一种牵引网网格化供电保护系统及其保护方法和装置与流程

本发明涉及牵引供电，尤其涉及一种牵引网网格化供电保护系统及其保护方法和装置。

背景技术：

1、随着我国电气化铁路的不断发展，对牵引供电系统的供电能力与可靠性提出了更高的要求。在传统的牵引供电系统中，一旦牵引网发生故障会导致整条线路失电，影响运行效率与安全。而在复线运行方式下，虽然可以通过供电臂末端的分区实现牵引网上下行并联供电，但是无法根本提高牵引网供电的可靠性。

2、因此，在牵引变电所-分区所之间的上下行接触网中间位置增设并联开关站，将供电区域分为4个供电区段，实现网格化供电牵引网。在网格化供电方式下，牵引网发生故障时，只需跳开故障所在供电区段两端的断路器，其它供电区段依然保持原有供电状态，即可减小停电范围。因此，网格化供电方式比传统的牵引供电方式更加可靠。

3、但采用网格化供电后牵引网的保护更加复杂，若采用传统保护依靠保护整定值和动作时限方面配合并不能很好的满足继电保护的“四性”，可能出现误动和拒动的现象。

技术实现思路

1、本发明提供一种牵引网网格化供电保护系统及其保护方法和装置，基于广域通信的保护、测控技术，实现网格单元故障情况下的准确判断和定位，切除故障网格单元，保留并维持非故障单元的正常供电。

2、第一方面，本发明提供了一种牵引网网格化供电保护系统，包括：以光纤传输网络连接的多个功能模块，所述功能模块包括：牵引变电所、分区所、第一开关站及第二开关站；所有所述功能模块均设置有以太网交换机，所述以太网交换机用于连接对应的馈线保护装置，所有所述馈线保护装置均设有断路器；所述牵引变电所包括上行馈线保护装置和下行馈线保护装置，所述分区所包括分区所馈线保护装置，所述第一开关站包括第一开关进线馈线保护装置和第三开关进线馈线保护装置；所述第二开关站包括第二开关进线馈线保护装置和第四开关进线馈线保护装置；

3、所述下行馈线保护装置的另一端分别与第一开关站及所述第一开关站的第一开关进线馈线保护装置的一端连接；所述第一开关站的另一端与所述第一开关站的第三开关进线馈线保护装置及所述分区所馈线保护装置一端连接；所述分区所馈线保护装置的另一端与第二开关站及所述第二开关站的第四开关进线馈线保护装置的一端连接；所述第二开关站的另一端与第二进线馈线保护装置的一端，以及所述上行馈线保护装置的另一端连接；所述第一开关进线馈线保护装置的另一端分别与所述第二开关进线馈线保护装置、第三开关进线馈线保护装置及第四开关进线馈线保护装置的一端连接。

4、可选地，所述牵引变电所、所述开关站和所述分区所间采用iec61850定义中的goose保护传输机制在所述光纤传输网络中实现数据交互。

5、可选地，所述馈线保护装置均通过裸光纤接入。

6、可选地，所述开关站为并联开关站。

7、可选地，所述馈线保护装置为广域保护装置。

8、第二方面，本发明提供了一种牵引网网格化供电保护系统的保护方法，应用于如第一方面所述的牵引网网格化供电保护系统，方法包括：

9、获取牵引网网格化系统的电压数据和电流数据；

10、根据所述电压数据和电流数据，确定所述牵引网网格化系统在异常情况时的故障位置；

11、若所述故障位置位于牵引变电所与第一开关站之间时，下行馈线保护装置和上行馈线保护装置启动广域保护及常规保护，在预设保护时长后，所述下行馈线保护装置的断路器和第一开关进线馈线保护装置的断路器断开；

12、若所述故障位置位于所述牵引变电所与第二开关站之间时，所述下行馈线保护装置和所述上行馈线保护装置启动广域保护及常规保护，在所述预设保护时长后，所述上行馈线保护装置的断路器和第二开关进线馈线保护装置的断路器断开；

13、若所述故障位置位于分区所与所述第一开关站之间时，所述下行馈线保护装置、所述上行馈线保护装置、第三开关进线馈线保护装置及第四开关进线馈线保护装置启动广域保护及常规保护，在所述预设保护时长后，所述第三开关进线馈线保护装置的断路器和分区所馈线保护装置的断路器断开；

14、若所述故障位置位于分区所与所述第二开关站之间时，所述下行馈线保护装置、所述上行馈线保护装置、所述第三开关进线馈线保护装置及所述第四开关进线馈线保护装置启动广域保护及常规保护，在所述预设保护时长后，所述第四开关进线馈线保护装置的断路器和所述分区所馈线保护装置的断路器断开。

15、可选地，若所述故障位置位于分区所与所述第二开关站之间时，所述下行馈线保护装置、所述上行馈线保护装置、所述第三开关进线馈线保护装置及所述第四开关进线馈线保护装置启动广域保护及常规保护，在所述预设保护时长后，所述第四开关进线馈线保护装置的断路器和所述分区所馈线保护装置的断路器断开之后，还包括：

16、若所述故障位置位于所述分区所与所述第二开关站之间时，第四开关进线馈线保护装置的断路器和所述分区所馈线保护装置的断路器断开。

17、第三方面，本发明提供了一种牵引网网格化供电保护系统的保护装置，应用于如第一方面所述的牵引网网格化供电保护系统，装置包括：

18、获取模块，用于获取牵引网网格化系统的电压数据和电流数据；

19、故障位置确定模块，用于根据所述电压数据和电流数据，确定所述牵引网网格化系统在异常情况时的故障位置；

20、第一执行模块，用于在所述故障位置位于牵引变电所与第一开关站之间时，下行馈线保护装置和上行馈线保护装置启动广域保护及常规保护，在预设保护时长后，所述下行馈线保护装置的断路器和第一开关进线馈线保护装置的断路器断开；

21、第二执行模块，用于在所述故障位置位于所述牵引变电所与第二开关站之间时，所述下行馈线保护装置和所述上行馈线保护装置启动广域保护及常规保护，在所述预设保护时长后，所述上行馈线保护装置的断路器和第二开关进线馈线保护装置的断路器断开；

22、第三执行模块，用于在所述故障位置位于分区所与所述第一开关站之间时，所述下行馈线保护装置、所述上行馈线保护装置、第三开关进线馈线保护装置及第四开关进线馈线保护装置启动广域保护及常规保护，在所述预设保护时长后，所述第三开关进线馈线保护装置的断路器和分区所馈线保护装置的断路器断开；

23、第四执行模块，用于在所述故障位置位于分区所与所述第二开关站之间时，所述下行馈线保护装置、所述上行馈线保护装置、所述第三开关进线馈线保护装置及所述第四开关进线馈线保护装置启动广域保护及常规保护，在所述预设保护时长后，所述第四开关进线馈线保护装置的断路器和所述分区所馈线保护装置的断路器断开。

24、第三方面，本技术提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如上述第二方面提供的所述方法中的步骤。

25、第四方面，本技术提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时运行如上述第二方面提供的所述方法中的步骤。

26、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

27、本发明提供了一种牵引网网格化供电保护系统及其保护方法和装置，方法包括：获取牵引网网格化系统的电压数据和电流数据；根据所述电压数据和电流数据，确定所述牵引网网格化系统在异常情况时的故障位置；若所述故障位置位于牵引变电所与第一开关站之间时，下行馈线保护装置和上行馈线保护装置启动广域保护及常规保护，在预设保护时长后，所述下行馈线保护装置的断路器和第一开关进线馈线保护装置的断路器断开；若所述故障位置位于所述牵引变电所与第二开关站之间时，所述下行馈线保护装置和所述上行馈线保护装置启动广域保护及常规保护，在所述预设保护时长后，所述上行馈线保护装置的断路器和第二开关进线馈线保护装置的断路器断开；若所述故障位置位于分区所与所述第一开关站之间时，所述下行馈线保护装置、所述上行馈线保护装置、第三开关进线馈线保护装置及第四开关进线馈线保护装置启动广域保护及常规保护，在所述预设保护时长后，所述第三开关进线馈线保护装置的断路器和分区所馈线保护装置的断路器断开；若所述故障位置位于分区所与所述第二开关站之间时，所述下行馈线保护装置、所述上行馈线保护装置、所述第三开关进线馈线保护装置及所述第四开关进线馈线保护装置启动广域保护及常规保护，在所述预设保护时长后，所述第四开关进线馈线保护装置的断路器和所述分区所馈线保护装置的断路器断开。基于广域通信的保护、测控技术，实现牵引网网格化供电保护系统在网格单元故障情况下的准确判断和定位，切除故障网格单元，保留并维持非故障单元的正常供电。