基于電流方向和次數的線路故障檢測方法
【專利摘要】本發明涉及電力檢測領域，尤其涉及基于電流方向和次數的線路故障檢測方法。在有故障的線路兩端分別有一個供電所，其特征在于，包含如下步驟，設定其中一個供電方向為正方向；則另一側供電方向為負方向；根據如下情況進入不同的判斷邏輯：備投－重合模式、單備投模式、單重合模式、重合－備投模式；檢測電流方向和過電次數，依照如上所述的模式分別判斷兩個或者兩個以上的電流檢測點位的結果，根據故障判斷區域的重合，即可判定故障點。有益效果：準確性更高；可靠性更高；判斷速度更快；投資更小；更方便便捷。
【專利說明】基于電流方向和次數的線路故障檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力檢測領域，尤其涉及基于電流方向和次數的線路故障檢測方法。【背景技術】
[0002]鐵路自閉/貫通供電線路沿鐵路線分布，每40?60公里設一個配電所，配電所的電源進線取自地方電力系統，兩個配電所的自閉出線或貫通出線構成一個供電區間(臂)，兩側互為主備供，每個供電區間由車站開關劃分為若干線段，每個水電段管理多個供電區間。
[0003]圖1是一個典型的自閉或貫通供電線路區間。
[0004]線路供電區間的運行方式:主備供配電所出線開關保護的運行方式決定了該區間的運行方式，鐵路水電系統供電區間常見的運行方式包括:
(I)備投-重合模式，最常見的工作模式；
當發生永久性相間短路故障(大電流故障)時，主供側保護動作，開關O秒速斷；備投方經備投時間后備投，備投失敗；主供側經重合閘時間重合，重合失敗，全線失電。
[0005](2)單備投模式
當發生永久性相間短路故障(大電流故障)時，主供側保護動作，開關O秒速斷；備投方經備投時間后備投，備投失敗，全線失電。
[0006](3)單重合模式
當發生永久性相間短路故障(大電流故障)時，主供側保護動作，開關O秒速斷；主供側經重合閘時間重合,重合失敗,全線失電。
[0007](4)重合-備投模式
與備投-重合模式相比，重合-備投模式只是備投、重合的先后次序發生了變化；當發生永久性相間短路故障(大電流故障)時，主供側保護動作，開關O秒速斷；主供側開關經重合閘時間重合，重合失敗；備投方經備投時間后備投，備投失敗，全線失電。
[0008]目前的解決方案
二分法:所謂二分法，就是當發生永久性故障時，先將供電臂中間的開關打開，再從一個配電所送電，如果送電成功，則說明故障存在于另一半供電臂，如果送電不成功，則說明故障存在于此半供電臂。
[0009]如圖2所示，當Kl點出現永久故障時，先打開2號開關，從甲所送電，合閘送電成功，則說明故障在2號開關至乙配電之間，然后再打開4號開關，從甲所送電，由于合閘于故障點上，甲所合閘失敗，則說明故障點在4號開關至2號開關之間，再打開3號開關，甲所送電，送電成功，則說明故障點在3號開關和4號開關之間。
[0010]二分法有手動和遠動二種，手動是人工去開合開關，遠動是通過遙控開合開關。
[0011]主站法:主站法是在每個開關上安裝檢測裝置FTU，檢測流過此開關的故障電流，把檢測到的故障電流信息通過通信信道送到主站，最后由主站軟件進行判斷，判斷出故障在哪兩個開關之間。[0012]主站法的系統構成一般由主站、FTU、配電所出線開關保護單元和通信網絡等組成，系統結構如圖3所示。
[0013]主站法的定位原理如圖4所示 備投一重合模式
經過完整的備投-重合過程之后，感受到兩次故障的FTU和感受到一次故障的FTU之間為永久性故障點。
[0014]如圖4所示，當甲所主供時，若Kl點出現相間短路故障，則FTUl和FTU2分別感受到過流故障，甲所出線開關跳開，乙所備投投入，這樣由于故障沒有消除，FTU3和FTU4也分別感受到一次過流故障，并且乙所得出線開關也跳開；甲所的重合閘投入，再次合到故障上，這樣FTUl和FTU2會第二次感受到故障，甲所出線開關第二次跳開，全線失壓。
[0015]這樣根據FTUl和FTU2感受到兩次故障，FTU3和FTU4感受到一次故障，可以很容易的確定故障點的位置在FTU2和FTU3之間。
[0016]單備投模式
發生故障備投失敗后，FTUl、FTU2、FTU3、FTU4均感受到一次過流故障，不同的是FTUl、FTU2感受的時間是一致的，FTU3、FTU4感受的時間是一致的，并且FTU1、FTU2和FTU3、FTU4感受到的時間相差在120ms左右，因為備投的時間為120ms，這要求各個FTU的時間標尺要高度一致，相差精度要達到IOms級別，否則不能判斷出故障。
[0017]單重合模式
在單生命模式下，FTUl、FTU2會感受到兩次過流故障，FTU3、FTU4沒有感受到過流故障，很容易判斷出故障所在的區段。
[0018]重合-備投模式
在此模式下，結果和備投生命模式一樣，FTUl、FTU2感受到兩次過電流故障，FTU3、FTU4感受到一次過電流故障。
【發明內容】
[0019]發明的目的:為解決鐵路供電線路故障區段準確、快速的定位問題，具體目的見具體實施部分的多個實質技術效果。
[0020]為了達到如上目的，本發明采取如下技術方案:
基于電流方向和次數的線路故障檢測方法，在有故障的線路兩端分別有一個供電所，其特征在于，包含如下步驟，
設定其中一個供電方向為正方向；則另一側供電方向為負方向；
根據如下情況進入不同的判斷邏輯:備投一重合模式、單備投模式、單重合模式、重合一備投模式；
備投一重合模式下判斷方式如下，備投一重合結束后，如果檢測到一次反方向過電流，即I 一，則判斷故障發生在本發明的電流檢測點位之前；備投一重合結束后，如果檢測到二次正方向過電流，即2+，則判斷故障發生在本發明的電流檢測點位之后；
單備投模式下判斷方式如下，如果備投失敗，備投結束后，如果檢測到一次反方向過電流，即I 一，則故障發生在本發明的電流檢測點位之前；備投成功，備投結束后，如果檢測到一次正方向過電流，即1+，則故障發生在本發明的電流檢測點位之后；單重合模式下判斷方式如下，單重合結束后，如果沒有檢測到任何方向過電流，即O，則故障發生在本發明的電流檢測點位之前；單重合結束后，如果檢測到檢測到二次正方向過電流，即2+，則故障發生在本發明的電流檢測點位之后；
重合一備投模式下判斷方式桶備投-重合的判斷模式。
[0021]本發明進一步技術方案在于，在線路中設置兩個或者兩個以上的電流檢測點位進行檢測，檢測電流方向和過電次數，依照如上所述的模式分別判斷兩個或者兩個以上的電流檢測點位的結果，根據故障判斷區域的重合，即可判定故障點。
[0022]本發明進一步技術方案在于，正向電流和反向電流的本發明的電流方向檢測方法是基于功率方向的判別方法，g吲入電壓量為基準量，比較安裝處基準電壓與電流的相位關系，從而確定電流方向是正向還是反向，具體實現方法如下:
裝置取Ubc為基準電壓，比較流過裝置的電流Ia與Ubc的相位關系來判斷電流方向。設定其中一個方向為正方向，貝1J另一個方向為反方向，
如果流過裝置的電流Ia與電壓Ubc的相位關系滿足以下公式
【權利要求】
1.基于電流方向和次數的線路故障檢測方法，在有故障的線路兩端分別有一個供電所，其特征在于，包含如下步驟， 設定其中一個供電方向為正方向；則另一側供電方向為負方向； 根據如下情況進入不同的判斷邏輯:備投一重合模式、單備投模式、單重合模式、重合一備投模式； 備投一重合模式下判斷方式如下，備投一重合結束后，如果檢測到一次反方向過電流，即I 一，則判斷故障發生在本發明的電流檢測點位之前；備投一重合結束后，如果檢測到二次正方向過電流，即2+，則判斷故障發生在本發明的電流檢測點位之后； 單備投模式下判斷方式如下，如果備投失敗，備投結束后，如果檢測到一次反方向過電流，即I 一，則故障發生在本發明的電流檢測點位之前；備投成功，備投結束后，如果檢測到一次正方向過電流，即1+，則故障發生在本發明的電流檢測點位之后； 單重合模式下判斷方式如下，單重合結束后，如果沒有檢測到任何方向過電流，即O，則故障發生在本發明的電流檢測點位之前；單重合結束后，如果檢測到檢測到二次正方向過電流，即2+，則故障發生在本發明的電流檢測點位之后； 重合一備投模式下判斷方式桶備投-重合的判斷模式。
2.如權利要求1所述的基于電流方向和次數的線路故障檢測方法，其特征在于， 在線路中設置兩個或者兩個以上的電流檢測點位進行檢測，檢測電流方向和過電次數，依照權I所述的模式分別判斷兩個或者兩個以上的電流檢測點位的結果，根據故障判斷區域的重合，即可判定故障點。
3.如權利要求1所述的基于電流方向和次數的線路故障檢測方法，其特征在于， 正向電流和反向電流的本發明的電流方向檢測方法是基于功率方向的判別方法，即引入電壓量為基準量，比較安裝處基準電壓與電流的相位關系，從而確定電流方向是正向還是反向，具體實現方法如下: 裝置取Ubc為基準電壓，比較流過裝置的電流Ia與Ubc的相位關系來判斷電流方向。
4.設定其中一個方向為正方向，則另一個方向為反方向， 如果流過裝置的電流Ia與電壓Ubc的相位關系滿足以下公式 Φκ-90° ^ arg(UBC/IA) ^ Φκ+90° 則電流為正方向； 如果流過裝置的電流Ia與電壓Ubc的相位關系滿足以下公式 Φκ+90° ^ arg(UBC/IA) ^ Φκ+270° 則電流為反方向。
【文檔編號】G01R31/08GK103713239SQ201410017150
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月15日 優先權日:2014年1月15日
【發明者】高志強, 劉建華, 王琳, 李世文 申請人:西安成林電力科技有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
