本技術(shù)涉及電氣化鐵路牽引供電測控領(lǐng)域，尤其涉及一種接觸網(wǎng)故障所在支路判定系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、電氣化鐵路牽引變電所(如未特別說明以下均包含開閉所)饋線通過供電線向接觸網(wǎng)供電。由于接觸網(wǎng)露天布置、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且與電力機車或動車組受電弓高速滑動接觸，故障頻繁，并且接觸網(wǎng)設(shè)備沒有備用，發(fā)生故障后如果不能迅速排除故障，較長時間的停電將會對鐵路運輸秩序造成嚴重的影響。

2、接觸網(wǎng)故障分為瞬時性故障和永久性故障，瞬時性故障可以通過自動重合閘快速恢復(fù)供電，但故障處往往是接觸網(wǎng)的薄弱點，需要找到并消除隱患，防止再次發(fā)生故障或發(fā)展為永久性故障。對于永久性故障，則更要迅速找到故障位置才能排除故障，盡快恢復(fù)接觸網(wǎng)供電。因此，發(fā)生接觸網(wǎng)故障后，迅速確定故障位置是盡快恢復(fù)供電、減小故障損失的前提和關(guān)鍵。

3、目前，牽引變電所饋線保護裝置均內(nèi)置有故障測距功能，當(dāng)接觸網(wǎng)發(fā)生故障時，饋線保護裝置在動作并斷開饋線斷路器的同時，會根據(jù)故障時的母線電壓、饋線電流或吸上線電流等數(shù)據(jù)，計算出故障位置到保護裝置安裝處的距離，從而確定接觸網(wǎng)故障位置，以便供電調(diào)度指導(dǎo)接觸網(wǎng)維修人員迅速趕往故障現(xiàn)場處理故障。

4、實際上，供電線與接觸網(wǎng)連接的上網(wǎng)點并不都是在接觸網(wǎng)供電區(qū)段端部的電分相處，很多情況下，供電線t接在接觸網(wǎng)上，上網(wǎng)點兩側(cè)都有接觸網(wǎng)，當(dāng)接觸網(wǎng)發(fā)生故障時，饋線保護裝置指示出的故障距離可能對應(yīng)著上網(wǎng)點兩側(cè)接觸網(wǎng)不同的位置，無法判斷故障位置在上網(wǎng)點的哪一側(cè)。

5、還有一些接觸網(wǎng)存在分支，常見于鐵路樞紐、站場或有分支的鐵路，一個故障距離可能對應(yīng)著2個或多個接觸網(wǎng)位置，不能確定故障在哪條接觸網(wǎng)支路。

6、對于t接型接觸網(wǎng)上網(wǎng)點兩側(cè)或分支型接觸網(wǎng)不同支路接觸網(wǎng)均較長的情況，如果發(fā)生故障后，故障距離不是對應(yīng)唯一的故障位置，需要接觸網(wǎng)維修人員先后趕往不同的位置檢查接觸網(wǎng)，或是安排多組搶修隊伍去往不同位置，造成接觸網(wǎng)恢復(fù)供電時間延長，嚴重影響供電安全和行車秩序。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的接觸網(wǎng)故障所在支路判定系統(tǒng)及方法解決了上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

2、為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種接觸網(wǎng)故障所在支路判定系統(tǒng)，應(yīng)用于有分支的接觸網(wǎng)中，牽引變電所內(nèi)的電流互感器和斷路器從母線引出第一支路，與牽引變電所外的接觸網(wǎng)在其非端部連接，選定第一支路與所述接觸網(wǎng)的連接點任意一側(cè)的接觸網(wǎng)支路為第二支路；

3、所述系統(tǒng)包括第一支路電流獲取模塊、第二支路電流獲取模塊、饋線保護動作信號獲取模塊、傳輸通道以及測控裝置；

4、所述第一支路電流獲取模塊和饋線保護動作信號獲取模塊與測控裝置連接，所述第二支路電流獲取模塊通過傳輸通道與所述測控裝置連接；

5、所述第一支路電流獲取模塊用于獲取第一支路的電流數(shù)據(jù)；

6、所述第二支路電流獲取模塊用于獲取第二支路的電流數(shù)據(jù)；

7、所述傳輸通道用于所述第二支路電流模塊和測控裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸；

8、所述饋線保護動作信號獲取模塊用于獲取饋線保護動作信號，作為啟動故障支路判定的條件；

9、所述測控裝置用于在啟動故障支路判定的條件下，計算對應(yīng)時間下第一支路和第二支路的電流數(shù)據(jù)，并給出接觸網(wǎng)故障是否在第二支路的判定結(jié)果。

10、進一步地，所述測控裝置包括cpu模塊，以及均與所述cpu模塊連接的模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、電源模塊、通信模塊以及人機接口模塊。

11、進一步地，所述傳輸通道為電纜、光纖或無線通信網(wǎng)絡(luò)；

12、當(dāng)?shù)诙返碾娏鲾?shù)據(jù)以模擬信號的形式傳輸時，所述傳輸通道為電纜；

13、當(dāng)?shù)诙返碾娏鲾?shù)據(jù)以數(shù)字信號的形式傳輸時，所述傳輸通道為光纖；

14、當(dāng)?shù)诙返碾娏鲾?shù)據(jù)以帶時標(biāo)的數(shù)字信號的形式傳輸時，所述傳輸通道為無線通信網(wǎng)絡(luò)。

15、進一步地，當(dāng)?shù)诙返碾娏鲾?shù)據(jù)以帶時標(biāo)的數(shù)字信號的形式傳輸時，在所述第二支路的電流獲取側(cè)設(shè)置有數(shù)據(jù)終端，且所述數(shù)據(jù)終端時鐘與所述測控裝置時鐘保持同步。

16、一種接觸網(wǎng)故障所在支路判定方法，包括以下步驟：

17、s1、通過第一支路電流獲取模塊和第二支路電流獲取模塊分別獲取第一支路和第二支路的電流數(shù)據(jù)，并傳輸至測控裝置；

18、s2、通過饋線保護動作信號獲取模塊獲取饋線保護動作信號，并檢測饋線保護是否動作；

19、若是，則進入步驟s3；

20、若否，則返回步驟s1；

21、s3、通過測控裝置計算第一支路與第二支路的電流數(shù)據(jù)并進行對比，給出接觸網(wǎng)故障是否在第二支路的判定結(jié)果。

22、進一步地，所述步驟s1中，第一支路的電流數(shù)據(jù)獲取方法為：從安裝于第一支路上的電流互感器輸出端直接獲取，或通過與安裝于第一支路上的電流互感器輸出量有關(guān)系的裝置或網(wǎng)絡(luò)間接獲?。?/p>

23、第二支路的電流數(shù)據(jù)獲取方法為：從安裝于第二支路上的電流互感器輸出端獲取，或?qū)惭b于第二支路上的電流互感器輸出經(jīng)過數(shù)據(jù)終端處理后獲取。

24、進一步地，所述步驟s2中，饋線保護動作信號獲取方法包括：

25、從饋線保護裝置獲取代表保護動作的接點信號或電平信號，作為饋線保護動作信號；

26、通過通信網(wǎng)絡(luò)從報文中獲取饋線保護動作信號；

27、根據(jù)獲取的第一支路和第二支路的電流數(shù)據(jù)，計算并判定生成饋線保護動作信號。

28、進一步地，所述步驟s3具體為：

29、在饋線保護動作的時刻，如果第二支路的電流數(shù)據(jù)大于0.5倍的第一支路的電流數(shù)據(jù)時，判定導(dǎo)致饋線保護動作的接觸網(wǎng)故障位于第二支路，否則不在第二支路。

30、進一步地，所述步驟s3具體為：

31、將饋線保護動作時刻前后一段時間范圍內(nèi)的第一支路電流數(shù)據(jù)和第二支路電流數(shù)據(jù)作為判定依據(jù)，比較在所述時間范圍內(nèi)第一支路和第二支路的電流數(shù)據(jù)在對應(yīng)時間序列上數(shù)據(jù)曲線形態(tài)的相似度，并判斷相似度是否大于設(shè)定閾值，若是，則判定導(dǎo)致饋線保護動作的接觸網(wǎng)故障位于第二支路，否則不在第二支路。

32、進一步地，所述第一支路和第二支路的電流數(shù)據(jù)在對應(yīng)時間序列上數(shù)據(jù)曲線形態(tài)的相似度的計算公式為：

33、

34、式中，d為對應(yīng)時間序列上第一支路的電流數(shù)據(jù)if和沿y軸平移后的第二支路的電流數(shù)據(jù)ib的最小歐幾里得距離，用來衡量兩條曲線的相似度，v為第二支路電流ib沿y軸的平移量，v∈[min(if-ib),max(if-ib)]，j為時間點，n為時間序列總長度。

35、本發(fā)明的有益效果為：

36、本發(fā)明以較少的設(shè)備投入，提供一種接觸網(wǎng)故障所在支路的判定系統(tǒng)及方法，用于故障距離對應(yīng)不是唯一接觸網(wǎng)位置的情況，當(dāng)接觸網(wǎng)發(fā)生故障，變電所饋線保護動作后，快速判定故障是否位于特定的接觸網(wǎng)支路，判定結(jié)果與饋線保護的故障測距結(jié)果相結(jié)合，自動、迅速地確定接觸網(wǎng)故障的確切位置，為及時處理接觸網(wǎng)故障提供條件，從而縮短接觸網(wǎng)故障停電時間，減少故障帶來的損失。