铁路自闭线故障区段定位与隔离的-研究

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1、出故障点。配电网的故障自动隔离指的是在判别了故障的位置之后，根据网络的拓扑连接，自动查找到和故障点直接相连的所有开关，利用通讯线路遥控断开这些开关，把故障点和正常的网络隔离开来，为下一步的恢复重构作好准备。故障区段的判断和隔离方法是现今馈线自动化系统的发展方向。故障区段判断和隔离方法与过电流保护的最大区别在于：传统过电流保护整定值的配合是“量”的配合，包括电流量和时间量的配合；而故障区段判断和隔离方法是以“量”反映出“质”的差异为依据，大大减化了整定配合[4]。1.2铁路10kV电力自闭贯通线故障定位方案和研究现状铁路配电网故障定位的基本原理是采用分段供电方法，即将配电线路通过分段开关分割

2、成各个供电区域。当某区域发生故障时，及时将分割该区域的开关跳开隔离故障，然后对非故障停电区域迅速恢复供电。从而避免了因线路出现故障而导致整条线路失电，减少了停电范围，提高了供电可靠性。在不同硬件设备条件下，实现故障定位的方案也不一样，主要有以下几种：1.2.1人工查找法在自动化水平较低的线路上，故障的排除主要靠装设在配电线路上的故障指示器。故障发生后，整条线路停电后，再按照故障指示器找到故障位置，利用柱上开关设备手动隔离故障区，然后人工恢复非故障区供电。这种故障处理方法耗时长，远远满足不了铁路信号设备的供电要求。1.2.2无通讯智能控制方案[5~11]1)电压配合方案在这种方案中，采用重合

3、器或有重合闸功能的断路器作为变电站出线开关，以电压——时间型分段器作为馈线分段开关。馈线上发生故障时，重合（或断路器）开断故障电流，并延时重合，以区分瞬时性故障和永久性故障；分段器则根据加压，失压的时间长短来控制动作，重合器2（或断路器）分段器共同配合完成故障区段的隔离和恢复供电。这种方案的缺点是：故障影响范围大，故障隔离所需时间长，出线开关多次重合才能隔离故障，增加了对配电系统一次设备造成的冲击。2)电流配合方案电流配合方案包括两类：重合器——过流脉冲计数分段器配合方案和重合器——重合器配合方案。(1)重合器——过流脉冲计数分段器配合方案这种方案采用重合器（或有重合闸功能的断路器）作为变

4、电所出线开关，用过流脉冲计数型分段器作为线路分段开关。在馈线发生永久性故障时，出线开关会多次重合闸，如果分段器达到预定的“记忆”次数，在出线开关将故障电流开断的无电流时间段内，分段器将闭锁于分闸状态，达到隔离故障区段的目的。此方案的缺点和电压配合方案一样。(2)重合器——重合器配合方案重合器——重合器配合方案中，变电所出线开关和馈线分段开关均采用重合器。此方案通过前后级重合器之间保护动作延时的配合，利用重合器开断故障电流的能力，能实现故障就地隔离。这种方案与前面两种相比，投资较大，但故障影响范围小，同时减少了开关动作次数。从总体看，无通信联系的智能控制方案不需要建立通信信道，投资较少，但仅

5、能隔离大短路电流故障且故障处理速度慢，目前已不能适应铁路大提速的发展需要。1.2基于通讯的智能控制方案[12~20]采用基于通信智能控制方案的馈线自动化系统具备遥控、遥信、遥测、遥调的功能，是现代配电自动化系统的有机子系统。1.2.1基于SCADA系统的集中控制方案典型的基于SCADA系统（数据采集和监控系统）集中控制方案如图1-1。采用此方案的系统中，各FTU（馈线开关远程式终端单元）采集相应的数据信息，并通过SCADA系统的通信网络将数据上传至配电网自动化控制中心，各FTU接受配电3自动化控制中心的命令来进行相应的远方倒闸操作，此系统中的区域工作站实际上是通道集中器和转发装置。在故障发

6、生时，各FTU记录下故障的重要信息上传至控制中心，由控制中心计算机系统分析信息，确定故障区段和最佳恢复供电方案，最终以遥控方式隔离故障区段，并恢复供电。配电网自动化控制中心区域工作站区域工作站RTUFTUFTUFTUFTURTU图1-1基于SCADA系统的控制方案在此类系统中，配电自动化控制中心位于放射性连接的网络的中心节点，一旦发生故障，会导致灾难性后果。1.2基于SCADA系统的分层分布控制方案此方案采取集中控制与分散分布处理相结合的策略，一般分为如下三层：(1)以FTU为基础，主要完成故障检测与识别。(2)以区域工作站为辐射中心，完成其管辖内馈线自动化处理和控制。(3)以配电网自动化

7、控制中心为配调中心层，实现高层次全局管理和网络优化。这三个层次的分布处理相互关联，能在底层处理的，尽量在底层处理；底层处理不了的，将信息转送上一层处理，保证馈线自动化处理的快速性、准确性。相对于集中控制方案，此方案的可靠性和故障处理速度有一定的提高。国际上配电系统自动化的一个发展趋势是由集中控制向分布控制发展。在馈线自动化层次上，分布式控制方式允许一组开关相互之间通信，根据共享的信息，各个设备独立作出操作决定或自动切除故