地铁直流牵引供电系统接触网故障点测距方法

地铁直流牵引供电系统接触网故障点测距方法

胡子超,贾灿,孙帅

青岛地铁运营有限公司  266000

摘要：地铁牵引供电系统直流短路试验原理是，在牵引网可靠接地的前提下，通过直流开关柜给牵引网供电。根据短路试验前保护设置的值，相应的馈线开关应保护动作。必须检查牵引供电直流断路器的齿轮保护的可靠性、准确性、选择性和灵敏度。通过实验，主要验证了牵引供电系统短路电流的完整性、安全性、可靠性和承受能力，牵引供电保护的可靠性、选择性、灵敏度，并验证了对牵引供电系统等设备的影响。本文对地铁直流牵引供电系统接触网故障点测距方法进行分析，以供参考。

关键词：地铁;直流牵引系统;故障点测距;接触网;双边供电

引言

馈送线路作为地铁供给系统中输送功能的线路。当直流供电系统出现问题时，地铁可能会受到很大影响，使地铁无法保持稳定的顺序。据此，地铁车辆的车辆特点应与系统的运行秩序相结合，制定科学合理的供能方案，更好地利用多种供能技术，保证供电安全，并在地铁地区长期增长。

1概述

在直流牵引供电系统中，较高的钢轨对地过渡电阻只在轨-地绝缘良好且轨道环境干燥的情况下存在。实际上，由于钢轨对地过渡电阻有限，总会有部分钢轨回流泄漏至大地，这部分电流称为杂散电流。杂散电流可引起金属结构腐蚀，也能造成变电器主变压器直流偏磁等。杂散电流防护措施主要包括缩短变电所距离、增大钢轨对地过渡电阻、减小回流系统单位长度电阻和增加均流线等。提出了一种计及城市轨道逆变回馈装置的交直流统一供电计算方法，其仿真结果指出，可通过逆变回馈装置调节系统功率分配，改善钢轨电位，进而减小杂散电流。提出利用电力电子技术，改进传统的牵引供电系统，从源头上解决杂散电流与钢轨电位问题。国内的地铁设计规范中明确规定，在无砟道床中应当设置排流网，作为杂散电流腐蚀防护的重要部分。推导了考虑排流网情况下的杂散电流计算公式，并指出安装排流网后，钢轨泄漏的杂散电流总量虽然不会减小，但是流入结构钢筋的杂散电流会明显减小。通过CDEGS软件仿真分析杂散电流分布规律，得出了排流网距钢轨越近其收集效果越好、排流网与钢轨之间电气连接会加速钢轨与排流网的腐蚀等结论。利用Matlab与有限元软件，仿真分析了二极管接地系统中不同土壤结构与排流网结构对杂散电流的影响。研究结果表明，当混凝土层电阻率为1000Ω·m、下层土壤电阻率为300Ω·m时，排流网收集杂散电流效率可达86.32%。在国内，每个牵引所均设置了杂散电流排流装置，排流装置通过二极管在排流网、地和负母排之间形成单向导通。回流系统等效电路模型时不应只考虑正线，也应当考虑段场以及回流设备的行为过程。在浮地系统中，使用杂散电流排流装置，将使钢轨电位和杂散电流增加，所以并不推荐把排流二极管作为防治杂散电流的措施。

2直流牵引供电系统接触网故障点测距方法

由于直流供电系统的组成和运行方式相似，现有电力和电气系统中的故障点测量方法可以参考地铁供电系统中的故障点距离。测量电力系统故障点最常用的方法是故障点分析和线阵。其中，故障分析也称为电阻法，根据电力系统的相关电气参数和实测电气量，使用推导公式计算故障点的位置。这是测量故障点的常规方法。小波线律基于折射和反射原理，在传播过程中应用于零星波，以弥补实测波之间的间隙。在换行处，波速是影响故障点定位精度的关键，波长的计算取决于大地电阻的大小和接触网的配置。此外，行距捕获需要专用的设备解决方案和更大的投资。电力线沿线隧道的局部条件复杂，地面阻力因地理段而异。由于直流交通供电系统站间距离小、电压低、线路电流保护小、线路识别困难、定位精度偏差等原因，线路波长法不适用于直流交通供电系统的故障点测量。

3原则

在地铁网络内配置供电保护或应用供电保护技术时，应遵循以下准则:短路、过电压故障、过载故障等。发生故障时，可能会发生地铁故障，从而影响正常运行秩序。对于短路故障，实施电力线保护技术可以高效地解决问题，从而及时恢复电源的性能。因此，为了避免地铁维修费用或困难任务，需要更简单地配置电力线保护装置；第二，应确保使用进纸备份技术，以便从电源顺利传输信号。为此，电力系统的运行规定也应结合供电线路的保护，选择适当的供电方式，确保电力系统故障在均衡条件下得到妥善解决。由此得出，上述两个方向的馈线保护必须保证供电系统安全稳定地运行，保证不间断的电流流动，以免因系统故障而扰乱正常的地铁方案。此外，应通过组合错误类型来提高系统运行的可靠性。

4短路点的设置

接触网短接点的选择应基于理论上产生的最大和最小电源电压。在电源断开开关之外可能发生短路故障的地方，短路电流的理论值最大，验证了大型过电流保护的正常功能。在拉伸电压指定的区域中供电时，最长的两个供电点之间会出现远程故障，短路电流的理论最小尺寸允许检查过电流保护或DDL保护是否正常工作。该短路试验是在智能公园站和站之间进行的，距离5英里，基于宁波轨道2供电图，但无过电流保护条件。当短路证明时，直流母线电容达到以下因素：①变电所整流机组容量；②直流1500V供电臂的长度；③直流保护的配合，大电流脱扣DA，上升率保护ROR、独立过电流保护IOP。综合考虑上述因素以及试验的便利性，选择接触网短接点（远端）：聪园路站至五里牌站区间靠近聪园路站附近，距离隔离开关上网点50m范围外。

5双端故障点测距的实现方案

电路两端故障点之间的距离必须同步，因此必须引入同步接触单元，以确保两侧收集的数据在一定时间内保持同步。时间同步装置可以无线同步(例如全球定位系统(GPS)或有线。通常，在电源两侧供电的直流保护会实时监控位置的总线电压和进纸导体。当直流电源系统断电时，保护会自行执行故障制动，并将接收波数据中最大的电流存储发送到通信线路设备。两个电源接头的直流电源保护通过通信管理模块进行，数据传输通过复合旁路进行。每侧的数据处理单元根据实际距离，根据两侧查询的电流和电压数据计算故障点位置。为现场测试实测双面摄动方法的实用效率，将直流电源保护装置安装在地铁网上，以实现短效。检验部分选择距离为2.6公里的两个拖拉机站m和n之间的供给。

结束语

综上所述，如果能在地铁直流牵引供电系统中使用馈线保护技术，将有助于加强地铁运行效果，使系统保持稳定。在此基础上，应通过大电流跳闸保护、过电流保护、限时过电流保护、框架漏电保护、低压保护等技术手段，鼓励供电系统在馈线保护技术支持下保持良好运行状态，因此，地铁运行平稳。

参考文献

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