专利名称：铁路电力线路永久性故障自动诊断系统和方法
技术领域：
本申请涉及铁路电力系统，更特别地是涉及一种铁路电力线路永久性故障自动诊 断系统和方法。
背景技术：
随着电力技术的飞速发展，工业、农业、交通运输等各个方面均离不开电，电力线 路的正常运营对于人类的正常生产生活具有极其重要的意义。随着重载、高车流密度铁路 的运输能力的不断提升，对为其行车信号供电的铁路电力线路(如IOkV铁路电力线路)供 电可靠性，提出了更高的要求。目前，在铁路电力线路发生故障时，需要依据线路维护人员来根据经验人为判断 是否发生了永久性故障，而不能自动、快速地判断是否发生了永久性故障。并且常常需要依 靠线路维护人员到现场拉合开关进行试判断，沿着线路巡视查找发生永久性故障的位置， 在时间、人力、物力等方面消耗非常大。尤其对于铁路电力线路，其大部分在山区或交通不 便的地方设置，而永久性故障大多发生在天气恶劣的情况下，此时依靠线路维护人员到现 场拉合隔离开关进行试送电判断隔离故障区段尤为困难，而且存在安全上的隐患，难以适 应现代铁路运输的要求。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了一种铁路电力线路永久性故障自动诊断系统和方 法，能够实现永久性故障的自动诊断，加快了故障判断时间，并且节省了人力、物力。本发明提供了一种铁路电力线路永久性故障自动诊断系统，该系统包括多个间隔 层设备以及与每一个间隔层设备通信的站控层设备，所述间隔层设备包括在主配电所处和 备配电所处设置的配电所间隔层设备以及沿着主配电所和备配电所之间的电力线路设置 的多个线路间隔层设备；所述间隔层设备用于采集其所在的位置处的电力线路特性信号，并且当采集到的 电力线路特性信号发生异常时，将该电力线路特性信号添加故障标识后传送到所述站控层 设备；并且，所述配电所间隔层设备还用于采集主配电所和备配电所处的断路器状态信号， 并且将该断路器状态信号发送到所述站控层设备；以及所述站控层设备用于响应于接收到带有故障标识的电力线路特性信号，而根据接 收到的主配电所和备配电所处的断路器状态信号来判断所述电力线路是否发生永久性故障。根据本发明的优选实施方式，所述电力线路永久性故障自动诊断系统中的站控层 设备在判断所述电力线路发生永久性故障之后，以供电方向为基准，依次比较由两个相邻 间隔层设备传送到该站控层设备的电力线路特性信号，如果出现来自两个相邻间隔层设备 的电力线路特性信号相异的情况，则判断永久性故障发生在该两个相邻间隔层设备之间。本发明还提供了一种用于铁路电力线路永久性故障自动诊断系统的铁路电力线路永久性故障自动诊断方法，所述铁路电力线路永久性故障自动诊断系统包括多个间隔层 设备以及与每一个间隔层设备通信的站控层设备，所述间隔层设备包括在主配电所处和备 配电所处设置的配电所间隔层设备以及沿着主配电所和备配电所之间的电力线路设置的 多个线路间隔层设备；所述铁路电力线路永久性故障诊断方法包括所述间隔层设备采集其所在的位置处的电力线路特性信号，并且当采集到的电力 线路特性信号发生异常时，将该电力线路特性信号添加故障标识后传送到所述站控层设 备；并且，所述配电所间隔层设备还采集主配电所和备配电所处的断路器状态信号，并且将 该断路器状态信号发送到所述站控层设备；以及所述站控层设备响应于接收到带有故障标识的电力线路特性信号，而根据接收到 的主配电所和备配电所处的断路器状态信号来判断所述电力线路是否发生永久性故障。本发明提供的铁路电力线路永久性故障自动诊断系统和方法，由于采用主配电所 间隔层设备和备配电所间隔层设备检测主配电所和备配电所处的断路器状态信号，并且由 站控层设备远程接收这些断路器状态信号，且根据断路器状态信号自动判断故障性质，因 此无需人工判断就能够达到自动且快速确定故障性质的目的，节省了人力、物力。而且，本 发明的优选实施方式由于各个间隔层设备将采集到的电力线路特性信号传送到站控层设 备，并且在站控层设备处以供电方向为基准，依次比较两个相邻间隔层设备采集到的电力 线路特性信号，如果出现不匹配的情况，则判断永久性故障发生在该两个相邻间隔层设备 之间，从而实现自动、快速确定故障区段的目的，从而为快速隔离线路故障以及最终实现快 速恢复供电提供了可能。
图1是根据本发明一种实施方式的铁路电力线路永久性故障自动诊断系统的示 意图；图2显示的是根据本发明一种实施方式的铁路电力线路永久性故障自动诊断系 统和方法中的信号流示意图；图3显示的是根据本发明一种实施方式的铁路电力线路永久性故障自动诊断系 统和方法的信号流示意图；以及图4显示的是根据本发明一种实施方式的铁路电力线路永久性故障自动诊断系 统和方法中判断故障区段的流程示意图；图5显示的是本发明提供的铁路电力线路永久性故障自动诊断系统中的站控层 设备和间隔层设备采用3G通信时的示意图。
具体实施例方式如图1以及图2所示，本发明提供了一种铁路电力线路永久性故障自动诊断系统 以及用于电力线路永久性故障自动诊断系统的电力线路永久性故障自动诊断方法，所述电 力线路永久性故障自动诊断系统包括多个间隔层设备以及与每一个间隔层设备通信的站 控层设备，所述间隔层设备包括在主配电所处和备配电所处设置的配电所间隔层设备以及 沿着主配电所和备配电所之间的电力线路设置的多个线路间隔层设备。其中，所述间隔层设备采集其所在的位置处的电力线路特性信号，并且当采集到的电力线路特性信号发生异常时，将该电力线路特性信号添加故障标识后传送到所述站控 层设备；并且，所述配电所间隔层设备还采集主配电所和备配电所处的断路器状态信号，并 且将该断路器状态信号发送到所述站控层设备。所述站控层设备响应于接收到带有故障标识的电力线路特性信号，而根据接收到 的主配电所和备配电所处的断路器状态信号来判断所述电力线路是否发生永久性故障。图1中示出了根据本发明一种实施方式的铁路电力线路永久性故障自动诊断系 统。在图1中两个配电所(图1中所示的主配电所和备配电所)之间形成的一条供电臂。 通常在铁路电力线路上大约每隔40km 60km可以设置一个配电所，配电所的电源进线取 自地方电力系统，两个相邻配电所的出线构成一条供电臂，这样在整个铁路电力线路上可 以分为多个供电臂，需要注意的是，虽然图1中示出的配电所指定了一个所为主配电所，另 一个所为备配电所，但两个相邻配电所是可以互为主备供。简单而言，在供电臂正常供电 时，一个配电所为主配电所，另一个配电所为备配电所；当电力线路发生故障后，主配电所 跳闸，在备自投模式(备配电所具有备用电源自投装置)下，备配电所可以自行投入使用； 永久性故障时，备配电所投入后也跳闸。在找到永久性故障点并将该永久性故障点隔离后， 分别由主配电所和备配电所向隔离了故障点的两段线路同时供电。一个供电臂上的两个配电所的运行模式有主兼备模式、备自投模式等多种，主兼 备模式即为主配电所本身兼做备配电所的运行模式，备自投模式即为当主配电所发生故障 时，另一备配电所自动投入使用的运行模式。当处于主兼备模式下时，备配电所断路器状态 始终为分位，如果主配电所在跳间后经一次重合失败，即主配电所的断路器状态由合位到 分位再到合位再到分位，则线路上发生了永久性故障；而如果主配电所在跳闸后一次重合 成功，即主配电所的断路器状态由合位到分位再到合位，则线路上只是发生了瞬时性故障。 当处于备自投模式时，如果主配电所断路器状态由合位到分位，而备配电所由分位到合位 再到分位，则线路上发生了永久性故障；如果主配电所断路器状态由合位到分位，而备配电 所由分位到合位，则线路上只是发生了瞬时性故障。由上可见，在电力线路处于不同的运行模式下，当线路发生永久性故障时会分别 对应不同的断路器状态变化，并且还会存在瞬时性故障的干扰。针对上述问题，本发明提供 的电力线路永久性故障自动诊断系统和方法中，当满足下列条件中的一者时，所述站控层 设备才判断所述电力线路发生永久性故障a)所接收到的断路器状态信号指示主配电所 断路器由合位到分位再到合位再到分位，而备配电所断路器一直处于分位；或者b)所接收 到的断路器状态信号指示主配电所断路器由合位到分位，而备配电所断路器由分位到合位 再到分位。这样，不管配电所处于何种运行模式，本发明提供的电力线路永久性故障自动诊 断系统均能正确判断电力线路是否发生永久性故障，并且能够排除瞬时故障的干扰。此外， 由于在一条固定的供电臂上的两个配电所的运行模式往往是固定的，即固定为主兼备模式 或者固定为备自投模式，这样，为了降低系统的逻辑判断量，在本发明提供的铁路电力线路 永久性故障自动诊断系统中可以预先根据运行模式(主兼备或者备自投)而只设置上述判 断条件a)和b)中的一个判断条件，比如，在供电臂上的配电所的运营模式固定为主兼备模 式下，将所述站控层设备判断电力线路发生永久性故障的方法设置为当所接收到的断路 器状态信号指示主配电所断路器由合位到分位再到合位再到分位，而备配电所断路器一直 处于分位的条件下，所述站控层设备判断所述电力线路发生永久性故障；而在供电臂上的
7配电所的运营模式固定为备自投模式下，将所述站控层设备判断电力线路发生永久性故障 的方法设置为当所接收到的断路器状态信号指示主配电所断路器由合位到分位，而备配 电所断路器由分位到合位再到分位，则判断所述电力线路发生永久性故障。在实际的线路运营中，由于情况复杂多变，仅靠断路器状态信号变化来判断电力 线路是否发生永久性故障可能存在一定的风险。例如，在实际操作中，倒闸操作、区间开口 作业等也会导致相应的断路器状态发生变化，而断路器状态变化的情况有可能正好与判定 为永久性故障的上述断路器状态变化情况相符，这样，站控层设备单纯依靠断路器状态信 号来判断是否发生永久性故障，风险较大。针对上述问题，本发明的一种优选实施方式采 用了继电保护动作信号与上述的断路器状态信号结合来判断是否发生了永久性故障。根据 本发明的优选实施方式，所述配电所间隔层设备还用于采集主配电所和备配电所处的继电 保护动作信号，并将该继电保护动作信号传送到站控层设备；并且所述站控层设备在判断 所述电力线路是否发生永久性故障时，除根据接收到的主配电所和备配电所处的断路器状 态信号之外，还结合接收到的主配电所和备配电所处的的继电保护动作信号来判断。具体 来讲，当满足下列条件中的一者时，所述站控层设备判断所述电力线路发生永久性故障a) 所接收到的断路器状态信号指示主配电所断路器由合位到分位再到合位再到分位，而备配 电所断路器一直处于分位，并且接收到的继电保护动作信号指示继电保护装置已动作；或 者b)所接收到的断路器状态信号指示主配电所断路器由合位到分位，而备配电所断路器 由分位到合位再到分位，并且接收到的继电保护动作信号指示继电保护装置已动作。这样 由于在断路器状态变化信号作为判断永久性故障的依据的基础上，引入了继电保护动作信 号作为判断永久性故障的另一复合依据，降低了系统判断永久性故障的风险，提高了系统 的可靠性、准确性。根据本发明的优选实施方式，不仅能够实现上述自动判断永久性故障的目的，并 且还能够自动判断永久性故障发生的区段。图3中示出了这一优选实施方式，图4示出了 判断故障区段的流程示意图。如图3以及图4所示，所述站控层设备在判断所述电力线路 发生永久性故障之后，可以以供电方向为基准，依次比较由两个相邻间隔层设备传送到该 站控层设备的电力线路特性信号，如果出现来自两个相邻间隔层设备的电力线路特性信号 相异的情况，则判断永久性故障发生在该两个相邻间隔层设备之间，这时就已经找到了故 障发生的区段，可以停止继续比较。优选地，所述站控层设备在比较两个相邻间隔层设备 的电力线路特性信号之前，先对对从各个间隔层设备接收到的电力线路特性信号进行小波 分析。小波分析方法是一种窗口大小(即窗口面积)固定但其形状可改变、时间窗和频率 窗都可改变的时频局部分析方法，其在低频部分具有较高的频率分辨率和较低的时间分辨 率，在高频部分具有较高的时间分辨率和较低的频率分辨率。利用小波分析手段，能够将数 据及时段进行放大比较，并且能够准确区分信号时序，例如能够防止对方所备自投时产生 的故障信号与主供所第一次跳闸时的故障信号重叠混乱。在进行小波分析之后，更有利于 电力线路特性信号的比较。当然，还可以采用其他时频分析方法对电力线路特性信号进行 分析以利于比较。如图4所示，在确认电力线路发生永久性故障之后，站控层设备可以先对 采集到的电力线路特性信号(如电压、电流信号)进行小波变换，然后再依次比较。首先比 较正在供电的配电所处的电力线路特性信号与相邻的第一个线路间隔层设备处的电力线 路特性信号是否相异，如果相异，则判断永久性故障发生在该配电所与第一个线路间隔层
8设备之间，此时可以停止继续比较；如果不相异，则继续比较该第一个线路间隔层设备处与 下面相邻的第二个线路间隔层设备处的电力线路特性信号，依此类推，直到出现相异的情 况为止。所述间隔层设备采集电力线路特性信号，该电力线路特性信号可以包括电压信号 和电流信号中的至少一者；并且所述间隔层设备还能够监控电力线路上是否发生异常，比 如电流突变大于一定数值(短路故障)、某一相电压突降(接地故障)等等，当电流突变或 者电压突变时，所述间隔层设备判定采集到的电压、电流信号发生异常，将采集到的电压、 电流信号加上故障标识后再发送到站控层设备，当然，除了将带有故障标识的电压/电流 信号发送到站控层设备，还可以将正常运行时的所有电压、电流信号均发送到站控层设备， 以便于站控层设备进行全面监控。所述间隔层设备可以包括任何类型的信号采集装置以实 现对电力线路上的电压、电流、断路器状态等信号的采集功能；例如可以采用电压、电流传 感器等类似单元来采集其所在的位置处的电压、电流信号，亦可以采用其他采集方式；可以 采用开关量采集装置等来采集配电所处断路器的断路器状态信号以及继电保护过流、速断 信号等继电保护动作信号，亦可以采用其他采集方式，本发明对此不作限制。所述间隔层设 备所实现的当发现采集到的电力线路特性信号异常时，向电力线路特性信号添加故障标识 的操作，可以由处理器之类的具有逻辑处理功能的处理装置实现，亦可以采用其他能够实 现上述功能的其他任何软硬件装置，本发明对此不作限制。所述间隔层设备中可以包括无 线收发装置来实现与站控层设备的通信，当然也可以采用其他能够实现信息通信的装置实 现。所述间隔层设备可以以任何间距沿着电力线路设置，优选地，每隔5km 7km设 置一个间隔层设备，当然，如果条件不允许，可以设置间隔距离较大而数量较少的间隔层设 备，如果条件允许，亦可以设置间隔距离较小而数量更多的间隔层设备，以便能够将故障区 段定位在更小的范围内。相邻间隔层设备之间的距离可以相等，也可以不相等。本发明对 间隔层设备之间的距离以及数量均不作限制。所述站控层设备也可以包括能够与所述间隔层设备中的无线收发装置通信的无 线收发装置，用于接收来自间隔层设备的信号。所述站控层设备中可以包括存储装置，用于 存储接收自间隔层设备的信号。所述站控层设备还包括中央控制装置，用于将接收自间隔 层设备的信号按上述永久性故障判断逻辑进行永久性故障的判断，优选地，该中央控制装 置还能够执行上面描述的故障区段判断功能。所述站控层设备还可以包括人机交互界面， 这样便能够实现向维护人员实时显示线路故障信息的作用。所述每个间隔层设备与站控层设备之间进行无线通信，两者通信所采用的通信协 议可以是诸如GSM之类的任何通信协议。优选地，间隔层设备与站控层设备之间采用3G协 议进行通信，这样上述间隔层设备和站控层设备中的无线收发装置就可以为3G通信模块， 如图5所示，站控层设备中具有一个上位3G通信模块，每个间隔层设备中均具有一个下位 3G通信模块，上位3G通信模块可以与多个下位3G通信模块进行通信，这便形成1+N的组网 方式，每个间隔层设备对应一个互不重复的接入点(APN)，并且每个间隔层设备采用APN专 网固定IP。在电力线路上需增加监控点时，只需要将间隔层设备设置在需监控的位置上，将 其与站控层设备进行通信即可。本发明提供的电力线路永久性故障自动诊断系统易于接入 新的间隔层设备，非常便于扩容。
9
在实际电力线路中，可能具有多个供电臂，在使用本发明提供的电力线路永久性 故障自动诊断系统时，可以在每个供电臂上各使用一套本发明提供的电力线路永久性故障 自动诊断系统，当然，为节省设备投入以及方便信息的汇总显示，可以多个供电臂共用一个 站控层设备，而每个供电臂上均如上所述沿电力线路设置间隔层设备，每个供电臂上的间 隔层设备作为一个逻辑单元，每个逻辑单元在站控层设备独立地进行永久性故障的判断以 及故障区段的判定。本发明提供的电力线路永久性故障自动诊断系统和方法在判断出故障区段后，可 以采用人工等其他方式对故障区段进行隔离，以便恢复线路上的其他区段的正常供电。根 据本发明的一种优选实施方式，如图1以及图3所示，所述铁路电力线路永久性故障自动隔 离系统还包括与所述多个线路间隔层设备一一对应设置在电力线路上的多个常闭开关，每 一个线路间隔层设备与其对应的开关相耦合。所述站控层设备用于在判断永久性故障发生 在所述两个相邻间隔层设备之间之后，向该两个相邻间隔层设备中的线路间隔层设备传送 隔离指示信号。所述线路间隔层设备用于从站控层设备接收所述隔离指示信号，并且响应 于接收到该隔离指示信号而控制与该线路间隔层设备对应的开关断开。优选地，所述线路 间隔层设备用于在控制与该线路间隔层设备对应的开关断开之后，向所述站控层设备发送 隔离完成信号。优选地，所述站控层设备用于响应于接收到隔离完成信号，向所述配电所间 隔层设备传送合间指示信号；所述配电所间隔层设备用于从所述站控层设备接收所述合闸 指示信号，并且响应于接收到该合闸指示信号而控制该配电所处的断路器变为合位。这样， 本发明提供上述优选实施方式可以实现故障区段的自动隔离，并且优选地在自动隔离故障 区段之后，自动使得配电所的断路器合闸，从而快速、自动地实现电力线路的恢复供电。以上参考附图对本发明的技术方案进行了详细描述，需要理解的是，本发明的附 图以及上述对附图所做的相应描述不应当看作对本发明保护范围的限制，而是提供了本发 明技术方案的一种实施方式或者优选实施方式。例如，虽然本发明的优选实施方式中提供 了一种特定的故障区段隔离方法，但是并不意在表明本发明的电力线路永久性故障自动诊 断系统及方法在实现故障区段隔离功能时仅能采用上述特定的自动故障区段隔离方法，也 并不意味着本发明的电力线路永久性故障自动诊断系统与方法必须包括上述特定的自动 故障区段隔离方法。本领域技术人员可以理解的是，多种对上述描述的特定特征的修改、替 换、改变和等价形式均落入本发明的保护范围。本发明提供的电力线路永久性故障自动诊断系统以及方法，能够自动、快速判断 是否发生永久性故障，并且其优选实施方式还能够自动、快速判断出永久性故障发生的区 段，大大节省了人力、物力，提高了永久性故障诊断的准确性。在由本发明提供的电力线路 永久性故障自动诊断系统以及自动判断出永久性故障并且优选地在判断出故障区段后，可 以采用人工或者本发明提供的上述自动隔离方法对故障区段进行隔离，此时可以恢复除被 隔离部分的其他线路部分的供电，保证未发生故障的线路区段快速恢复供电，有利于确保 电力线路的正常运营。
权利要求
一种铁路电力线路永久性故障自动诊断系统，该系统包括多个间隔层设备以及与每一个间隔层设备通信的站控层设备，所述间隔层设备包括在主配电所处和备配电所处设置的配电所间隔层设备以及沿着主配电所和备配电所之间的电力线路设置的多个线路间隔层设备；所述间隔层设备用于采集其所在的位置处的电力线路特性信号，并且当采集到的电力线路特性信号发生异常时，将该电力线路特性信号添加故障标识后传送到所述站控层设备；并且，所述配电所间隔层设备还用于采集主配电所和备配电所处的断路器状态信号，并且将该断路器状态信号发送到所述站控层设备；以及所述站控层设备用于响应于接收到带有故障标识的电力线路特性信号，而根据接收到的主配电所和备配电所处的断路器状态信号来判断所述电力线路是否发生永久性故障。
2.根据权利要求1所述的铁路电力线路永久性故障自动诊断系统，其中，当满足下列 条件中的一者时，所述站控层设备判断所述电力线路发生永久性故障a)所接收到的断路器状态信号指示主配电所断路器由合位到分位再到合位再到分位， 而备配电所断路器一直处于分位；或者b)所接收到的断路器状态信号指示主配电所断路器由合位到分位，而备配电所断路器 由分位到合位再到分位。
3.根据权利要求1所述的铁路电力线路永久性故障自动诊断系统，其中，所述配电所 间隔层设备还用于采集主配电所和备配电所处的继电保护动作信号，并将该继电保护动作 信号传送到站控层设备；并且所述站控层设备在判断所述电力线路是否发生永久性故障 时，除根据接收到的主配电所和备配电所处的断路器状态信号之外，还结合接收到的主配 电所和备配电所处的继电保护动作信号来判断。
4.根据权利要求3所述的铁路电力线路永久性故障自动诊断系统，其中，当满足下列 条件中的一者时，所述站控层设备判断所述电力线路发生永久性故障a)所接收到的断路器状态信号指示主配电所断路器由合位到分位再到合位再到分位， 而备配电所断路器一直处于分位，并且接收到的继电保护动作信号指示继电保护装置已动 作；或者b)所接收到的断路器状态信号指示主配电所断路器由合位到分位，而备配电所断路器 由分位到合位再到分位，并且接收到的继电保护动作信号指示继电保护装置已动作。
5.根据权利要求1所述的铁路电力线路永久性故障自动诊断系统，其中所述电力线路 特性信号是电压信号和电流信号中的至少一者。
6.根据权利要求5所述的铁路电力线路永久性故障自动诊断系统，其中，当采集到的 电压信号或电流信号突变时，所述间隔层设备判定采集到的电力线路特性信号发生异常。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的铁路电力线路永久性故障自动诊断系统， 其中，所述站控层设备用于在判断所述电力线路发生永久性故障之后，以供电方向为基准， 依次比较由两个相邻间隔层设备传送到该站控层设备的电力线路特性信号，如果出现来自 两个相邻间隔层设备的电力线路特性信号相异的情况，则判断永久性故障位置发生在该两 个相邻间隔层设备之间。
8.根据权利要求7所述的铁路电力线路永久性故障自动诊断系统，其中所述站控层设 备用于在比较两个相邻间隔层设备的电力线路特性信号之前，先对对从各个间隔层设备接收到的电力线路特性信号进行小波分析。
9.根据权利要求1所述的铁路电力线路永久性故障自动诊断系统，其中，沿着电力线 路每隔5km 7km设置一个所述间隔层设备。
10.根据权利要求1所述的铁路电力线路永久性故障自动诊断系统，其中每个所述间 隔层设备与所述站控层设备之间进行无线通信。
11.根据权利要求7所述的铁路电力线路永久性故障自动诊断系统，该系统还包括与 所述多个线路间隔层设备一一对应设置在电力线路上的多个常闭开关，每一个线路间隔层 设备与其对应的开关相耦合；所述站控层设备用于在判断永久性故障发生在所述两个相邻间隔层设备之间之后，向 该两个相邻间隔层设备中的线路间隔层设备传送隔离指示信号；以及所述线路间隔层设备用于从站控层设备接收所述隔离指示信号，并且响应于接收到该 隔离指示信号而控制与该线路间隔层设备对应的开关断开。
12.根据权利要求11所述的铁路电力线路故障自动隔离系统，其中，所述线路间隔层 设备用于在控制与该线路间隔层设备对应的开关断开之后，向所述站控层设备发送隔离完 成信号。
13.根据权利要求12所述的铁路电力线路永久性故障自动隔离系统，其中，所述站控 层设备用于响应于接收到隔离完成信号，向所述配电所间隔层设备传送合闸指示信号；所 述配电所间隔层设备用于从所述站控层设备接收所述合间指示信号，并且响应于接收到该 合闸指示信号而控制该配电所处的断路器变为合位。
14.一种用于铁路电力线路永久性故障自动诊断系统的铁路电力线路永久性故障自动 诊断方法，所述铁路电力线路永久性故障自动诊断系统包括多个间隔层设备以及与每一个 间隔层设备通信的站控层设备，所述间隔层设备包括在主配电所处和备配电所处设置的配 电所间隔层设备以及沿着主配电所和备配电所之间的电力线路设置的多个线路间隔层设 备；所述铁路电力线路永久性故障诊断方法包括所述间隔层设备采集其所在的位置处的电力线路特性信号，并且当采集到的电力线路 特性信号发生异常时，将该电力线路特性信号添加故障标识后传送到所述站控层设备；并 且，所述配电所间隔层设备还采集主配电所和备配电所处的断路器状态信号，并且将该断 路器状态信号发送到所述站控层设备；以及所述站控层设备响应于接收到带有故障标识的电力线路特性信号，而根据接收到的主 配电所和备配电所处的断路器状态信号来判断所述电力线路是否发生永久性故障。
15.根据权利要求14所述的铁路电力线路永久性故障自动诊断方法，其中，当满足下 列条件中的一者时，所述站控层设备判断所述电力线路发生永久性故障a)所接收到的断路器状态信号指示主配电所断路器由合位到分位再到合位再到分位， 而备配电所断路器一直处于分位；或者b)所接收到的断路器状态信号指示主配电所断路器由合位到分位，而备配电所断路器 由分位到合位再到分位。
16.根据权利要求14所述的铁路电力线路永久性故障自动诊断方法，该方法还包括 所述配电所间隔层设备采集主配电所和备配电所处的继电保护动作信号，并将该继电保护 动作信号传送到站控层设备；并且所述站控层设备在判断所述电力线路是否发生永久性故障时，除根据接收到的主配电所和备配电所处的断路器状态信号之外，还结合接收到的主 配电所和备配电所处的的继电保护动作信号来判断。
17.根据权利要求16所述的铁路电力线路永久性故障自动诊断方法，其中，当满足下 列条件中的一者时，所述站控层设备判断所述电力线路发生永久性故障a)所接收到的断路器状态信号指示主配电所断路器由合位到分位再到合位再到分位， 而备配电所断路器一直处于分位，并且接收到的继电保护动作信号指示继电保护装置已动 作；或者b)所接收到的断路器状态信号指示主配电所断路器由合位到分位，而备配电所断路器 由分位到合位再到分位，并且接收到的继电保护动作信号指示继电保护装置已动作。
18.根据权利要求14所述的铁路电力线路永久性故障自动诊断系统，其中所述电力线 路特性信号是电压信号和电流信号中的至少一者。
19.根据权利要求18所述铁路电力线路永久性故障自动诊断系统，其中，当采集到的 电压信号或电流信号突变时，所述间隔层设备判定采集到的电力线路特性信号发生异常。
20.根据权利要求14-19中任一权利要求所述的铁路电力线路永久性故障自动诊断方 法，该方法还包括在判断所述电力线路发生永久性故障之后，所述站控层设备以供电方向为基准，依次 比较由两个相邻间隔层设备传送到该站控层设备的电力线路特性信号，如果出现来自两个 相邻间隔层设备的电力线路特性信号相异的情况，则判断永久性故障发生在该两个相邻间 隔层设备之间。
21.根据权利要求20所述的铁路电力线路永久性故障自动诊断方法，其中，在比较两 个相邻间隔层设备的电力线路特性信号之前，所述站控层设备先对对从各个间隔层设备接 收到的电力线路特性信号进行小波分析。
22.根据权利要求20所述的铁路电力线路永久性故障自动诊断系统，该系统还包括与 所述多个线路间隔层设备一一对应设置在电力线路上的多个常闭开关，每一个线路间隔层 设备与其对应的开关相耦合；所述站控层设备用于在判断永久性故障发生在所述两个相邻间隔层设备之间之后，向 该两个相邻间隔层设备中的线路间隔层设备传送隔离指示信号；以及所述线路间隔层设备用于从站控层设备接收所述隔离指示信号，并且响应于接收到该 隔离指示信号而控制与该线路间隔层设备对应的开关断开。
23.根据权利要求22所述的铁路电力线路故障自动隔离系统，其中，所述线路间隔层 设备用于在控制与该线路间隔层设备对应的开关断开之后，向所述站控层设备发送隔离完 成信号。
24.根据权利要求23所述的铁路电力线路永久性故障自动隔离系统，其中，所述站控 层设备用于响应于接收到隔离完成信号，向所述配电所间隔层设备传送合闸指示信号；所 述配电所间隔层设备用于从所述站控层设备接收所述合间指示信号，并且响应于接收到该 合闸指示信号而控制该配电所处的断路器变为合位。
全文摘要
提供了一种铁路电力线路永久性故障自动诊断系统以及方法，该系统包括多个间隔层设备及站控层设备；所述间隔层设备用于采集其所在的位置处的电力线路特性信号，并且当采集到的电力线路特性信号发生异常时，将该电力线路特性信号添加故障标识后传送到站控层设备；所述配电所处的间隔层设备还用于采集配电所处的断路器状态信号，并将该断路器状态信号发送到站控层设备；所述站控层设备用于响应于接收到带有故障标识的电压信号或电流信号，而根据接收到的主配电所和备配电所处的断路器状态信号来判断电力线路是否发生永久性故障。本发明提供的电力线路永久性故障自动诊断系统以及方法能够自动、快速诊断故障性质，节省人力物力。
文档编号G01R31/08GK101949992SQ20101023009
公开日2011年1月19日 申请日期2010年7月13日 优先权日2010年7月13日
发明者何占元, 刘琦, 孟繁宏, 尚玉冰, 张志刚, 李志辰 申请人:中国神华能源股份有限公司;朔黄铁路发展有限责任公司