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专利号: 2017109571204
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电气化铁路AT牵引网故障定位方法,分别假设接触网T~钢轨R之间、正馈线F~钢轨R之间发生短路故障,根据AT牵引网的计算模型,以AT吸上电流分布的理论值和实际值的误差最小为优化目标进行优化;比较两种短路故障情况下的电流分布误差最小值,数值较小所对应的故障类型即为该次故障的故障类型,所对应的位置即为所该次故障的故障位置;该方法的实现步骤为:步骤一、形成牵引供电系统模型:

基于多导体传输线理论或广义对称分量法建立AT牵引网的计算模型,供电线较长时,为提高故障定位精度,建模时应考虑供电线的影响;

步骤二、故障发生时,读入各电流互感器测得的电流,并计算各AT吸上电流标幺值:当AT牵引网发生故障时,可根据导体即接触网T、正馈线F的量测电流由广义对称分量法求出实际短路电流;

对于单线AT牵引网,短路电流 为:

其中, 分别为从牵引变电所流向接触网T、正馈线F的电流;

对于复线AT牵引网,短路电流 为:

其中, 分别为从牵引变电所流向上下行接触网T、正馈线F的电流;

电力系统运行方式变化时,各AT吸上电流的大小也随之变化,为消除其影响,可将各AT测出的吸上电流模值I′ATi除以牵引变压器二次侧的短路电流模值Isc,得到用标幺值表示的AT吸上电流;

由于AT吸上电流的非同步性,各AT吸上电流的量测值取模值;当将其与计算值相比时,计算值也取模值;

将测得的各AT吸上电流模值I′ATi除以短路电流模值Isc,得AT吸上电流的标幺值I′ATi*,可得故障时AT吸上电流的实际分布;

步骤三、分别假设接触网T~钢轨R之间、正馈线F~钢轨R之间发生短路故障,设定故障位置初值:因故障类型未知,可分别假设接触网T~钢轨R之间、正馈线F~钢轨R之间发生短路故障,最后根据电流分布误差大小作为判定故障类型的依据,即认为与电流分布实际值最接近的故障类型为该次故障的类型;

优化计算需要有一个故障位置的初值;以AT吸上电流比计算出的故障位置作为初值,或将供电臂的任一位置作为初值;

步骤四、以AT吸上电流分布误差最小为优化目标进行优化,计算故障位置最终值:根据以上分析,AT吸上电流分布的误差Iε实际上应为:

其中,IATi和I′ATi分别为第i个AT吸上电流的理论值和量测值即模值,下标中“*”表示标幺值;

以AT吸上电流分布的计算值和实际值的误差最小为优化目标,利用优化算法,调整故障位置;

步骤五、将两种情况下的AT吸上电流分布误差进行比较,其值较小的AT吸上电流分布更与量测值相符合,其相对应的故障类型即为该次故障的故障类型,其对应的位置即为该次故障的故障位置。

2.根据权利要求1所述的一种电气化铁路AT牵引网故障定位方法,其特征在于:所述短路电流可根据与短路点相连的支路电流满足电流基尔霍夫定律来求得。

3.根据权利要求1所述的一种电气化铁路AT牵引网故障定位方法,其特征在于:所述优化算法的实现通过Nelder-Mead单纯形、遗传算法、蚁群算法、粒子群算法、鱼群算法和模拟退火算法或者其他优化算法来求得。