摘要：一种基于数字通信的直流牵引供电系统双边联跳保护系统，其对应每一个所述牵引变电站均设有两个直流牵引保护测控装置两个大双边联跳转换继电器和两个RS485转光纤转换器，通过RS485转光纤转换器建立了直流牵引保护测控装置之间的通信回路，无论接触网中的牵引变电站是处于正常运行状态还是处于越区运行状态，本发明均能确保任意接触网区间的两条馈电线的故障信息能够可靠的进行交换，提高了直流牵引供电系统双边联跳保护的可靠性，并且，具有实时性好、成本低的优点。
关键词：数字通信；直流牵引；供电系统；保护系统
一、城市轨道交通直流牵引供电系统正常运行时，一般采用相邻两个变电所各一路直流电源为同一区间供电。在这种供电模式下，如果该区间发生故障时，系统需要通过双边联跳保护将相邻两个变电所对应的直流馈线断路器断开，这样才能彻底把该区间的故障隔离出来。
二、实现双边联跳保护的主要要点
1. 实现联跳信号的区分：直流牵引供电系统的故障一般分为瞬时性故障和永久性故障两种，因此系统也需要通过区分联跳信号来确定是否应该启动直流牵引保护测控装置的带线路测试自动重合闸功能。对于瞬时性故障，如热过负荷保护、过流保护、速断保护、di/dt保护或△I保护等保护动作时，当故障切除后，系统可以启动直流牵引保护测控装置的带线路测试自动重合闸功能进行重合闸，如果重合闸成功，则可迅速恢复供电，缩短系统停电时间；对于永久性故障，如框架泄漏保护动作时，如果启动重合闸功能，将会把电源再次合闸到故障点上，给系统设备产生大电流冲击，影响系统设备的使用寿命，因此一般直流牵引供电系统对永久性故障不要求启动直流牵引保护测控装置的带线路测试自动重合闸功能。
2. 实现大双边联跳：当直流牵引供电系统进行越区双边供电时，需要通过越区隔离开关的辅助触点来实现双边联跳保护跳闸的直流馈线对应关系的正确切换。
三、直流牵引双边联跳保护的实现方法
1. 基于控制电缆的信号传输方式，该方式直接通过电缆传递两个站之间的继电器状态，使用该方式不能实时监测回路是否出现断线或接触不良现象。当联跳回路出现断线或接触不良时，可能出现误动或拒动的问题。
2．基于屏蔽双绞线的信号传输方式，该方式先利用装置来采集继电器的状态，再通过双绞线传递信号到相邻站，使用该方式主要存在抗干扰能力差和通信距离有限的问题。
3. 基于光纤的信号传输方式，该方式先利用光电转换装置采集继电器的状态，再通过光纤将信号传递到相邻站，使用该方式回路设计较为复杂。
上述三种方法均存在以下缺点：第一，采用继电器来区分联跳信号，回路设计复杂；第二，采用了大量继电器，双边联跳整体动作时间有一定的延时。
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四、解决技术问题方案
基于数字通信的直流牵引供电系统双边联跳保护系统，所述直流牵引供电系统包括接触网和三个或以上牵引变电站，各个牵引变电站沿接触网延伸方向布置，接触网按各个牵引变电站的布置方位划分为相应数量的接触网区间；每一个牵引变电站均设有第一馈电线和第二馈电线，并且每一条第一馈电线和第二馈电线均串接有馈线断路器和馈线隔离开关，对于各个牵引变电站中的任意一个中间位置牵引变电站，其与相邻的前方位置牵引变电站之间的接触网区间定义为第一接触网区间、与相邻的后方位置牵引变电站之间的接触网区间定义为第二接触网区间，第一接触网区间与第二接触网区间之间通过越区隔离开关连接，中间位置牵引变电站的第一馈电线和前方位置牵引变电站的第二馈电线为第一接触网区间供电，中间位置牵引变电站的第二馈电线和后方位置牵引变电站的第一馈电线共同为第一接触网区间供电。
其特征在于：
所述的越区隔离开关设有与其分合位状态同步的辅助触点；
所述的双边联跳保护系统对应每一个所述牵引变电站均设有两个直流牵引保护测控装置、两个大双边联跳转换继电器和两个RS485转光纤转换器，其中，第一大双边联跳转换继电器设有两个常闭触点，第二大双边联跳转换继电器设有一个常开触点；
任意一个所述牵引变电站的两个直流牵引保护测控装置、两个大双边联跳转换继电器和两个RS485转光纤转换器均具有如下线路构造：第一直流牵引保护测控装置的故障检测回路连接对应牵引变电站的第一馈电线、RS485接口通过第一大双边联跳转换继电器的第一常闭触点连接第一RS485转光纤转换器的RS485接口、联跳保护输出端通过第一联跳动作节点连接对应牵引变电站第一馈电线的馈线断路器的分合闸控制端，第二直流牵引保护测控装置的故障检测回路连接对应牵引变电站的第二馈电线、RS485接口通过第一大双边联跳转换继电器的第二常闭触点连接第二RS485转光纤转换器的RS485接口、联跳保护输出端通过第二联跳动作节点连接对应牵引变电站第二馈电线的馈线断路器的分合闸控制端；第一大双边联跳转换继电器和第二大双边联跳转换继电器的线圈并联并且该线圈并联支路与所述越区隔离开关的辅助触点串接在直流电源上，第二大双边联跳转换继电器的常开触点串接在第一RS485转光纤转换器的RS485接口与第二RS485转光纤转换器的RS485接口之间；
任意一个所述中间位置牵引变电站均具有如下线路构造：该中间位置牵引变电站的第一RS485转光纤转换器的光纤接口与其前方位置牵引变电站的第二RS485转光纤转换器的光纤接口通过光纤连接，该中间位置牵引变电站的第二RS485转光纤转换器的光纤接口与其后方位置牵引变电站的第一RS485转光纤转换器的光纤接口通过光纤连接。
其中，直流牵引保护测控装置的型号为DCR150。
与现有技术相比，具有以下有益效果：
1. 双边联跳保护系统对应每一个牵引变电站均设有两个直流牵引保护测控装置、两个大双边联跳转换继电器和两个RS485转光纤转换器，通过RS485转光纤转换器建立了直流牵引保护测控装置之间的通信回路，无论接触网中的牵引变电站是处于正常运行状态还是处于越区运行状态，本发明均能确保任意接触网区间的两条馈电线的故障信息能够可靠的进行交换，提高了直流牵引供电系统双边联跳保护的可靠性；
2. 直接利用两个牵引变电站的直流牵引保护测控装置进行信息交换，由于不需要部分输出接点动作来传递信息，消除了输出接点动作时间，从而相较于现有技术缩短了双边联跳保护的整体动作时间，提高了实时性；
3. 与现有采用光电转换装置采集继电器的状态再通过光纤传递信号到相邻站的方案相比，其回路更加简单，节省了部分继电器和设备，降低了成本。
五、结束语
本文限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更。
论文作者:谢悦海,常宝波,王攀
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/19
标签：变电站论文; 光纤论文; 继电器论文; 供电系统论文; 转换器论文; 区间论文; 装置论文; 《电力设备》2017年第17期论文;