基于能量流的地铁馈线主保护算法研究

• 作 者: 刘宇晰
• 出 处: 石家庄铁道大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 地铁馈线主保护 能量流理论 发散型振荡 RTplus测试平台

城市交通是城市经济与社会发展的生命线,目前,国内多数中心城市正在面临着路面交通拥挤问题,而具有运量大、速度快、立体化和绿色环保等优点的地铁成为解决该问题的首选之策。地铁“绿色环保”优点主要源于电力牵引,而地铁牵引网的作用就是不间断地向轨道车辆提供电能。牵引网永久性短路的威胁性极大且无备份,这对牵引网馈线保护提出极高的要求,既要在直流系统仅有的电气特征的基础上构建保护算法,又要保护算法在毫秒级的时间里做出准确的故障判定。因此,通过理论研究及技术分析来完善地铁牵引网主保护,对保障地铁的运行安全至关重要。直流牵引网的主保护是基于电流特征的DDL保护与大电流脱扣保护,急剧增加的运量负荷与大量新技术、新设备的应用造成了系统状态的复杂化,仅采用电流特征无法准确判定系统状态。为解决机车起动工况与系统发散型振荡造成的保护误动作的问题,应用最能反映本质特征能量流理论构建新型地铁馈线主保护算法。论文以计及动车组的直流牵引供电系统为研究对象,引入能量流理论进行新型馈线主保护算法的研发。首先,分析了直流牵引供电系统的系统组成与运行特点,以及既有的地铁馈线主保护;其次,根据直流牵引供电系统各部分的基本原理,在RTplus实时数字化仿真平台上搭建了计及动车组的直流牵引供电系统模型;再次,根据能量流理论,对比分析了机车起动工况、系统发散型振荡与牵引网故障状态的能量流特征差异,提出基于能量流的地铁馈线主保护算法,并给出了整定方法;最后,为验证新算法,以RTplus继电保护实时数字仿真测试系统与KF1300馈线保护装置搭建半实物算法测试平台,通过对比数据运行结果,证明了新算法能够准确判别系统运行状态,兼具可靠性与灵敏性。综上所述,基于能量流的地铁馈线主保护算法不仅具有高可靠性与高灵敏性的优点,贴合工程实际所需,而且在理论上进行了创新性的发展。这对于未来地铁馈线主保护算法的研发具有理论指导意义。