1、接触网故障测距装置36-雷栋l概述概述l牵引供电系统根据不同供电方式,接触网故障测距原理不同。当采用AT供电方式,根据线路及通信条件可采用不同测距原理。主要包括“吸上电流比”，“上下行电流比”和“吸馈电流比”测距原理。对直供加回流线供电方式，国内一般采用拟合的分段线性电抗法进行故障测距。l测距原理及适用条件测距原理及适用条件l21 AT牵引网故障测距原理l针对AT牵引供电系统，由于线路的非线性，主要采用“吸上电流比”，“上下行电流比”和“吸馈电流比”测距原理进行故障测距。l这三种测距原理适用于不同线路条件。l吸上电流比l供电臂有故标专用通信通道，各所亭均安装故障测距单元，线路可为单线或复线。适
2、用于T-R、F-R短路故障，不适用T-F故障。l吸馈电流比l无需通信通道，供电臂为单线单AT区段。适合T-R、F-R短路，不适合T-F短路。l故障测距公式如下：l为所内AT中性点电流lD为AT段长度。lL：修正参数l当变电所采用单相变压器、十字交叉变压器及V/X牵引变压器时，变压器二次侧可取消AT变，中点电流为两供电臂的合成电流，无法直接做为AT中性点吸上电流，因此可采用间接方法求取。l直供测距原理l直供线路根据供电线路架构、材料等不同，一般采用分段线性电抗方式进行查表测距。由于线路短路形式多种多样,短路过程中过渡电阻影响较大,因此采用不受过渡电阻影响的电抗作为故障测距的依据。短路电抗一般只受
3、导线材料、空间架构、地质土壤导线材料、空间架构、地质土壤导电率导电率等因素影响，当接触网施工完毕后，基本电抗参数就确定了，不会受供电方式和短路形式影响。l装置测距定值 测距定值表(针对直供线路有效)故障测距方法的分类l按测距原理l阻抗法、故障分析法和行波法l按所需信息来源l单端法和双端法l按采用的线路模型l集中参数模型法和分布参数模型法故障测距的重要性l当输电线路发生故障后，准确的故障定位:l有效提高输电线路运行的可靠性；l减少因停电造成的重大综合损失；l减轻人工巡线的劳动强度；因此，输电线路的故障测距对及时修复线路，保证可靠供电，保证整个电力系统的安全、稳定和经济运行起着十分重要的作用。阻抗
4、法l在忽略线路的分布电容和漏电导的前提下，根据故障时测量到的电压、电流量而计算出故障回路的阻抗。由于线路长度和阻抗成正比，因此便可以求出由测距点到故障点的距离。l阻抗法的优点是比较简单可靠。但大多数阻抗法存在着精度问题。它们的误差主要来源于算法本身的假设，测距精度深受故障点的过渡电阻的影响，只有当故障点的过渡电阻为零时，故障点的距离才能够比较准确的计算出来。而且由于实际系统中线路不完全对称以及测量端对侧系统阻抗值的不可知等因素的影响，测距误差往往远大于某些故障测距产品在理想条件下给出的误差标准。故障分析法l利用线路故障时测量的电压、电流，通过分析和计算求出故障点的距离。在系统运行方式确定、线路
5、参数已知的条件下，当线路某处发生故障时线路两端的电压和电流均为故障距离的函数。l利用单端数据的测距算法l利用双端测距的测距算法利用单端数据的测距算法l根据单端的电压和电流以及必要的系统参数，计算出故障距离。图1双电源单回线(单相接地故障)图2 集中参数等效电路双端电气量法l根据线路两端的电压和电流以及必要的系统参数，经过化简得到测距方程，解出故障距离。利用双端数据的测距算法，方程数等于未知量数，原理上可以完全消除故障过渡电阻的影响，实现准确测距，但它必须使用通道来传递两端的信息，有的算法还要解决两端数据的同步和测距方程的伪根问题。l利用两端电流或两端电流、一端电压的方法；l利用两端电压和电流的
6、方法；l解微分方程的方法。l以上方法可分别建立在三种输电线路模型上，且又可分为需要两端数据同步或不同步两种。影响故障分析法测距精度的因素l线路参数的测量问题l工频电气量的采集问题l采样数据的同步性问题行波法l根据行波到达母线后反射到故障点，再从故障点反射到达母线的时间差，或是根据行波初始波头到达两侧母线的时间差进行测距的一种算法。按照故障测距原理可分为A、B、C型三种方法。A型是根据故障点产生的行波在测量端至故障点间往返的时间与行波波速之积来确定故障位置；A型测距原理图3 A型行波法测距原理示意图B型测距原理B 型是利用通信通道获得故障点行波到达两端的时间差与波速之积来确定故障点位置；图4 B型行波法测距原理示意图tQ为m端起动元件动作后时刻t0为故障时刻tD为两侧元件动作时间tc为n端发信到m端收信机输出时间tT为收信机输出时刻C型测距原理C 型是在故障发生时于线路的一端施加高频或直流脉冲,根据其从发射装置到故障点的往返时间来实现故障测距。图5 C型行波法测距原理示意图tx为从开始发射脉冲波到反射波返回到装置的时间
