接触网故障测距装置

Di

xn

Q Qn Qn1 Qn
( xn1

xn )

D0

xn

0.6 0.7
0.5 0.5
( xn1

xn )
二、常用故障测距原理介绍
（一）AT吸上电流比原理
3、 AT吸上电流比缺陷
• 装置一次投资高
为了保证故障点两侧AT中性点吸上电流的同步采集，必须敷设专用的传
输
数据和控制信号通道；必须在每个AT处都设置一套数据采集与发送装置
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三、全并联AT供电方式故障测距系统
（一）所需基本参数 1、电量
变电所 TNF
It1
AT所2
It1
If1
U1
Iat
U2
It2
If2
F1
It1
If1
U1
Iat AT
U2
It2
If2
T2
If2 F2
2、开关量 • 变电所（上下行外启动信号） • 其他所（上下行断路器合位、AT变断路器合位、上下行并联开关合位）
• BT供电方式
• 全并联AT供电方式接触网发生永久性故障后解列方式
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二、常用故障测距原理介绍
（四）电抗法原理 2、基本原理 牵引网短路时存在一定的过渡电阻，所以利用电抗和距离关
系进行故障定位。 X Xn
X3 X2
X1
0
l1
l2
l3
接线示意图
路距离示意图
l
计算公式：
ln1

Xn ln
X n1 ln1
称为吸上电流比，简称Q值。
说明：由于各厂家在用吸上电流比计算时，Q值的倍率选取和计算公式的不同。从Q值的计 算公式可以看出Q<1,但为了传输和计算的方便，可能会将Q值放大100倍。
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变电所 0
AT所
Q 1
0.90
Qn+1=0.70 Q=0.60 Qn=0.50
0.10 D0
分区所 1
xn x xn+1
（一）主接线图 AT所主接线图
5
一、 客运专线牵引供电方式
（二）供电方式
电力系统 AB
ZB1
DL1
T F
DL2
AT1
AT2
T1 R1 F1 T2 R2 F2
6
二、常用故障测距原理介绍
（一）AT吸上电流比原理
1、AT 供电牵引网短路阻抗和短路距离的关系图
牵引网短路阻抗Z(ohm)
7
6
5
4
3
2
1
T-R短路阻抗理论计算曲线
根据现在客运专线供电方式，我们新开发的故障测距系统具 有如下优点：
• 自动判断故障前时刻故障区间的供电方式，根据不同的供电方式 采用相应的故障测距原理进行测距。
• 提供详细的故障测距报告，更方便用户查找故障。在故障报告中， 不仅有故障距离，还有故障类型（T、F、TF）和故障方向（上行、 下行）。
• 支持多达7个AT分段测距


L

min(|

I TF1
|,| I TF 2

|)
2(D0

D1 )
| I TF1 | | I TF 2 |
10
SUCCESS
THANK YOU
2019/11/7
二、常用故障测距原理介绍
（二）上下行电流比原理 1、基本原理
如下图所示，当牵引网方式为上下行并联运行方式时，均可采用 上下行电流比测距原理，计算公式如下
(X

X n1 )
ln L
短路电抗和短
注意：供电臂上区间和站场的的单位阻抗不同，需分段线性 整定，站场的单位电抗一般按区间电抗的1/3整定。
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三、全并联AT供电方式故障测距系统
上面讲述的AT吸上电流比、上下行电流比、横联线电流比、 电抗距离法等故障测距原理适用于不同的供电方式，测距原理也各有优 缺。
• 原理适用性较差
发生T-F故障时，AT被旁路，无法采集AT吸上电流；AT供电方式解列， AT退出运行，无法抽取AT中性点吸上电流。
• 装置可靠性低
当专用通道、AT处安装的数据采集与发送装置有任意一处故障则无法测 距
（二）上下行电流比原理
如下图所示，当AT所上下行不并联，分区所并联，无论是T、F、
TF故障，均可采用上下行电流比测距原理，计算公式如下
接触网线故障测距系统
1
目录
一、客运专线牵引供电方式 二、常用故障测距原理介绍 三、全并联AT供电方式故障测距系统 四、故障测距工程实施注意事项
2
一、 客运专线牵引供电方式
（一）主接线图 AT牵引变电所
3
一、 客运专线牵引供电方式
（一）主接线图 AT牵引变电所馈线接线图
4
一、 客运专线牵引供电方式
l
lk

I at (k 1) I at (k ) I at (k 1)
D
lk
式中，
I I at (k ) at (k 1)
---第K个AT所距变电所的距离(km)；；
,
---第k个和第k+1个AT中性点吸上电流（A）；
D---第k至k+1个AT间距（km）。
I at (k 1) 上面I式at(k中) Iat(k1)
L
D1
由于故障时，吸 上电流比 会受到 站场、大地泄漏、 AT漏抗等因素的 影响，所以在程 序设计中，不采 用整个AT段的直 线测距公式，而 是采用分段线性 法，
分段线性测距法
L

n1
Di
i0

xk

Q Qk Qk 1 Qk
( xk 1

xk )
举例：图中短路点的计算 L

n1 i0
式中，I1, I2
D0 , D1
L

I1
I2
I2

2(D0

D1 )
故障及非故障方向供电臂电流； 变电所距AT所距离、AT所距分区所距离。
变电所
AT所
分区所
I1
I2
D0
D1
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二、常用故障测距原理介绍
（三）横联线电流比原理 横联线电流比原理和AT吸上电流比原理类似，要获取3个处所的横连
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三、全并联AT供电方式故障测距系统
3、定值
Q-L表、X-L表、单位电抗。。。
（二）测距原理综合运用
1、数据同步
要保证故障测距的准确性，就必须保证故障点两侧AT中性点吸上电
T-F短路阻抗理论计算曲线
0
0
5
10
15
20
25
30
短路点到牵引变电所的距离L(km)
7
二、常用故障测距原理介绍
（一）AT吸上电流比原理
2、 基本原理 AT吸上电流比原理是20世纪60年代末日本提出的，其基本原理如下：
假设AT为理想变压器、钢轨对地全绝缘，且沿线路阻抗参数均匀分布，则当 故障发生在第k至第k+1个AT之间时，有：
线电流，找到最大的两个，确认故障的AT段，按下面公式计算：
L

n1 i0
Di

I HL(n1) I HLn I HL(n1)
Dn

其中，I HLn | I TF1 |
为各处所的横联线电流模值
只适用于全并联供电方式下，单线方式无法获取横联线电流。
（四）电抗法原理
1、适用范围
• 单线直接供电方式