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原文传递高速铁路10kV电力贯通线故障自动隔离方法研究

论文题名：	高速铁路10kV电力贯通线故障自动隔离方法研究
关键词：	高速铁路;电力贯通线;故障定位;自动隔离;供电可靠性
摘要：	截至2016年1月，我国已投运高速铁路里程突破1.9万公里，占世界总里程的60％以上，已成为世界上高铁运营里程最长、在建规模最大、运营最繁忙的国家，因此保障高速铁路安全稳定运行的任务重大。其中，10kV电力贯通线为铁路车站、沿线通信信号以及其他非牵引电气设备供电，具有线路较长、接入负荷点多、地理条件差、易发生故障等特点。快速准确地隔离故障区段，恢复非故障区域供电是铁路安全可靠运行的根本保障。但是目前针对高速铁路电力贯通线的继电保护和故障区段隔离方案并不具有选择性，如现有的保护装置仅安装在线路的首端，在线路任何位置发生故障后，保护跳闸将使全线停电，使得故障影响范围大，极大降低了故障查找和恢复供电的效率。为此，本文提出一种新的10kV电力贯通线故障区段隔离方法，新方法在线路发生故障后能够快速识别故障，切除故障区段，同时恢复非故障区段的供电，避免了人工拉合闸导致的非故障区间失电，可极大提高电力贯通线的供电可靠性。论文的主要工作包括: 　　(1)高速铁路10kV电力贯通线仿真模型建立与故障特征分析。在分析了电力贯通线基本结构、运行方式和中性点接地方式的基础上，根据某高速铁路10kV电力贯通线中电源、调压器、电缆和负荷等模块的实际参数，基于MATLAB/SIMULINK软件建立了全电缆电力贯通线仿真模型，该模型可以准确反映各运行工况下的电气量故障特征，为故障区段隔离方法的提出与验证奠定了基础。　　(2)基于配电线路无通道保护原理，提出一种不依赖通信的电力贯通线故障区段隔离方案。在传统10kV电力贯通线路仅在配电所装设保护的基础上，考虑在沿线箱变增设保护装置。利用线路的故障信息，当一侧箱变断路器率先跳闸后，另一侧箱变断路器通过工频电气量变化的二次扰动信息来实现相继速动。在不影响保护原有时限配合的前提下，使用单端故障测距算法对保护动作时限进行加速，进一步缩短隔离故障区段的时间。所提故障隔离方案可以将故障区段从两边切除，保证了故障隔离的快速性和选择性。　　(3)所给出的不依赖通信的10kV电力贯通线故障自动隔离方案可以隔离绝大部分故障，而对于对称故障的隔离没有选择性，为此，利用原有SCADA通信通道，给出一种基于通信的电力贯通线故障区段定位与隔离方案。依据故障区段两端故障零序电流方向相反、非故障区段两端零序电流方向相同的特点，首先给出了电力贯通线的故障区段定位方法，该方法仅需要每个测量点的零序电流，即可快速准确地完成区段的判定，并且不受故障距离、配变负载、过渡电阻的影响。依据故障区段定位结果，依靠通信，启动故障区段两侧箱变保护，通过两侧断路器跳闸，实现非对称故障和对称故障的自动快速隔离，减小失电区域，提高了供电可靠性。　　(4)分别针对无通信条件下和有通信条件下的故障区段隔离方案，给出相应的备用电源自动投入方案，快速恢复故障点后非故障区段的正常供电。设计了一个完整的电力贯通线自动化故障处理系统，该系统可以分别在有通信和无通信两种条件下工作，在故障发生后正确并迅速隔离故障区段，同时恢复非故障区段的正常运行，保证电力贯通线运行的稳定性与可靠性。
作者：	温曼越
专业：	电气工程
导师：	何正友
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文