电力牵引架空线的自动故障定位与隔离系统

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2013．02．071电力牵引架空线的自动故障定位与隔离系统宋兵，周瑶，蒋启文译克里希纳K．Aganval，詹姆斯Candlish，托马斯·卡尼著(中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都610031)摘要：美铁是利用纽黑文到波士顿站的25kV、60Hz电气化交流电为在华盛顿特区和波士顿的所有电气服务。高效的列车运行需要提供给列车不问断的可用性的电源。这反过来，必须快速隔离故障区段的接触网系统，并在健康部分恢复供电。本文原则上概述了自动故障定位和隔

2、离系统，它已经安装，但尚未放置服务，用最少的时间延迟，自动隔离接触网的故障部分。关键词：电力牵引；架空线；自动故障定位；隔离系统中图分类号：U224文献标志码：B文章编号：1672—4011(2013)02—0151—040前言新港到波士顿是一个双向信号双轨的领土。即使在北端的短节也有三个轨道。牵引动力系统使用的是25KV型的自耦变压器。在任何时候，高效、可靠的列车运行需要电力的可用性。因此，必须及时的找到接触网系统上的故障。公司的经营规则要求，在90s内紧急板(对信号的限制)后恢复对整个部分的供电。故

3、障接触网系统能探测到的继电保护安装在牵引变电所，它能开启跟踪供应断路器。断路器都配备了自动重合闸与可调延时功能。由于接触网系统大部分线路故障是短暂的或临时的，供应断路器进行第一次重合闸。然而，在一个永久性故障的情况下，它是必要的检测故障基础电气部分，隔离它，并用不超过90s的最少时间给其它地方供电，维护铁路服务。这是通过自动故障定位和隔离计划(r3AI)在没有任何操作员干预的情况下安装在牵引变电所。1牵引配电系统的正常运行配置4个牵引变电所，其中包括两个相同的给157英里线部分电动火车的半供电电源。每一

4、半被称为一个电气部分，如果需要的话提供给其它的一半。图1显示了一个典型电气部分一半的牵引变电所和一半的交换站。为清晰起见，省略了一些细节。注：原文发表于Proceedingsofthe2002ASME／IEEEJointRailConfer-en∞Washington，Dc，April2002作者简介：1．克里希纳K．Aganval毕业于(学士1963年，硕士1965年)印度科学学院，印度班加罗尔的电气工程。他工作30多年来，负责在几个主要25kV的交流电气化项目的设计，施工，项目管理。作为老项目工程师

5、，他参与的团队负责实现电气化系统在纽黑文到波士顿的部分荧国铁路公司的东北走廊．圈1ALLBREAKERSANDDISCONNECTS唧CHESCLOSEDBOTHTRACKSAREPARAU正LED接触网系统保护继电器只安装在变电站；平行站不需要继电器保护接触网系统。每个电气部分由一套独立的阻抗和过流继电器保护。每个电气部分，一次将电气部分初等通过遥控电动断开开关，安装在联锁开关。此外，每个电气部分可能有一个或多个并联站，它提供两条轨道接触网的电并联和自耦变压器的连接。平行站断路器是根据电压或过电压继电

6、器打开或关闭后，检测接触网断路器电压的存在或缺失。平行站没有为接触网分段配备设施。在正常运行配置下，所有断路器和隔离开关关闭：两条通电轨道和电并联在平行站。因此，任何地方对接触网的电气故障被认为是由轨道电源断路器，导致打开这两个轨道的断路器。除非被及时隔离故障部分，否则在两个轨道上的列车操作将受损。2方案简介接触网系统由两根25kV导线、接触线和馈线组成。接触线保持+25kV地面电压，而馈线维持在一25kV。返回路径是通过轨道，进线与地面相结合。因此，三个不同类型的电气故障是可能的。它们是：接触网到铁轨

7、(或静态电线或地面)，馈线到铁轨(或静态电线或地面)，接触线到馈线。故障定位方案应该按照下面的步骤进行：(1)确定故障类型；(2)确定故障的位置；(3)隔离接触网故障的基本部分，并且；(4)给剩下的健康部分供电。这个应该在少于90s的时间间隔内完成是很重要的。这是通过利用下列：(5)保护继电器，以确定故障的类型和阻抗；(6)一个可编程控制器(PLC)确定故障距离、故障基本电气部分，与SCADA系统接口；(7)SCADA系统，打开所需的断开开关隔离所要求的基本电气部分，并关闭断路器开关站。前两个安装在牵引

8、变电所的SCADA系统是安装在波士顿控制中心。3类型及故障位置测定在正常的配置，无论是轨道的接触网是并联在变电站，平行站，开关站(见图1)。在发生故障时，变电站两轨迹断路器将“看到”故障并打开，除非故障非常接近变电站。这将激励接触网和两条轨道上的馈线。在并联和开关站的轨道断路器将打开通过无电压继电器。由此产生的系统配置如(见图2)所示。图2STATUSAFTERFRSTTRIPPINGALLBREAKERSOPEND1SCONNEcTSWr