CN111490521A - 一种基于实测温度的接触网导线过热保护方法、*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于实测温度的接触网导线过热保护方法、***，涉及轨道交通技术领域。本发明对变电所出口侧的承力索温度和接触线温度进行检测，能够真实的反应供电臂首端的接触网导线的实时温度，根据变电所出口侧的承力索温度和接触线温度控制接触网变电所的馈线断路器跳闸，实现对接触网导线进行过热保护；相对于移动温度监测方式，该方法能够实现对供电臂首端的接触网导线的实时温度在线监测；相对于基于导线电流和环境条件评估接触网导线温升的方法，温度检测更直接，准确度更高，能更好的应用于接触网导线的过热保护。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，具体而言，涉及一种基于实测温度的接触网导线过热保护方法、***。
背景技术
随着高速铁路的快速发展，列车运行速度得到了显著提升，同时伴随着线路运量显著增加和行调排发积压车，将造成接触网导线长时间处于过负荷运行状态。长时间大负荷电流的热积累将导致接触网导线温度过高，从而发生导线载流能力变差、机械强度下降、驰度增大等现象，降低接触网***的可靠性，严重情况下甚至出现断线事故，严重危害高速列车的安全运行。
目前，具有针对接触网导线进行移动温度监测的技术和应用，在变电所存在基于馈线电流设置的接触网过负荷保护。移动温度监测由接触网检测车或机车顶部安装监测装置完成，不具备在线监测和继电保护功能；接触网过负荷保护采用电流和环境条件评估接触网温升，电流-温度关系曲线极其不准确，所以在现场根本得不到应用。
发明内容
本发明在于提供一种基于实测温度的接触网导线过热保护方法、***，其能够缓解上述问题。
为了缓解上述的问题，本发明采取的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种基于实测温度的接触网导线过热保护方法，包括：
实时检测变电所出口侧的接触网承力索温度T1和接触线温度T2；
设定温度过热保护整定值Tset1、Tset2；
若T1≥Tset1，或者T2≥Tset2，则变电所的馈线断路器跳闸。
本技术方案的技术效果是：对变电所出口侧的接触网承力索温度和接触线温度进行检测，能够真实的反应供电臂首端的接触网导线的实时温度，根据变电所出口侧的接触网承力索温度和接触线温度控制接触网变电所的馈线断路器跳闸，实现对接触网导线的过热保护；相对于移动温度监测方式，该方法能够实现对供电臂首端的接触网导线的实时温度在线监测；相对于基于导线电流和环境条件评估接触网导线温升的方法，温度检测更直接，准确度更高，能更好的应用于接触网导线的过热保护。
可选地，该方法还设定有温度过热告警整定值Tset3、Tset4，若T1≥Tset3，或者T2≥Tset4，则输出告警信号至变电所自动化***。
本技术方案的技术效果是：根据所检测到的接触网导线温度，对变电所自动化***进行接触网导线过热示警，便于提前对接触网进行维护。
第二方面，本发明提供了一种基于实测温度的接触网导线过热保护***，包括：
测温设备，其安装于变电所出口侧的接触网支柱或承力索上，用于实时检测变电所出口侧的承力索温度数据和接触线温度数据；
数据集中器，其与所述测温设备通信连接；
保护装置，其与所述数据集中器、变电所的馈线断路器和变电所自动化***电连接。
本技术方案的技术效果是：提供了一种实现基于实测温度的接触网导线过热保护方法的***。
可选地，所述测温设备包括无线温度传感器和红外线测温仪；所述无线温度传感器固定于承力索，并与所述数据集中器无线通信连接，其温度探头与变电所出口侧的承力索接触，用于实时获取承力索温度数据；所述红外线测温仪与所述数据集中器均固定于接触网支柱，其与所述数据集中器有线通信连接，其红外测温探头正对变电所出口侧的接触线，用于实时获取接触线温度数据。
本技术方案的技术效果是：无线温度传感器能够实现无线温度传输，设备安装方便；红外线测温仪能够很好的实现对接触线的温度检测。
可选地，所述无线温度传感器采用锂电池供电，其检测到的承力索温度变化每超过1℃，才向所述数据集中器无线发送一次温度数据；所述红外测温探头的电源来自于接触网开关控制设备，每间隔1s，其经有线通信向所述数据集中器发送一次温度数据。
本技术方案的技术效果是：无线温度传感器的供电方式无需布局外线，而其温度数据发送方式，能尽可能减少数据发送频率，减小电源消耗；红外测温探头的供电方式，使其能够长时间运行，其温度数据发送方式，也可减小能耗。
可选地，所述测温设备仅包括红外线测温仪，接触线温度数据和承力索温度数据均通过红外线测温仪检测得到。
可选地，所述数据集中器采用光伏电源或与其邻近的接触网开关控制设备电源供电。
可选地，所述保护装置通过光纤与所述数据集中器相连接。
本技术方案的技术效果是：光纤通信容量大、传输距离远，抗电磁干扰、传输质量佳，便于铺设和运输。
可选地，所述保护装置包括温度数据通信接收模块、微处理器、开入模块、接口模块、开出模块以及电源模块；所述温度数据通信接收模块与所述数据集中器采用光纤连接；所述微处理器同时与所述开入模块、所述接口模块、所述温度数据通信接收模块以及所述开出模块电连接；所述开出模块与变电所的馈线断路器电连接，用于驱动馈线断路器跳闸；所述接口模块用于向变电所自动化***发出告警信号；所述电源模块用于向所述温度数据通信接收模块、所述开入模块、所述微处理器、所述接口模块以及所述开出模块供电。
本技术方案的技术效果是：该保护装置整体结构简单，可通过温度采集通信模块实现数据接收，开入模块、开出模块可分别完成常规保护装置必要的开入信号采集和控制信号数据功能，通过接口模块实现与变电所自动化***的通信，通过微处理器可实现过热保护逻辑判断和保护输出功能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明所述基于实测温度的接触网导线过热保护***的结构框图；
图2是本发明所述保护装置的结构框图；
图3接触网导线过热保护判别逻辑示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参照图1，本实施例提供了一种基于实测温度的接触网导线过热保护***，其包括测温设备、数据集中器和保护装置，其中测温设备安装于变电所出口侧的接触网支柱或承力索上，用于实时检测变电所出口侧的接触网承力索温度数据和接触线温度数据；数据集中器，其与测温设备通信连接；保护装置，其与数据集中器、变电所的馈线断路器和变电所自动化***电连接。
在本实施例中，变电所出口侧的导线为线路最大电流所在，能够最大程度的反应供电臂上的接触网导线最高温度，且该处均设置有接触网开关控制设备。
承力索可以采用接触式或则非接触式的测温设备检测，接触线则采用非接触式的测温设备检测。而在本实施例中，承力索采用接触式的无线温度传感器监测温度，接触线采用非接触式的红外线测温仪监测温度。
无线温度传感器在安装时固定于承力索，并与数据集中器无线通信连接，其温度探头与变电所出口侧的承力索接触，用于实时获取承力索温度数据；红外线测温仪与数据集中器有线通信连接，其红外测温探头正对变电所出口侧的接触线，用于实时获取接触线温度数据。
在本实施例中，数据集中器、红外线测温仪与接触网开关控制设备安装在同一接触网支柱上，数据集中器与无线温度传感器的传输距离一般在200米以内，基于无线通信协议，接收其温度数据。
红外线测温仪与数据集中器基于有线通信协议，进行有线数据通信。数据集中器接收温度数据后，转发到保护装置。
在本实施例中，无线温度传感器采用锂电池供电，其检测到的承力索温度变化每超过1℃，才向数据集中器无线发送一次温度数据，尽可能减少数据发送频率，确保无线传感器尽可能长的运行时间；红外测温探头的电源来自于接触网开关控制设备，电源不受影响，可以持续传输测量温度数据，考虑到负荷引起的导线温升是一个渐进的过程，在本实施例中降低上传时间间隔至1s，即每间隔1s，其经有线通信向数据集中器发送一次温度数据。
在本实施例中，数据集中器采用专门安装在接触网支柱上的小型光伏电源供电，除此之外，其电源也可来自于接触网开关控制设备的220V直流电源。
在本实施例中，保护装置通过光纤与数据集中器相连接，光纤通信容量大、传输距离远，抗电磁干扰、传输质量佳，便于铺设和运输。
请参照图2，本实施例保护装置包括温度数据通信接收模块、微处理器、开入模块、接口模块、开出模块以及电源模块；温度数据通信接收模块与数据集中器采用光纤连接；微处理器同时与开入模块、接口模块、温度数据通信接收模块以及开出模块电连接；开出模块与变电所的馈线断路器电连接，用于驱动馈线断路器跳闸；接口模块用于向变电所自动化***发出告警信号；电源模块用于向温度数据通信接收模块、开入模块、微处理器、接口模块以及开出模块供电。
本实施例所述基于实测温度的接触网导线过热保护***，在工作时，通过无线温度传感器实时检测接触网变电所出口侧的承力索温度T1，通过红外线测温仪实时检测接触网变电所出口侧的接触线温度T2。两种温度数据汇聚于数据集中器，数据集中器通过光纤将温度数据传输至微处理器。
开入模块、开出模块分别完成常规保护装置必要的开入信号采集和控制信号数据功能，接口模块实现保护装置与变电所自动***通信的基本功能。微处理器在接收到温度数据后，实现过热保护逻辑判断和保护输出等功能。
微处理器内设定有温度过热保护整定值Tset1、Tset2，温度过热告警整定值Tset3、Tset4，时限t1、t2。若T1≥Tset3，或者T2≥Tset4，则输出告警信号至变电所自动化***。
请参照图3，当承力索温度T1大于等于温度过热保护整定值Tset1时，经过时限t1，发出跳闸指令，经开出模块驱动对应馈线断路器跳闸，从而实现接触网承力索的过热保护。当接触线温度T2大于等于温度过热保护整定值Tset2时，经过时限t2，过热保护装置发出跳闸指令，经开出模块驱动对应馈线断路器跳闸，从而实现接触网接触线的过热保护。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于实测温度的接触网导线过热保护方法，其特征在于，包括：
实时检测变电所出口侧的接触网承力索温度T1和接触线温度T2；
设定温度过热保护整定值Tset1、Tset2；
若T1≥Tset1，或者T2≥Tset2，则变电所的馈线断路器跳闸。
2.根据权利要求1所述基于实测温度的接触网导线过热保护方法，其特征在于，该方法还设定有温度过热告警整定值Tset3、Tset4，若T1≥Tset3，或者T2≥Tset4，则输出告警信号至变电所自动化***。
3.一种基于实测温度的接触网导线过热保护***，其特征在于，包括：
测温设备，其安装于变电所出口侧的接触网支柱或承力索上，用于实时检测变电所出口侧的承力索温度数据和接触线温度数据；
数据集中器，其与所述测温设备通信连接；
保护装置，其与所述数据集中器、变电所的馈线断路器和变电所自动化***电连接。
4.根据权利要求3所述基于实测温度的接触网导线过热保护***，其特征在于，所述测温设备包括无线温度传感器和红外线测温仪；所述无线温度传感器固定于承力索，并与所述数据集中器无线通信连接，其温度探头与变电所出口侧的承力索接触，用于实时获取承力索温度数据；所述红外线测温仪与所述数据集中器均固定于接触网支柱，其与所述数据集中器有线通信连接，其红外测温探头正对变电所出口侧的接触线，用于实时获取接触线温度数据。
5.根据权利要求4所述基于实测温度的接触网导线过热保护***，其特征在于，所述无线温度传感器采用锂电池供电，其检测到的承力索温度变化每超过1℃，才向所述数据集中器无线发送一次温度数据；所述红外测温探头的电源来自于接触网开关控制设备，每间隔1s，其经有线通信向所述数据集中器发送一次温度数据。
6.根据权利要求3所述基于实测温度的接触网导线过热保护***，其特征在于，所述测温设备仅包括红外线测温仪，接触线温度数据和承力索温度数据均通过红外线测温仪检测得到。
7.根据权利要求3所述基于实测温度的接触网导线过热保护***，其特征在于，所述数据集中器采用光伏电源或与其邻近的接触网开关控制设备电源供电。
8.根据权利要求3所述基于实测温度的接触网导线过热保护***，其特征在于，所述保护装置通过光纤与所述数据集中器相连接。
9.根据权利要求3或8所述基于实测温度的接触网导线过热保护***，其特征在于，所述保护装置包括温度数据通信接收模块、微处理器、开入模块、接口模块、开出模块以及电源模块；所述温度数据通信接收模块与所述数据集中器采用光纤连接；所述微处理器同时与所述开入模块、所述接口模块、所述温度数据通信接收模块以及所述开出模块电连接；所述开出模块与变电所的馈线断路器电连接，用于驱动馈线断路器跳闸；所述接口模块用于向变电所自动化***发出告警信号；所述电源模块用于向所述温度数据通信接收模块、所述开入模块、所述微处理器、所述接口模块以及所述开出模块供电。
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| 陈宇: "接触网过热保护研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 * |
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