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牵引供电系统馈线功率直流增量保护研究

陈彦初  
【摘要】:高速铁路牵引供电系统为电力机车/动车组提供电能保障,是高速铁路安全、可靠运行的关键。全并联AT牵引网故障主要是短路故障和断线接地故障,故障发生时,一般由牵引变电所馈线主保护阻抗保护来进行动作跳闸,但高阻接地故障时,测量阻抗增大、短路电流减小导致阻抗保护拒动,这将对牵引供电系统的安全稳定运行带来巨大隐患。电流增量保护作为阻抗保护的后备保护,在高阻接地故障和异相短路故障情况下发挥着重要作用。实际运行中,在供电臂内多车同时取流时发生高阻接地故障,或牵引网末端发生短路故障,此时电流增量较小,可能造成电流增量保护拒动;当有列车经过电分相驶入供电臂且供电臂内有列车起动时,电流增量较大,若谐波闭锁元件处于临界状态,电流增量保护可能误动。本文根据地铁直流牵引供电系统DDL保护的思路,基于RTDS实时数字仿真平台对全并联AT牵引供电系统正常运行和牵引网短路故障、断线接地故障和异相短路故障的不同工况进行仿真,并采集瞬时电压、电流信号。采用基于Hilbert变换的单相广义瞬时功率理论,计算瞬时有功功率并提取功率直流分量。对比不同工况下的有功功率直流增量的变化情况,分析认为有功功率直流增量可作为区分正常运行和牵引网故障的特征值,并提出采用功率直流增量保护原理,给出保护整定值和动作方程。通过仿真验证了功率直流增量保护的可行性和合理性,与电流增量保护相比,功率直流增量保护提高了馈线保护的可靠性和灵敏性。


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