全并联 AT 双边供电方式的故障测距方法-论文.pdf

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1、第27卷第3期石家庄铁道大学学报(自然科学版)Vo1．27N。．32014年9月JOURNALOFSHUIAZHUANGTIEDAOUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)Sep．2014全并联AT双边供电方式的故障测距方法马燕宁(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)摘要：高速铁路已经成为我国铁路的必然发展趋势。介绍了适宜于高速铁路发展的双边供电方式，对双边供电方式下全并联AT供电系统的等值电路进行了分析和仿真，在等值电路的基础上研究了全并联AT双边供电方式的故障测距方法，并提出了基本的测距流程。关键词：双边供电；全并联

2、AT供电系统；故障测距中图分类号：U226．5文献标志码：A文章编号：2095—0373(2014)03—0079—05O引言随着我国经济的持续增长，铁道的发展成为交通运输的核心问题。为了解决客货运量严重的饱和与铁路运输能力之间的矛盾，中国将提升铁路运行速度，增大铁路运营密度作为铁路发展的重点。电气化铁道一般采用单边电源供电。在这种供电方式下，为了减小单相负荷引起的负序电流，牵引供电系统通常采用换相连接的方法，这就使得两个牵引变电所之间的分区所处存在电分相，不利于高速行车，并可能引起异相短路故障等问题。双边供电几乎不需要增加相应的专业设备，线路

3、改造的成本低。与此同时，双边供电可以减少一半的电分相数量，有利于列车的高速运行，增加了供电的可靠性。因此，双边供电牵引供电系统具有一定的经济和技术优越性，值得进一步研究。1双边供电系统结构分析由于v／x接线牵引变压器具有容量利用率高，供电臂电压水平高，负序电流小等优点J，且可以由既有单相变压器改装得到，因此我国全并联AT供电系统多数采用V／x接线牵引变压器。结合高速铁路普遍采用的全并联AT牵引供电系统，并考虑到轮流换相接线方式，给出如图1所示双边供电系统示意图。ABC图1双边供电系统示意图(加图)当系统正常运行时，关合线路中间分区所开关，以实现

4、双边供电。当系统发生故障时，先断开分区所处断路器，使得双边的供电系统恢复单边供电方式，这样可以缩小故障范围。然后对双边的供电系统分别进行检查，判断发生故障的系统，并判断故障是发生在上下行线路上还是发生在牵引变压器处：若故障DOI：10．13319／j．cnki．sjztddxxbzrb．2014．03．17收稿日期：2013’12—06作者简介：马燕宁女1989年出生硕士研究生80石家庄铁道大学学报(自然科学版)第27卷发生在上下行线路上，可以断开相应的断路器和隔离开关，将故障区段隔离，并恢复非故障区段供电；若故障发生在牵引变压器处，则要通过断

5、路器和自动重合闸的配合，切除故障牵引变压器，启用备用变压器；若双边的供电系统中有一个变电所无法实现供电，可由另一边的变电所对其供电区段进行供电，原理与越区供电相似。2双边供电方式等值电路分析全并联AT双边供电牵引网T．R短路电路图如图2所示。为了简便分析与计算，不考虑牵引变压器内部阻抗的影响，即认为双边供电时两个相邻变电所的电压是相等的。假设AT变压器为理想变压器。图2中，为变电所A方向第一个AT所到短路点的距离，单位km；D为短路点所在AT段的长度，单位km；X为变电所A方向与短路点最近的AT所到短路点的距离，单位km；L为供电臂总长度，单位

6、km。图2全并联AT双边供电牵引网短路电路图由文献[6]中所阐述的单边供电方式下的单线AT供电方式的等值电路推导方式，等效推导出全并联AT双边供电方式的T．R短路等值电路，如图3所示。由于两侧变电所的距离一般在50—70km，其线路长度远小于电压波长，可以忽略空间对线路参数的影响，因此这里的等值电路采用集总参数模型，未考虑分布参数特性。图3中，Z1=(zr+z一Z隅一Zrv)／2，Z2=ZR+(zr+z"一zR，一3z批)／2，Z3=(ZF—Zr)／4+(ZrR—ZR)／2。图3全并联AT双边供电牵引网T-R短路等值电路(1)为了计算和分析更加

7、直观，对图3中并联区段进行合并，并对短路处进行△．Y转换，可以得到图4所示等值电路(2)。对串联的电阻进行合并，得到等值电路图(3)，如图5所示。令z肌=(zz：+zz+zz，)／[2(z+z3)]，Z=(zz2+z2z3+zz3+2z；)／[2(z2+Z3)]，则可得到最终的全并联AT双边供电牵引网T—R短路等值电路图(4)，如图6所示。由T—F短路的电路进行推导，可以得到相同的等值电路图。第3期马燕宁：全并联AT双边供电方式的故障测距方法812由一变一图4全并联AT双边供电牵引网T-R短路等值电路(2)一)(ZiZ2+Z2Z3+Z1Z3)／

8、2(+)27．5k[，变电所图5供电牵引网T·R短路等值电路(3J图6供电牵引网T-R短路等值电路(4)前文已假设双边供电时两个相邻变电所的电压是相等