一种城市轨道交通供电系统站域故障定位方法及装置与流程

本发明涉及交通供电系统故障定位，具体为一种城市轨道交通供电系统站域故障定位方法及装置。

背景技术：

1、城市轨道交通供电系统是一个典型的多电源多制式的近距离混合供电系统。发生故障后，会造成多个位置的继电保护装置动作，一方面扩大了停电范围，另一方面进行准确故障定位的难度较高。而城市轨道交通供电系统是一个对供电可靠性要求极高的系统，一旦发生故障要求在最短的时间内恢复供电，否则会造成重大影响甚至成为舆论的焦点。目前，对城市轨道交通供电系统的故障定位问题通常参考采用电力系统中常用的故障定位方法，例如行波法和故障波形测距。但是城市轨道供电系统中各个牵引所站距离短，电压等级低，造成行波波头不易识别；故障波形测距包括单端测距和双端测距，单端测距精度低，容易受到过渡电阻的影响，双端测距需要两侧的数据同步采样，采用卫星钟进行同步，在地铁中实施难度很大。目前，故障定位更多是发生故障后依靠人工进行排查，效率低，恢复送电的时间往往要一个小时以上，对地铁运营造成了较大的影响。

2、因此如何实现更快、更准确的故障定位对于提高地铁运营的安全性和稳定性具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种城市轨道交通供电系统站域故障定位方法及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种城市轨道交通供电系统站域故障定位方法，包括如下步骤：

4、s1，根据供电系统的主接线图，将供电系统划分为若干个区段，每个区段包含一台断路器及与之相连的线路；

5、s2，根据供电系统的继电保护装置配置情况，分析、预测每个区段中的线路发生故障时，继电保护装置的动作情况和断路器的位置变化；

6、s3，根据分析、预测的结果针对每一区段的故障建立包含继电保护装置的动作情况和断路器位置的情况的保护动作特征库；并作为城市轨道交通供电系统站域故障定位的判断依据；

7、s4，通过牵引所的goose网络监听本所内继电保护装置的启动信息，如果监听到本所内继电保护装置发生启动，则进入故障定位状态，监听并刷新动作信息和短路位置信息；

8、s5，根据最终本牵引所内保护动作和断路器位置信息，在保护动作特征库中进行匹配；

9、s6，通过地铁站间通信系统获取相邻左右两侧牵引所故障定位系统匹配的故障位置，并进行表决，并给出故障定位结果及对应概率。

10、进一步的，在拓扑图上按照断路器划分为若干个区段d1-d15，包含的三个牵引所的交直流拓扑和继电保护，其中101a、102a、101b、102b、103、104a、104b、106、107为交流侧断路器，201、202、211、212、213、214为直流侧断路器；

11、101a、102a、101b、102b分别配置差动保护r87、过流保护r50；

12、103、104a、104b、106、107分别配置过流保护i段r50-1、过流保护ii段r50-2；

13、201、202分别配置大电流速断保护r50k和过流保护r50p；

14、211、212、213、214分别配置大电流速断保护r50k和电流变化保护r50d；

15、差动保护r87：保护范围严格限制在指定区域。

16、进一步的，所述保护动作特征库包含每个区段的断路器位置和保护动作信息。

17、进一步的，继电保护装置动作进行延时，延时期间保护动作和断路器位置信息随时发生变化，信息的最终状态以继电保护装置保护功能延时结束时的状态为准，延时的时长根据本所继电保护装置中保护功能最长的整定时间确定。

18、进一步的，匹配率最高的保护动作特征对应的故障位置即为本次故障定位判断所确定的故障位置，如果最高匹配率低于一定值则认为故障区域不在本所范围内。

19、进一步的，匹配算法：

20、保护动作特征库由一串二进制数字表示，每一位二进制数字代表断路器位置或保护功能的动作情况，用c表示；

21、从goose信息获取的断路器位置或保护功能的动作情况同样以一串二进制数字表示，每一位二进制数字代表的含义与保护动作特征库相同，用f表示；

22、上述两组二进制数字进行异或计算，得到结果二进制数字r，即r＝c⊕f，计算二进制数字r中为“0”的位数，如果为“0”的位数占总位数的百分比即为匹配率。

23、进一步的，根据三个所故障定位系统的结果，则给出故障定位结果和可信度的信息

24、为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：

25、一种城市轨道交通供电系统站域故障定位的装置，包括：

26、配置模块，用于根据供电系统的主接线图，将供电系统划分为若干个区段，每个区段包含一台断路器及与之相连的线路；

27、分析模块，用于根据供电系统的继电保护装置配置情况，分析、预测每个区段中的线路发生故障时，继电保护装置的动作情况和断路器的位置变化；

28、建立模块，用于根据分析、预测的结果针对每一区段的故障建立包含继电保护装置的动作情况和断路器位置的情况的保护动作特征库；并作为城市轨道交通供电系统站域故障定位的判断依据；

29、监听模块，用于通过牵引所的goose网络监听本所内继电保护装置的启动信息，如果监听到本所内继电保护装置发生启动，则进入故障定位状态，监听并刷新动作信息和短路位置信息；

30、匹配模块，用于根据最终本牵引所内保护动作和断路器位置信息，在保护动作特征库中进行匹配；

31、定位模块，用于通过地铁站间通信系统获取相邻左右两侧牵引所故障定位系统匹配的故障位置，并进行表决，并给出故障定位结果及对应概率。

32、为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：

33、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述中任一项所述方法的步骤。

34、为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：

35、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述中任一项所述的方法的步骤。

36、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

37、本发明，利用本侧牵引所及左右两侧牵引所的信息进行故障定位，充分利用故障信息，解决了因多个牵引所继电保护装置动作造成的无法准确定位故障位置的问题。

38、本发明，继电保护装置动作信息和断路器位置信息都是0或1的取值，信息具有精确性；与行波法、故障测距等传统方法相比，不受采样精度和判断阈值的影响，也避免了在地铁隧道内架设成本高昂的同步对时系统。

39、本发明，减少了人工排查故障的工作量，提高了工作效率，可以尽快实现供电系统恢复供电。

技术特征：

1.一种城市轨道交通供电系统站域故障定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种城市轨道交通供电系统站域故障定位方法，其特征在于，在拓扑图上按照断路器划分为若干个区段d1-d15，包含的三个牵引所的交直流拓扑和继电保护，其中101a、102a、101b、102b、103、104a、104b、106、107为交流侧断路器，201、202、211、212、213、214为直流侧断路器；

3.如权利要求1所述的一种城市轨道交通供电系统站域故障定位方法，其特征在于，所述保护动作特征库包含每个区段的断路器位置和保护动作信息。

4.如权利要求1所述的一种城市轨道交通供电系统站域故障定位方法，其特征在于，继电保护装置动作进行延时，延时期间保护动作和断路器位置信息随时发生变化，信息的最终状态以继电保护装置保护功能延时结束时的状态为准，延时的时长根据本所继电保护装置中保护功能最长的整定时间确定。

5.如权利要求1所述的一种城市轨道交通供电系统站域故障定位方法，其特征在于，匹配率最高的保护动作特征对应的故障位置即为本次故障定位判断所确定的故障位置，如果最高匹配率低于一定值则认为故障区域不在本所范围内。

6.如权利要求5所述的一种城市轨道交通供电系统站域故障定位方法，其特征在于，匹配算法：

7.如权利要求5所述的一种城市轨道交通供电系统站域故障定位方法，其特征在于，根据三个所故障定位系统的结果，则给出故障定位结果和可信度的信息。

8.一种城市轨道交通供电系统站域故障定位的装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了城市轨道交通供电系统站域故障定位方法及装置，包括根据供电系统的拓扑和保护的配置情况，建立保护动作特征库分析拓扑图；根据分析、预测的结果针对每一区段的故障建立包含继电保护装置的启动情况、动作情况和断路器位置的情况的保护动作特征库；根据最终保护启动、动作和断路器位置信息，在保护动作特征库中进行匹配；通过地铁站间通信系统获取相邻左右两侧牵引所故障定位系统匹配的故障位置，给出故障定位结果及对应概率。本发明，利用本侧牵引所及左右两侧牵引所的信息进行故障定位，充分利用故障信息，解决了因多个牵引所继电保护装置动作造成的无法准确定位故障位置的问题。

技术研发人员：冯剑冰,郑淳淳,党嗣玲,周丹,王攀,谢文君,李坚生,张晔,谢悦海,林伟宏,廖权保,赖沛鑫
受保护的技术使用者：广州地铁集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21