專利名稱：依據(jù)負(fù)序電壓確定長定子發(fā)生不對(duì)稱短路故障的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁浮列車牽引供電系統(tǒng)中，依據(jù)負(fù)序電壓確定長定子發(fā)生不對(duì)稱短路故障的方法。
背景技術(shù)：
磁浮軌道線路的牽引供電系統(tǒng)，一般由具有路段電纜的輻射形電網(wǎng)構(gòu)成，上面連接有多個(gè)支路，每個(gè)支路與配屬于磁浮軌道線路的某一段的長定子的一端相連接；長定子的另一端連接到標(biāo)準(zhǔn)電位。為了激活某一段磁浮軌道線路，將相應(yīng)的支路通過開關(guān)站與路段電纜接通。在出現(xiàn)接地故障時(shí)，現(xiàn)有一種確定磁浮軌道線路上接地方向的方法，將在被監(jiān)測支路的開關(guān)站上探測到由加在該支路上的相電壓得出的零電壓，以及由相應(yīng)的相電流得出的零電流。根據(jù)該零電壓和零電流通過產(chǎn)生一個(gè)故障方向信號(hào)可以查清接地方向?，F(xiàn)在還有一種輻射形電網(wǎng)中識(shí)別接地故障的方法，該方法借助于對(duì)支路進(jìn)行監(jiān)測的支路保護(hù)裝置所給出的故障信號(hào)，由一個(gè)中央控制裝置確定故障的位置，并將故障部分?jǐn)嚅_。然而，上述方法僅在有電源供電的情況下，用于判斷故障位置并斷開故障路段或支路。而當(dāng)故障支路從電源側(cè)斷開后，上述方法不再監(jiān)測故障支路對(duì)行駛中的列車的影響。 計(jì)及目前磁浮列車由多路定子支路牽引，當(dāng)某一定子支路出現(xiàn)兩點(diǎn)接地故障時(shí)，若經(jīng)由上述方法斷開該故障支路的電源，列車可能繼續(xù)由其他定子支路牽引前進(jìn)。在此情況下，該故障定子將產(chǎn)生故障電流對(duì)列車制動(dòng)，使列車受到一個(gè)橫向力矩，影響列車安全運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為磁浮列車牽引供電系統(tǒng)，提供一種依據(jù)負(fù)序電壓確定長定子發(fā)生不對(duì)稱短路故障的方法，在故障支路從電源側(cè)斷開后，能夠繼續(xù)監(jiān)測支路上發(fā)生的不對(duì)稱短路故障，保證列車安全運(yùn)行。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種依據(jù)負(fù)序電壓確定長定子發(fā)生不對(duì)稱短路故障的方法，對(duì)磁浮列車牽引供電系統(tǒng)中多個(gè)定子線圈的支路分別監(jiān)測，每個(gè)支路通過開關(guān)站與供電電源連接；
在每個(gè)所述支路的電源側(cè)裝設(shè)繼電保護(hù)裝置，來監(jiān)測三相主頻電壓的正序電壓
>+、負(fù)序電壓,以及該支路與供電電源的連接狀態(tài)；
當(dāng)所述支路中負(fù)序電壓幅值與正序電壓幅值Ρ+Ι之比大于整定值，同時(shí)負(fù)序電壓
幅值P-I大于測量系統(tǒng)最大絕對(duì)誤差，并且所述支路與供電電源斷開時(shí)，判定該支路發(fā)生了不對(duì)稱短路故障，并發(fā)出告警信號(hào)。負(fù)序電壓幅值與正序電壓幅值| >+|之比大于整定值，同時(shí)負(fù)序電壓幅值P—I大于測量系統(tǒng)最大絕對(duì)誤差的判據(jù)是以下兩個(gè)不等式同時(shí)成立
P-|>碑,+丨
式中八為預(yù)先整定的不平衡系數(shù)f為測量系統(tǒng)中的最大絕對(duì)誤差電壓。整定值t的范圍為O <i<l ,測量系統(tǒng)最大絕對(duì)誤差f可通過以下方式獲取在正常運(yùn)行情況下，測量并計(jì)算三相主頻電壓的負(fù)序電壓，將其設(shè)定為S。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述依據(jù)負(fù)序電壓確定長定子發(fā)生不對(duì)稱短路故障的方法，其優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明可以用于高速磁浮交通系統(tǒng)中，即使在某支路因故障而與供電電源斷開之后，也可以在磁浮列車運(yùn)行并經(jīng)過故障定子線圈時(shí)，不需要測量中性點(diǎn)側(cè)電流，僅監(jiān)測故障支路中產(chǎn)生的電壓特征負(fù)序電壓較大，可迅速判斷該定子段存在不對(duì)稱短路故障。在發(fā)生不對(duì)稱短路故障時(shí)，將發(fā)出告警信號(hào)，并通知為磁浮列車牽引供電的中央控制系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)在斷開該支路的前提下，可以選擇停止該故障路段上的列車運(yùn)行以進(jìn)行線路維修，或控制列車以較低速度行駛通過故障路段，保證列車的安全運(yùn)行。


圖1是本發(fā)明所述依據(jù)負(fù)序電壓確定長定子發(fā)生不對(duì)稱短路故障的方法中繼電保護(hù)裝置的安裝示意圖2是本發(fā)明所述依據(jù)負(fù)序電壓確定長定子發(fā)生不對(duì)稱短路故障的方法中進(jìn)行故障判斷的邏輯框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述依據(jù)負(fù)序電壓確定長定子發(fā)生不對(duì)稱短路故障的方法，尤其適用于磁浮列車牽引供電系統(tǒng)中，對(duì)其感應(yīng)電機(jī)的長定子線圈發(fā)生的不對(duì)稱短路故障的確定。微機(jī)繼電保護(hù)裝置是目前廣泛采用的繼電保護(hù)裝置，它通常包含模擬量采集模塊、開關(guān)量采集模塊、中央處理單元、通信模塊、人機(jī)界面模塊等。配合參見圖1、圖2所示，首先如圖1所示，在被保護(hù)支路三相繞組的長定子電源側(cè)設(shè)置繼電保護(hù)裝置1，其模擬量采集模塊通過三相電壓互感器2分別連接三相繞組的電源側(cè)；繼電保護(hù)裝置1的開關(guān)量采集模塊通過導(dǎo)線與電源側(cè)開關(guān)的輔助接點(diǎn)連接；之后，根據(jù)圖2所示的邏輯框圖判斷已斷開支路是否發(fā)生不對(duì)稱短路故障。A、B、C三相繞組的故障監(jiān)測的過程相同，文中將以A相繞組發(fā)生多點(diǎn)接地故障為例進(jìn)行說明。即是說，當(dāng)所述支路與供電電源斷開時(shí)，若同時(shí)滿足所述支路中負(fù)序電壓幅值
與正序電壓幅值| >+|之比大于預(yù)先整定的不平衡系數(shù)k (0<λ<1)，并且，負(fù)序電壓幅
值| >_|大于測量系統(tǒng)最大絕對(duì)誤差e,判定該支路發(fā)生了不對(duì)稱短路故障，發(fā)出告警信號(hào)， 并通知中央控制器對(duì)列車進(jìn)行制動(dòng)。具體的，繼電保護(hù)裝置1測量長定子的電源側(cè)主頻電壓的正序電壓、負(fù)序電壓 >-，取整定值t = ；開關(guān)量采集模塊通過開關(guān)的輔助接點(diǎn)判斷電源側(cè)開關(guān)開閉狀態(tài)。在電源側(cè)開關(guān)斷開情況下，若無列車經(jīng)過該定子段，三相電壓為零，其正序、負(fù)序電壓同時(shí)為零，g卩p_|<e為測量系統(tǒng)中的最大絕對(duì)誤差電壓，不滿足故障判據(jù)。在電源側(cè)開關(guān)斷開情況下，若有列車經(jīng)過，列車將在三相定子中感應(yīng)出三相幅值相同，相角相差120°的主頻感應(yīng)電勢。此時(shí)，若該定子段只有一點(diǎn)接地，則在三相對(duì)地電壓
中有零序電壓，但無負(fù)序電壓，即負(fù)序電壓為零，即P-I < ε，同樣不滿足故障判據(jù)。作為本發(fā)明所述方法具體監(jiān)測的故障情況，在電源側(cè)開關(guān)斷開時(shí)，若出現(xiàn)A相定子的首端與末端同時(shí)接地，則測量的AB相間電壓1>逝、CA相間電壓(Xja將不能正確包
含A相的感應(yīng)電勢，其幅值將大大減小；但BC相間電壓Obc變化很小，若忽略地線壓降，
1^1 = ^x1^1 = ^x1^1，由此可以得到=。據(jù)此可以判斷該定子段發(fā)
生了不對(duì)稱短路故障。綜上所述，本發(fā)明所述依據(jù)負(fù)序電壓確定長定子發(fā)生不對(duì)稱短路故障的方法，可以用于高速磁浮交通系統(tǒng)中，即使在某支路因故障而與供電電源斷開之后，也可以在磁浮列車運(yùn)行并經(jīng)過故障定子線圈時(shí)，不需要測量中性點(diǎn)側(cè)電流，僅監(jiān)測故障支路中產(chǎn)生的電壓特征負(fù)序電壓較大，可迅速判斷該定子段存在不對(duì)稱短路故障。在發(fā)生不對(duì)稱短路故障時(shí)，將發(fā)出告警信號(hào)，并通知為磁浮列車牽引供電的中央控制系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)在斷開該支路的前提下，可以選擇停止該故障路段上的列車運(yùn)行以進(jìn)行線路維修，或控制列車以較低速度行駛通過故障路段，保證列車的安全運(yùn)行。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種依據(jù)負(fù)序電壓確定長定子發(fā)生不對(duì)稱短路故障的方法，對(duì)磁浮列車牽引供電系統(tǒng)中多個(gè)定子線圈的支路分別監(jiān)測，每個(gè)支路通過開關(guān)站與供電電源連接，其特征在于，所述監(jiān)測方法是在每個(gè)所述支路的電源側(cè)裝設(shè)繼電保護(hù)裝置，來監(jiān)測三相主頻電壓的正序電壓 E>+、負(fù)序電壓E>_ ,以及該支路與供電電源的連接狀態(tài)；當(dāng)所述支路中負(fù)序電壓幅值與正序電壓幅值P+I之比大于整定值，同時(shí)負(fù)序電壓幅值P-I大于測量系統(tǒng)最大絕對(duì)誤差，并且所述支路與供電電源斷開時(shí)，判定該支路發(fā)生了不對(duì)稱短路故障，并發(fā)出告警信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述依據(jù)負(fù)序電壓確定長定子發(fā)生不對(duì)稱短路故障的方法，其特征在于，負(fù)序電壓幅值與正序電壓幅值P+I之比大于整定值，同時(shí)負(fù)序電壓幅值Pi大于測量系統(tǒng)最大絕對(duì)誤差的判據(jù)是以下兩個(gè)不等式同時(shí)成立P-卜式中，λ為預(yù)先整定的不平衡系數(shù)，e為測量系統(tǒng)中的最大絕對(duì)誤差電壓。
3.如權(quán)利要求2所述依據(jù)負(fù)序電壓確定長定子發(fā)生不對(duì)稱短路故障的方法，其特征在于，整定值女的范圍為O <λ<1。
4.如權(quán)利要求2所述依據(jù)負(fù)序電壓確定長定子發(fā)生不對(duì)稱短路故障的方法，其特征在于，測量系統(tǒng)最大絕對(duì)誤差f可通過以下方式獲取在正常運(yùn)行情況下，測量并計(jì)算三相主頻電壓的負(fù)序電壓，將其設(shè)定力。
全文摘要
一種依據(jù)負(fù)序電壓確定長定子發(fā)生不對(duì)稱短路故障的方法，在每個(gè)支路的電源側(cè)，裝設(shè)能監(jiān)測定子三相電壓及能監(jiān)測定子支路是否與供電電源斷開的繼電保護(hù)裝置，監(jiān)測三相主頻電壓的正序電壓、負(fù)序電壓及該支路與供電電源的連接狀態(tài)；當(dāng)所述支路中負(fù)序電壓幅值與正序電壓幅值之比大于整定值，同時(shí)負(fù)序電壓幅值大于測量系統(tǒng)最大絕對(duì)誤差，并且所述支路與供電電源斷開時(shí)，判定該支路發(fā)生了不對(duì)稱短路故障，并發(fā)出告警信號(hào)。本發(fā)明可以用于高速磁浮交通系統(tǒng)中，即使在某支路因故障而與供電電源斷開之后，也可以在磁浮列車經(jīng)過故障定子線圈時(shí)，根據(jù)故障支路中的負(fù)序電壓特征迅速判斷，發(fā)出告警信號(hào)并控制列車制動(dòng)，確保安全運(yùn)行。
文檔編號(hào)G01R31/02GK102253308SQ201110109959
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者徐習(xí)東, 徐濤, 方華, 杜鵬程, 王霄樺, 許鐵峰, 金宇 申請(qǐng)人:上海磁浮交通發(fā)展有限公司, 上海磁浮交通工程技術(shù)研究中心