發(fā)明涉及變電所饋線保護(hù)檢測(cè)技術(shù)，具體涉及一種全并聯(lián)供電方式下的牽引變電所饋線保護(hù)系統(tǒng)及保護(hù)方法。

背景技術(shù)：

目前我國(guó)高速鐵路普遍采用上下行全并聯(lián)的供電方式，上下行饋線保護(hù)裝置及AT所、分區(qū)所饋線保護(hù)裝置在發(fā)生接觸網(wǎng)故障時(shí)，由于各個(gè)保護(hù)元件延時(shí)整定不同，可能出現(xiàn)各斷路器跳閘時(shí)刻不同，在這個(gè)過(guò)程中可能出現(xiàn)上下行全并聯(lián)供電方式故障側(cè)斷路器先跳閘，故障未被切除，最后應(yīng)該跳閘的非故障側(cè)饋線保護(hù)裝置可能因?yàn)殡娏魍蛔儺a(chǎn)生的二次諧波閉鎖導(dǎo)致保護(hù)元件返回，再等二次閉鎖解除后保護(hù)再啟動(dòng)，但在這個(gè)過(guò)程中主變后備保護(hù)低壓側(cè)過(guò)電流元件有可能已經(jīng)啟動(dòng)并先于非故障側(cè)饋線保護(hù)裝置跳閘，從而造成了牽引變電所越級(jí)跳閘，擴(kuò)大了停電面積，這對(duì)繼電保護(hù)的可靠性、速動(dòng)性和選擇性造成嚴(yán)重影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的在于提供一種全并聯(lián)供電方式下的牽引變電所饋線保護(hù)系統(tǒng)及保護(hù)方法，采用饋線保護(hù)裝置之間建立通信的方式，告知饋線保護(hù)裝置的狀態(tài)，利用對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置的狀態(tài)參與本側(cè)饋線保護(hù)裝置的保護(hù)啟動(dòng)，從而避免上述技術(shù)問(wèn)題的出現(xiàn)，其應(yīng)用時(shí)能提升繼電保護(hù)的可靠性和選擇性。

發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種全并聯(lián)供電方式下的牽引變電所饋線保護(hù)系統(tǒng)，包括牽引變電所同一方向的本側(cè)饋線保護(hù)裝置和對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置，本側(cè)饋線保護(hù)裝置和對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)一致均為饋線保護(hù)裝置；

該饋線保護(hù)裝置包括交流變換插件、保護(hù)插件、信號(hào)插件，保護(hù)插件接收交流變換插件的信號(hào)，保護(hù)插件輸出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)給信號(hào)插件；

本側(cè)饋線保護(hù)裝置的保護(hù)插件輸出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)通過(guò)信號(hào)插件送至對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置的保護(hù)插件的開(kāi)入回路中，

對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置的保護(hù)插件輸出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)通過(guò)信號(hào)插件送至本側(cè)饋線保護(hù)裝置的保護(hù)插件的開(kāi)入回路中。

所述保護(hù)插件還包括接收交流變換插件信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器、接收A/D轉(zhuǎn)換器信號(hào)的阻抗距離保護(hù)啟動(dòng)模塊、二次諧波閉鎖模塊，

阻抗距離保護(hù)啟動(dòng)模塊用于根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)；

二次諧波閉鎖模塊用于根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)獲得二次諧波含量，當(dāng)有二次諧波時(shí)觸發(fā)二次諧波閉鎖信號(hào)，當(dāng)沒(méi)有二次諧波時(shí)不觸發(fā)二次諧波閉鎖信號(hào)。

還包括第一與門(mén)和第二與門(mén)、非門(mén)、延時(shí)模塊和阻抗整定延時(shí)模塊，其中二次諧波閉鎖模塊和開(kāi)入回路同時(shí)輸入到第一與門(mén)，第一與門(mén)經(jīng)過(guò)延時(shí)模塊后進(jìn)入非門(mén)，非門(mén)的輸出與阻抗距離保護(hù)啟動(dòng)模塊的輸出同時(shí)進(jìn)入第二與門(mén)，第二與門(mén)的輸出進(jìn)入阻抗整定延時(shí)模塊，阻抗整定延時(shí)模塊輸出到信號(hào)插件。

全并聯(lián)線路發(fā)生故障時(shí)，對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置、本側(cè)饋線保護(hù)裝置阻抗距離保護(hù)分別啟動(dòng)；由于阻抗距離保護(hù)Ⅰ段、Ⅱ段定值保護(hù)范圍不同及保護(hù)延時(shí)不同，有可能出現(xiàn)對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置為阻抗Ⅰ段啟動(dòng)、本側(cè)饋線保護(hù)裝置為阻抗Ⅱ段啟動(dòng)，對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置先跳閘，本側(cè)饋線保護(hù)裝置檢測(cè)到對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置啟動(dòng)后，只要是故障未切除，在動(dòng)作過(guò)程中由于電流突變會(huì)出現(xiàn)的二次諧波閉鎖，本發(fā)明的交流變換插件、保護(hù)插件能對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前電壓有效值U、當(dāng)前采樣電流值、當(dāng)前阻抗值及角度值Ф進(jìn)行采用，利用二次諧波閉鎖模塊判斷二次諧波的狀態(tài)和利用阻抗距離保護(hù)啟動(dòng)模塊判斷是否發(fā)出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)，然后我們對(duì)二次諧波閉鎖模塊的輸出與開(kāi)入回路的輸出聯(lián)合進(jìn)行邏輯與處理，使得二次諧波存在時(shí)不輸出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)，設(shè)置延時(shí)模塊進(jìn)行延時(shí)處理，等待二次諧波是否出現(xiàn)，如果二次諧波不出現(xiàn)，則在對(duì)側(cè)保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)到來(lái)的條件下，本側(cè)發(fā)出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)，而在延時(shí)的這段時(shí)間，一旦出現(xiàn)二次諧波，則轉(zhuǎn)為不發(fā)出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)，從而避免二次諧波的影響。

還包括與保護(hù)插件進(jìn)行信息交互的接口插件，所述接口插件連接有GPS校時(shí)接口、光纖接口、RS232接口、USB接口。

所述延時(shí)模塊設(shè)置有40ms的延時(shí)。

交流變換插件接收供電網(wǎng)絡(luò)二次側(cè)的交流信號(hào)并將交流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槿蹼娦盘?hào)輸入到保護(hù)插件。

基于一種全并聯(lián)供電方式下的牽引變電所饋線保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)方法，包括以下過(guò)程：

步驟S1、全并聯(lián)線路發(fā)生故障時(shí)，本側(cè)饋線保護(hù)裝置、對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置分別啟動(dòng)；

步驟S2、通過(guò)交流變換插件獲得供電網(wǎng)絡(luò)二次側(cè)的交流信號(hào)并將交流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槿蹼娦盘?hào)輸入到A/D轉(zhuǎn)換器；

步驟S3、通過(guò)二次諧波閉鎖模塊根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)獲得二次諧波含量，根據(jù)獲得二次諧波含量覺(jué)得是否觸發(fā)二次諧波閉鎖信號(hào)，若輸出二次諧波閉鎖信號(hào)則轉(zhuǎn)到步驟S6，若沒(méi)輸出二次諧波閉鎖信號(hào)則轉(zhuǎn)到步驟S7；

步驟S4、通過(guò)阻抗距離保護(hù)啟動(dòng)模塊根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)判斷是否輸出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)，若輸出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)則轉(zhuǎn)到步驟S6、S7；

步驟S5、本側(cè)饋線保護(hù)裝置通過(guò)開(kāi)入回路接收對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置發(fā)出的保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)，若接收到對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置發(fā)出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)時(shí)則轉(zhuǎn)到步驟S6、S7；

步驟S6、經(jīng)過(guò)第一與門(mén)和第二與門(mén)、非門(mén)、延時(shí)模塊和阻抗整定延時(shí)模塊的邏輯處理，最終不輸出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)；

步驟S7、經(jīng)過(guò)第一與門(mén)和第二與門(mén)、非門(mén)、延時(shí)模塊和阻抗整定延時(shí)模塊的邏輯處理，最終輸出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)。

二次諧波閉鎖模塊根據(jù)采樣計(jì)算出當(dāng)前電壓有效值U、當(dāng)前采樣電流值、當(dāng)前阻抗值及角度值Ф獲得當(dāng)前采樣電流值的二次諧波含量。

傳統(tǒng)系統(tǒng)中沒(méi)有引入對(duì)側(cè)保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)的開(kāi)入量，電網(wǎng)跳閘實(shí)行不連跳，跳閘時(shí)間由自身設(shè)備的設(shè)定決定，本發(fā)明引入對(duì)側(cè)保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)的開(kāi)入量，使得電網(wǎng)跳閘為順序連跳，在利用二次諧波閉鎖，即二次諧波存在時(shí)，設(shè)備閉鎖，保護(hù)裝置不發(fā)出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)，閉鎖信號(hào)之間跳過(guò)延時(shí)進(jìn)入下一邏輯，而在延時(shí)返回后，在二次諧波閉鎖解除時(shí)，采用延時(shí)操作，更加保證消除二次諧波的影響。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

（1）本發(fā)明根據(jù)全并聯(lián)供電方式的特點(diǎn)，增加了本側(cè)饋線保護(hù)裝置和對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置的聯(lián)動(dòng)信號(hào)，能確保阻抗距離保護(hù)的可靠性，進(jìn)而能保證繼電保護(hù)的可靠性。

（2）傳統(tǒng)二次諧波閉鎖為零時(shí)限，由于故障電流的突變?cè)斐啥沃C波閉鎖，距離保護(hù)會(huì)出現(xiàn)返回后再重新啟動(dòng)從而影響了保護(hù)速斷性的特性。本發(fā)明采用本回路饋線接入同相對(duì)側(cè)回路饋線保護(hù)的啟動(dòng)信號(hào)增加判據(jù)，這樣能夠提高二次諧波閉鎖判據(jù)的可靠性，避免二次諧波閉鎖阻抗情況出現(xiàn)，進(jìn)而能保證繼電保護(hù)的速斷性，進(jìn)一步提高保護(hù)動(dòng)作的可靠性和選擇性。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中：

圖1為本側(cè)饋線保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本側(cè)饋線保護(hù)裝置觸發(fā)保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)的邏輯示意圖。

具體實(shí)施方式

為使發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明僅用于解釋發(fā)明，并不作為對(duì)發(fā)明的限定。

實(shí)施例1

如圖1、圖2所示一種全并聯(lián)供電方式下的牽引變電所饋線保護(hù)系統(tǒng)，包括牽引變電所同一方向的本側(cè)饋線保護(hù)裝置和對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置，本側(cè)饋線保護(hù)裝置和對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)一致均為饋線保護(hù)裝置；

該饋線保護(hù)裝置包括交流變換插件、保護(hù)插件、信號(hào)插件，保護(hù)插件接收交流變換插件的信號(hào)，保護(hù)插件輸出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)給信號(hào)插件；

本側(cè)饋線保護(hù)裝置的保護(hù)插件輸出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)通過(guò)信號(hào)插件送至對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置的保護(hù)插件的開(kāi)入回路中，

對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置的保護(hù)插件輸出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)通過(guò)信號(hào)插件送至本側(cè)饋線保護(hù)裝置的保護(hù)插件的開(kāi)入回路中。

所述保護(hù)插件還包括接收交流變換插件信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器、接收A/D轉(zhuǎn)換器信號(hào)的阻抗距離保護(hù)啟動(dòng)模塊、二次諧波閉鎖模塊，

阻抗距離保護(hù)啟動(dòng)模塊用于根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)；

二次諧波閉鎖模塊用于根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)獲得二次諧波含量，當(dāng)有二次諧波時(shí)觸發(fā)二次諧波閉鎖信號(hào)，當(dāng)沒(méi)有二次諧波時(shí)不觸發(fā)二次諧波閉鎖信號(hào)。

還包括第一與門(mén)和第二與門(mén)、非門(mén)、延時(shí)模塊和阻抗整定延時(shí)模塊，其中二次諧波閉鎖模塊和開(kāi)入回路同時(shí)輸入到第一與門(mén)，第一與門(mén)經(jīng)過(guò)延時(shí)模塊后進(jìn)入非門(mén)，非門(mén)的輸出與阻抗距離保護(hù)啟動(dòng)模塊的輸出同時(shí)進(jìn)入第二與門(mén)，第二與門(mén)的輸出進(jìn)入阻抗整定延時(shí)模塊，阻抗整定延時(shí)模塊輸出到信號(hào)插件。

全并聯(lián)線路發(fā)生故障時(shí)，對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置、本側(cè)饋線保護(hù)裝置阻抗距離保護(hù)分別啟動(dòng)；由于阻抗距離保護(hù)Ⅰ段、Ⅱ段定值保護(hù)范圍不同及保護(hù)延時(shí)不同，有可能出現(xiàn)對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置為阻抗Ⅰ段啟動(dòng)、本側(cè)饋線保護(hù)裝置為阻抗Ⅱ段啟動(dòng)，對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置先跳閘，本側(cè)饋線保護(hù)裝置檢測(cè)到對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置啟動(dòng)后，只要是故障未切除，在動(dòng)作過(guò)程中由于電流突變會(huì)出現(xiàn)的二次諧波閉鎖，本發(fā)明的交流變換插件、保護(hù)插件能對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前電壓有效值U、當(dāng)前采樣電流值、當(dāng)前阻抗值及角度值Ф進(jìn)行采用，利用二次諧波閉鎖模塊判斷二次諧波的狀態(tài)和利用阻抗距離保護(hù)啟動(dòng)模塊判斷是否發(fā)出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)，然后我們對(duì)二次諧波閉鎖模塊的輸出與開(kāi)入回路的輸出聯(lián)合進(jìn)行邏輯與處理，使得二次諧波存在時(shí)不輸出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)，設(shè)置延時(shí)模塊進(jìn)行延時(shí)處理，等待二次諧波是否出現(xiàn)，如果二次諧波不出現(xiàn)，則在對(duì)側(cè)保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)到來(lái)的條件下，本側(cè)發(fā)出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)，而在延時(shí)的這段時(shí)間，一旦出現(xiàn)二次諧波，則轉(zhuǎn)為不發(fā)出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)，從而避免二次諧波的影響。

具體的，本發(fā)明的延時(shí)模塊有預(yù)先認(rèn)為設(shè)定的一個(gè)延時(shí)值（一般為40ms），阻抗整定延時(shí)模塊根據(jù)線網(wǎng)特性設(shè)置的阻抗整定延時(shí)值。

當(dāng)對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置開(kāi)始啟動(dòng)保護(hù)信號(hào)時(shí)，保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)發(fā)送到本側(cè)饋線保護(hù)裝置內(nèi)，此時(shí)本側(cè)饋線保護(hù)裝置的開(kāi)入回路輸出“1”，當(dāng)前時(shí)刻，二次諧波還未到達(dá)本側(cè)饋線保護(hù)裝置，本側(cè)饋線保護(hù)裝置的二次諧波閉鎖模塊輸出為“0”，此時(shí)的第一與門(mén)輸出為“0”，若沒(méi)有延時(shí)模塊，阻抗距離保護(hù)啟動(dòng)模塊啟動(dòng)輸出“1”，經(jīng)非門(mén)后，第二與門(mén)必然輸出1，最終本側(cè)饋線保護(hù)裝置則起到啟動(dòng)保護(hù)信號(hào)，而由于有延時(shí)模塊的存在，在40ms內(nèi)，本側(cè)饋線保護(hù)裝置不發(fā)出啟動(dòng)保護(hù)信號(hào)，而在40ms內(nèi)的時(shí)間內(nèi)，即使二次諧波到來(lái)，二次諧波閉鎖模塊輸出“1”的情況下，本側(cè)饋線保護(hù)裝置不發(fā)出啟動(dòng)保護(hù)信號(hào)，當(dāng)二次諧波過(guò)去，二次諧波閉鎖模塊輸出“0”的情況下后，在40ms的延時(shí)下，才最終發(fā)出啟動(dòng)保護(hù)信號(hào)。躲過(guò)因?yàn)楣收想娏魍蛔儺a(chǎn)生的二次諧波閉鎖距離保護(hù)，最后斷路器完成動(dòng)作切除故障。

還包括與保護(hù)插件進(jìn)行信息交互的接口插件，所述接口插件連接有GPS校時(shí)接口、光纖接口、RS232接口、USB接口。

所述延時(shí)模塊設(shè)置有40ms的延時(shí)。

交流變換插件接收供電網(wǎng)絡(luò)二次側(cè)的交流信號(hào)并將交流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槿蹼娦盘?hào)輸入到保護(hù)插件。

基于一種全并聯(lián)供電方式下的牽引變電所饋線保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)方法，包括以下過(guò)程：

步驟S1、全并聯(lián)線路發(fā)生故障時(shí)，本側(cè)饋線保護(hù)裝置、對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置分別啟動(dòng)；

步驟S2、通過(guò)交流變換插件獲得供電網(wǎng)絡(luò)二次側(cè)的交流信號(hào)并將交流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槿蹼娦盘?hào)輸入到A/D轉(zhuǎn)換器；

步驟S3、通過(guò)二次諧波閉鎖模塊根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)獲得二次諧波含量，根據(jù)獲得二次諧波含量覺(jué)得是否觸發(fā)二次諧波閉鎖信號(hào)，若輸出二次諧波閉鎖信號(hào)則轉(zhuǎn)到步驟S6，若沒(méi)輸出二次諧波閉鎖信號(hào)則轉(zhuǎn)到步驟S7；

步驟S4、通過(guò)阻抗距離保護(hù)啟動(dòng)模塊根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)判斷是否輸出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)，若輸出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)則轉(zhuǎn)到步驟S6、S7；

步驟S5、本側(cè)饋線保護(hù)裝置通過(guò)開(kāi)入回路接收對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置發(fā)出的保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)，若接收到對(duì)側(cè)饋線保護(hù)裝置發(fā)出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)時(shí)則轉(zhuǎn)到步驟S6、S7；

步驟S6、經(jīng)過(guò)第一與門(mén)和第二與門(mén)、非門(mén)、延時(shí)模塊和阻抗整定延時(shí)模塊的邏輯處理，最終不輸出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)；

步驟S7、經(jīng)過(guò)第一與門(mén)和第二與門(mén)、非門(mén)、延時(shí)模塊和阻抗整定延時(shí)模塊的邏輯處理，最終輸出保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)。

二次諧波閉鎖模塊根據(jù)采樣計(jì)算出當(dāng)前電壓有效值U、當(dāng)前采樣電流值、當(dāng)前阻抗值及角度值Ф獲得當(dāng)前采樣電流值的二次諧波含量。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。