据延时接收和发送的问题。
56.对此，本实施例在所述步骤3中，对所述goose通信方式实施数据同步处理，其测距数据交互方式如图3所示。具体包括以下步骤：
57.步骤3.1：启动本侧馈线保护装置，触发本侧故障测距模块；
58.步骤3.2：本侧故障测距模块向对侧馈线保护装置发送goose信号，触发对侧馈线保护装置启动；
59.步骤3.3：对侧馈线保护装置记录对侧线路电流，并将对侧线路电流以goose信号的形式传回本侧馈线保护装置。
60.最后，本发明提供一种基于断路器50％备用的牵引网的连接方法，包括：
61.s1：将上行断路器qf2、电流互感器ct2和上行隔开qs2依次串联，组成上行线路；
62.s2：将下行断路器qf1、电流互感器ct1和下行隔开qs1依次串联，组成下行线路；
63.s3：将备用断路器qf3和电流互感器ct3串联，组成备用线路；
64.s4：将所述上行线路、所述下行线路和所述备用线路并联在母线上；
65.s5：在所述上行线路和所述备用线路之间设置上行备用隔开bqs2，在所述下行线路和所述备用线路之间设置下行备用隔开bqs1。
66.从图3可以看出，本侧保护装置记录测距数据i1时刻t1＝t1+t3,对侧保护装置测距数据 i2记录时间t2＝t1+t2。当t2＝t3时，两侧测距数据同步。t2为测距数据在通道中延时，t3为“测距同步时间”参数。因为两个馈线保护装置相距距离近20cm左右，因此通道延时短且延时比较固定。通过试验确定t2数值后，可以整定参数t3与t2相同，实现goose通信方式交互测距数据同步。
67.实施例3
68.本实施例提供一种与实施例1对应的牵引网的连接方法，包括以下步骤：
69.s1：将上行断路器qf2、电流互感器ct2和上行隔开qs2依次串联，组成上行线路；
70.s2：将下行断路器qf1、电流互感器ct1和下行隔开qs1依次串联，组成下行线路；
71.s3：将备用断路器qf3和电流互感器ct3串联，组成备用线路；
72.s4：将所述上行线路、所述下行线路和所述备用线路并联在母线上；
73.s5：在所述上行线路和所述备用线路之间设置上行备用隔开bqs2，在所述下行线路和所述备用线路之间设置下行备用隔开bqs1。
74.s6：在所述上行线路和所述下行线路之间设置并联断路器qf4。
75.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、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，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。