8 高速铁路牵引网故障测距系统

吸上电流比法测得的故障距离
AT所测距数据 分区所测距数据
T线电压=4061.20V F线电压=3242.45V TF电压=7293.00V 吸上电流1=0.78A 吸上电流2=1618.73A 总吸上电流=1619.48A 上行T线电流=386.82A 上行T线电流角度=118.38° 上行F线电流=205.90A 上行F线电流角度=294.41° 下行T线电流=418.70A 下行T线电流角度=118.68° 下行F线电流=1012.92A 下行F线电流角度=117.73°
AT所、分区所
150 arg(U , I T 1 I F1 ) 330
30 arg(U , I T 1 I F 1 ) 150




3.8 高速铁路牵引网故障测距系统
（6）故障测距方法与供电方式配合
首次跳闸，是全并联AT供电故障 重合闸失败，是直供故障
不依赖于变电所的通信启动； 无需专用实时通道； 偶发的通信故障不影响故障测距。
3.8 高速铁路牵引网故障测距系统
（5）故障类型与方向判别
接地故障
IT1最大 √ √ √ √ IF1最大
& & max( I& atSS , I atATP , I atSP ) I set
判别结果 IF2最大 上下行 下行 下行 上行 上行 类型 T型 F型 T型 F型 IT2最大
轨道交通系列MOOCs课程
高速铁路牵引供电系统
——继电保护与故障测距
韩正庆副教授
西南交通大学 电气工程学院
—2015—
本章主要内容
1 继电保护的基本概念 2 对继电保护的要求 3 牵引网继电保护原理
4 高速铁路牵引网保护方案
5 牵引变压器主保护原理 6 牵引变压器后备保护原理 牵引网故障测距原理
7
变电所测距数据
故障点距离=13.31km 公里标=1226.49 下行/FR故障/吸上电流比原理 T线电压=52844.50V F线电压=51238.51V TF电压=104081.89V 吸上电流1=11.62A 吸上电流2=0.29A 总吸上电流=11.90A 上行T线电流=655.23A 上行T线电流角度=291.93° 上行F线电流=721.04A 上行F线电流角度=112.89° 下行T线电流=642.53A 下行T线电流角度=291.90° 下行F线电流=744.68A 下行F线电流角度=112.67°
& & I& atAT I at1 I at 2
AT所
& & I& atSP I af 1 I af 2
分区所 T1 F1 If1
2AT
Iat2 U2 It2 If2
来自百度文库
2AT
Iat2 U2 It2 If2 T2 F2
It2 U2 If2
故障测距系统构成图
3.8 高速铁路牵引网故障测距系统
（4）基于失压原理的数据同步算法
变电所
U0 IT1
AT所
U1 d1
分区所
U2 T1 R1 F1
IF1 IT1 IF1 IT1
IF1
AT1
IAT1
AT1
IAT1
AT2
IT2 IAT2 IT2 IF2
AT2
IAT2 IT2 IF2 T2 R2
IF2
F2
故障测距数据同步算法图
失压检测元件
U i U set max(IT1 ,IF1 ,IT2 ,IF2 ) I set
2AT
Iat2 U2 It2 If2 T2 F2
It2 U2 If2
故障测距系统构成图
3.8 高速铁路牵引网故障测距系统
（3）吸上电流计算
变电所、AT所、分区所三处的吸上电流分别为：
& & & & I& atSS I t1 I f 1 I t 2 I f 2
变电所 T N F U1 It1 If1 It1 1AT U1 Iat1 If1 1AT It1 U1 Iat1
3.8 高速铁路牵引网故障测距系统
（2）系统构成
铁路通信 SDH 网络
MSTP设备
测距装置
MSTP设备
测距装置
MSTP设备
测距装置
变电所 T N F U1 It1 If1 It1 1AT
AT所
分区所
T1 F1 If1 1AT It1 U1 Iat1 If1 U1 Iat1
2AT
Iat2 U2 It2 If2
8 高速铁路牵引网故障测距系统
3.8 高速铁路牵引网故障测距系统
（1）对高速铁路牵引网故障测距的要求
适用于全并联AT牵引网；
适应各种不同运行方式；
采用吸上电流比、电抗法等测距原理；
具备测量、显示和数据通信接口等功能；
提供详细的测距信息；
能正确判断故障类型（T-R、F-R、T-F）； 能正确判断故障方向（上、下行）。
电抗法测得 的故障距离
谢 谢！
2014-10-15 05:39:21.275 某牵引变电所故障测距结果
T线电压=5096.31V F线电压=3296.89V TF电压=8378.30V 吸上电流1=3.08A 吸上电流2=2559.18A 总吸上电流=2559.31A 上行T线电流=659.87A 上行T线电流角度=113.92° 上行F线电流=952.81A 上行F线电流角度=296.56° 下行T线电流=609.11A 下行T线电流角度=113.79° 下行F线电流=2224.79A 下行F线电流角度=115.00°
电流最大所亭
非接地故障（TF） max( I& atSS
电流最大所亭 变电所
I T 1 I F1 I T 2 I F 2 I T 1 I F1 I T 2 I F 2

& , I& atATP , I atSP ) I set
故障判别结果 上下行 下行 上行 类型 TF型 TF型
3.8 高速铁路牵引网故障测距系统
（7）故障测距实例（续）
2014-10-15 05:39:23.275 某牵引变电所故障测距结果
阻抗I段出口 出口时间=100.00ms 馈线电压UT=7526.00V 馈线电压UF=7323.00V 馈线电压UTF=14844.00V T线电流=1060.00A F线电流=1240.00A ITF电流=2300.00A TF一次电阻=2.46Ω TF一次电抗=5.97Ω 阻抗角=67.50度 TR一次电阻=6.56Ω TR一次电抗=5.46Ω 故障测距=13.14km
牵引变电所 AT所
3QF 4QF
分区所
6QF
通电-无电--
Z< I> △I> AR
1QF
2QF
Z< I> △I> AR
5QF
U< AR
U< AR 上行 下行
U< AR
U< AR
Z<为距离保护；I>过电流保护；ΔI为电流增量保护；U<为低压保护；AR为自动重合闸
3.8 高速铁路牵引网故障测距系统
（7）故障测距实例