CN111890997B - 电气化铁路牵引供电***的分区所主接线 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电气化铁路牵引供电***的分区所主接线，包括：母线、六条馈线和六台断路器；第一馈线的一端通过第一断路器与母线电连接，另一端与第一供电臂的下行线电连接；第二馈线的一端通过第二断路器与母线电连接，另一端与第一供电臂的上行线电连接；第三馈线的一端通过第三断路器与母线电连接，另一端与第二供电臂的下行线电连接；第四馈线的一端通过第四断路器与母线电连接，另一端与第二供电臂的上行线电连接；第五馈线的一端通过第五断路器与母线电连接，另一端与中性段的下行线电连接；第六馈线的一端通过第六断路器与母线电连接，另一端与中性段的上行线电连接；中性段位于第一供电臂与第二供电臂之间，且通过电分相隔离开。

Description

电气化铁路牵引供电***的分区所主接线

技术领域

本公开涉及变电所供电***技术领域，尤其涉及一种电气化铁路牵引供电***的分区所主接线。

背景技术

电气化铁路牵引网的供电方式按照分区所的运行状态，通常可分为单边供电和双边供电两种方式。

目前，电气化铁路复线单边直接供电方式下，分区所主要有两种主接线方式，一种为两断路器接线方式，一种为四断路器接线方式。基于对其中的断路器的开关控制，均可实现双边供电。但是接触网故障时，可能存在机车带电闯入无电区而存在不安全的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种电气化铁路牵引供电***的分区所主接线，以改善接触网故障时，机车带电闯无电区而存在的不安全的问题。

本公开提供了一种电气化铁路牵引供电***的分区所主接线，该分区所主接线包括：母线、第一馈线、第二馈线、第三馈线、第四馈线、第五馈线、第六馈线、第一断路器、第二断路器、第三断路器、第四断路器、第五断路器以及第六断路器；

所述第一馈线的一端通过所述第一断路器与所述母线电连接，所述第一馈线的另一端与第一供电臂的下行线电连接；所述第二馈线的一端通过所述第二断路器与所述母线电连接，所述第二馈线的另一端与所述第一供电臂的上行线电连接；所述第三馈线的一端通过所述第三断路器与所述母线电连接，所述第三馈线的另一端与第二供电臂的下行线电连接；所述第四馈线的一端通过所述第四断路器与所述母线电连接，所述第四馈线的另一端与第二供电臂的上行线电连接；所述第五馈线的一端通过所述第五断路器与所述母线电连接，所述第五馈线的另一端与中性段的下行线电连接；所述第六馈线的一端通过所述第六断路器与所述母线电连接，所述第六馈线的另一端与所述中性段的上行线电连接；

所述中性段位于所述第一供电臂与所述第二供电臂之间，且通过电分相隔离开关与所述第一供电臂和所述第二供电臂隔离开。

可选的，该分区所主接线还包括第一隔离开关、第二隔离开关、第三隔离开关、第四隔离开关、第五隔离开关以及第六隔离开关；

所述第一隔离开关电连接于所述第一断路器与所述第一供电臂的下行线之间，所述第二隔离开关电连接于所述第二断路器与所述第一供电臂的上行线之间，所述第三隔离开关电连接于所述第三断路器与所述第二供电臂的下行线之间，所述第四隔离开关电连接于所述第四断路器与所述第二供电臂的上行线之间，所述第五隔离开关电连接于所述第五断路器与所述中性段的下行线之间，所述第六隔离开关电连接于所述第六断路器与所述中性段的上行线之间。

可选的，该分区所主接线还包括第一辅助隔离开关和第二辅助隔离开关；所述母线包括第一子段、中间段和第二子段；

所述第一辅助隔离开关的两端分别与所述第一子段和所述中间段电连接，所述第二辅助隔离开关的两端分别与所述中间段和所述第二子段电连接；

所述第一馈线和所述第二馈线均电连接至所述第一子段，所述第三馈线和所述第四馈线均电连接至所述第二子段，所述第五馈线和所述第六馈线均电连接至所述中间段。

可选的，该分区所主接线还包括第一电压互感器、第二电压互感器、第三电压互感器以及第四电压互感器；

所述第一电压互感器设置于所述第一断路器的进线侧，所述第二电压互感器设置于所述第二断路器的进线侧，所述第三电压互感器设置于所述第三断路器的进线侧，所述第四电压互感器设置于所述第四断路器的进线侧。

可选的，该分区所主接线还包括电流检测装置，所述电流检测装置用于检测断路器回路的电流，并在所述电流大于预设电流阈值时，通过保护装置控制所述断路器断开。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：通过设置6回馈线，且均设置断路器与母线连接，其中两组断路器用于为两侧供电臂供电，另一组断路器用于为原电分相中性段供电，可在接触网短路故障时，仅影响1个供电臂供电，而无故障供电臂不受影响，从而可减少故障停电范围；同时，利用中性段连接的断路器跳闸，可使机车断电不再取流，从而可改善机车可能由有电区驶向无电区的安全隐患问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术提供的一种分区所主接线的结构示意图；

图2为相关技术提供的另一种分区所主接线的结构示意图；

图3为本公开实施例提供的一种分区所主接线的结构示意图。

其中：

相关技术中：011、012、013和014均代表断路器；021和022代表电动隔离开关(也称“隔离开关”)；

本公开实施例中：100、母线，101、第一子段，102、第二子段，103、中间段；111、第一馈线，112、第二馈线，113、第三馈线，114、第四馈线，115、第五馈线,116、第六馈线；121、第一断路器，122、第二断路器,123、第三断路器，124、第四断路器，125、第五断路器，126、第六断路器；140、第一供电臂，150、第二供电臂，160、中性段；141、151和161均代表上行线，142、152和162均代表下行线；131、第一隔离开关，132、第二隔离开关，133、第三隔离开关，134、第四隔离开关，135、第五隔离开关，136、第六隔离开关；137、第一辅助隔离开关，138，第二辅助隔离开关。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的各本公开实施例在不冲突的前提下，可相互组合，其中的结构部件或功能模块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公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。

在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该公开产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本公开的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

电气化铁路牵引网的供电方式按分区所的运行状态，通常分为单边供电和双边供电两种方式。其中，双边供电方式下，可取消供电臂末端电分相，对大坡道区段的线路设计和机车运行具有重要意义。同时，机车的电流来自两个不同的供电点，因此减轻了输送电能的负担，网上电压损失和电能损失都减少，网压水平也相应改善。由于双边供电时，接触网中电流减小，还能减轻对沿线通信线路或设备的电磁感应干扰。另外，由于两侧供电臂连通后电压相同，还能避免机车在通过电分相产生过电压。

当两座牵引变电所由不同地方变电站供电时，接触网采用双边供电将形成电磁环网。在部分地区，存在大面积人烟稀少及电网薄弱的区域，地方变电站分布较少，部分铁路牵引供电***的2～3座相邻牵引变电所只能由同一座地方变电站供电，这为双边供电提供了条件。

下面结合我国的相关供电技术以及本公开实施例提供的分区所主接线，对双边供电方式下的分区所主接线设置方式进行示例性说明。

目前，我国电气化铁路复线单边直接供电方式下分区所有两种主接线方案，一种为两断路器方案，另一种为四断路器方案，下面分别结合图1和图2进行示例性说明。

示例性的，图1为相关技术提供的一种分区所主接线的结构示意图，示出了分区所两断路器方案接线方式，虚线框内为分区所内设备，虚线框外为接触网及其电分相。参照图1，分区所内设置两台断路器，分别以011和012示出，其分别用于两侧供电臂上下行并联供电；相邻供电臂间设置电动隔离开关，分别以021和022示出，其用于越区供电。

在单边供电方式下，正常运行时，断路器011与012合闸，隔离开关021与022分闸。当需要越区供电时，断路器011与012其中之一合闸，隔离开关021与022；接触网电分相开关分闸，作为越区备用开关。

在双边供电方式下，正常运行时，应将断路器011与012其中之一合闸，隔离开关021与022合闸，实现上下行并联双边供电。

当接触网发生短路故障时，分区所断路器无延时跳闸，将接触网上下行分开；牵引变电所无故障馈线回路短路电流消失，距离II段保护返回，存在故障的供电臂两侧牵引变电所的馈线断路器均跳闸，并且为隔离故障，需将隔离开关021与022分闸；最后，两侧牵引变电所的馈线断路器通过重合闸恢复正常供电臂的供电。

上述双边供电方式下，任一处接触网故障将致使两个供电臂停电，故障影响范围较大；且需操作隔离开关来隔离故障；此外，正常运行时，断路器011与012仅需一台投用，隔离开关021与022与进线隔离开关串联，设备存在不必要的冗余。

图2为相关技术提供的另一种分区所主接线的结构示意图，示出了分区所四断路器方案接线方式；分区所四断路器方案是在两断路器方案的基础上变化而来，利用断路器代替电动隔离开关作为越区开关。

在单边供电方式下，正常运行时，断路器011与012合闸，断路器013与014分闸。当需要越区供电时，断路器011与012其中之一合闸，断路器013与014合闸。

在越区情况下，在接触网越区段发生故障时断路器快速跳闸，可快速将该段隔离，而不影响正常区段的供电。

在双边供电方式下，正常运行时，可将断路器011与012其中之一合闸，断路器013与014合闸，实现上下行并联双边供电。

当接触网发生短路故障时，分区所各断路器按无延时跳闸，则无故障供电臂的短路电流消失，牵引变电所相应馈线的保护返回，存在故障的馈线断路器跳闸，将故障供电臂切除。

上述双边供电方式下，虽然接触网短路时仅影响1个供电臂，故障影响范围小；断路器较越区隔离开关能够更快速、可靠地隔离故障。但是，其正常运行时，断路器011与012仅1台投用，存在不必要的冗余；且当接触网发生故障导致一侧供电臂失电后，在正常供电臂行驶的列车可能会误入无电区，在电分段处引起过电压，这可能会引起变电所跳闸甚至损伤设备。

针对上述问题，本公开实施例提出一种电气化铁路牵引供电***的分区所主接线，以在接触网短路时，减小故障影响范围，同时改善安全隐患。

示例性的，图3为本公开实施例提供的一种分区所主接线的结构示意图。参照图3，该分区所主接线包括：母线100、第一馈线111、第二馈线112、第三馈线113、第四馈线114、第五馈线115、第六馈线116、第一断路器121、第二断路器122、第三断路器123、第四断路器124、第五断路器125以及第六断路器126；第一馈线111的一端通过第一断路器121与母线100电连接，第一馈线111的另一端与第一供电臂140的下行线142电连接；第二馈线112的一端通过第二断路器122与母线100电连接，第二馈线112的另一端与第一供电臂140的上行线141电连接；第三馈线113的一端通过第三断路器123与母线100电连接，第三馈线113的另一端与第二供电臂150的下行线152电连接；第四馈线114的一端通过第四断路器124与母线100电连接，第四馈线114的另一端与第二供电臂150的上行线151电连接；第五馈线115的一端通过第五断路器125与母线100电连接，第五馈线115的另一端与中性段160的下行线162电连接；第六馈线116的一端通过第六断路器126与母线100电连接，第六馈线116的另一端与中性段160的上行线161电连接；中性段160位于第一供电臂140与第二供电臂150之间，且通过电分相隔离开关与第一供电臂140和第二供电臂150隔离开。

其中，分区所设置6回馈线，且分别对应地设置断路器与母线相连接；其中，第一断路器121和第二断路器122可用于控制第一供电臂140的供电状态，第三断路器123和第四断路器124可用于控制第二供电臂150的供电状态，第五断路器125和第六断路器126可用于为原电分相中性段160供电。

正常运行时，各断路器均合闸，第一供电臂140、第二供电臂150以及中性段160均供电。

当某一供电臂的上行或下行接触网发生故障时，分区所与牵引变电所间通过广域保护，能使对应的断路器跳闸，从而使故障隔离，而不影响其他供电臂的供电，如此可减小故障停电范围。

示例性的，当第一供电臂140的上行线141发生故障时，分区所与牵引变电所间通过广域保护，能够使第四断路器跳闸，从而将故障隔离，而不影响下行接触网以及不影响第二供电臂150供电。

与此同时地，可能存在机车从第二供电臂150(左侧供电臂)驶向第一供电臂140(右侧供电臂)的情况，当机车进入原电分相中性段160时，利用中性段保护，第六断路器126跳闸，从而使机车断电不再取流，机车即使在惯性作用下驶入已停电的第一供电臂140范围，也不存在安全隐患。

本公开实施例提供的分区所主接线方案中，通过设置6回馈线，且均设置断路器与母线连接，其中两组断路器用于为两侧供电臂供电，另一组断路器用于为原电分相中性段供电，可在接触网短路故障时，仅影响1个供电臂供电，而无故障供电臂不受影响，从而可减少故障停电范围；同时，利用中性段连接的断路器跳闸，可使机车断电不再取流，从而可改善机车可能由有电区驶向无电区的安全隐患问题。

在一实施例中，该分区所主接线还包括第一隔离开关131、第二隔离开关132、第三隔离开关133、第四隔离开关134、第五隔离开关135以及第六隔离开关136；第一隔离开关131电连接于第一断路器121与第一供电臂140的下行线142之间，第二隔离开关132电连接于第二断路器122与第一供电臂140的上行线141之间，第三隔离开关133电连接于第三断路器123与第二供电臂150的下行线152之间，第四隔离开关134电连接于第四断路器124与第二供电臂150的上行线151之间，第五隔离开关135电连接于第五断路器125与中性段160的下行线162之间，第六隔离开关136电连接于第六断路器126与中性段160的上行线161之间。

如此设置，可利用各隔离开关将对应的断路器与接触网隔离，可形成明显断开点，以利于对故障接触网的检修。

在一实施例中，该分区所主接线还包括第一辅助隔离开关137和第二辅助隔离开关138；母线100包括第一子段101、中间段103和第二子段102；第一辅助隔离开关137的两端分别与第一子段101和中间段103电连接，第二辅助隔离开关138的两端分别与中间段103和第二子段102电连接；第一馈线111和第二馈线112均电连接至第一子段101，第三馈线113和第四馈线114均电连接至第二子段102，第五馈线115和第六馈线116均电连接至中间段103。

如此设置，可将第一供电臂140、第二供电臂150以及中性段160对应的母线分段隔开，从而有利于将故障区域隔离。

在一实施例中，该分区所主接线还包括第一电压互感器、第二电压互感器、第三电压互感器以及第四电压互感器；第一电压互感器设置于第一断路器121的进线侧，第二电压互感器设置于第二断路器122的进线侧，第三电压互感器设置于第三断路器123的进线侧，第四电压互感器设置于第四断路器124的进线侧。

如此设置，便于实现中性段保护。

在一实施例中，该分区所主接线还包括电流检测装置，电流检测装置用于检测断路器回路的电流，并在电流大于预设电流阈值时，通过保护装置控制断路器断开。

其中，正常供电时，断路器回路的电流均稳定在正常范围内；若该电流大于预设电流阈值，则表明接触网可能发生短路故障。该实施例中，通过电流检测装置可实时检测断路器回路的电流，并在电流大于预设电流阈值时通过保护装置控制断路器断开，从而可避免接触网短路故障对其他供电臂的影响，有利于缩小接触网故障影响范围。

本公开实施例提供的分区所主接线至少具有如下技术效果：提出一种双边供电方式下的分区所设置方案，通过设置6回馈线，且均设置断路器与母线连接，其中两组断路器用于为两侧供电臂供电，另一组断路器用于为原电分相中性段供电，可在接触网短路故障时，仅影响1个供电臂供电，而无故障供电臂不受影响，从而可减少故障停电范围；同时，利用中性段连接的断路器跳闸，可使机车断电不再取流，从而可改善机车可能由有电区驶向无电区的安全隐患问题。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种电气化铁路牵引供电***的分区所主接线，其特征在于，包括：母线、第一馈线、第二馈线、第三馈线、第四馈线、第五馈线、第六馈线、第一断路器、第二断路器、第三断路器、第四断路器、第五断路器以及第六断路器、第一辅助隔离开关和第二辅助隔离开关；

所述第一馈线的一端通过所述第一断路器与所述母线电连接，所述第一馈线的另一端与第一供电臂的下行线电连接；所述第二馈线的一端通过所述第二断路器与所述母线电连接，所述第二馈线的另一端与所述第一供电臂的上行线电连接；所述第三馈线的一端通过所述第三断路器与所述母线电连接，所述第三馈线的另一端与第二供电臂的下行线电连接；所述第四馈线的一端通过所述第四断路器与所述母线电连接，所述第四馈线的另一端与第二供电臂的上行线电连接；所述第五馈线的一端通过所述第五断路器与所述母线电连接，所述第五馈线的另一端与中性段的下行线电连接；所述第六馈线的一端通过所述第六断路器与所述母线电连接，所述第六馈线的另一端与所述中性段的上行线电连接；

所述中性段位于所述第一供电臂与所述第二供电臂之间，且通过电分相隔离开关与所述第一供电臂和所述第二供电臂隔离开；

所述母线包括第一子段、中间段和第二子段；

所述第一辅助隔离开关的两端分别与所述第一子段和所述中间段电连接，所述第二辅助隔离开关的两端分别与所述中间段和所述第二子段电连接；

所述第一馈线和所述第二馈线均电连接至所述第一子段，所述第三馈线和所述第四馈线均电连接至所述第二子段，所述第五馈线和所述第六馈线均电连接至所述中间段。

2.根据权利要求1所述的分区所主接线，其特征在于，还包括第一隔离开关、第二隔离开关、第三隔离开关、第四隔离开关、第五隔离开关以及第六隔离开关；

所述第一隔离开关电连接于所述第一断路器与所述第一供电臂的下行线之间，所述第二隔离开关电连接于所述第二断路器与所述第一供电臂的上行线之间，所述第三隔离开关电连接于所述第三断路器与所述第二供电臂的下行线之间，所述第四隔离开关电连接于所述第四断路器与所述第二供电臂的上行线之间，所述第五隔离开关电连接于所述第五断路器与所述中性段的下行线之间，所述第六隔离开关电连接于所述第六断路器与所述中性段的上行线之间。

3.根据权利要求1或2所述的分区所主接线，其特征在于，还包括第一电压互感器、第二电压互感器、第三电压互感器以及第四电压互感器；

所述第一电压互感器设置于所述第一断路器的进线侧，所述第二电压互感器设置于所述第二断路器的进线侧，所述第三电压互感器设置于所述第三断路器的进线侧，所述第四电压互感器设置于所述第四断路器的进线侧。

4.根据权利要求1所述的分区所主接线，其特征在于，还包括电流检测装置，所述电流检测装置用于检测断路器回路的电流，并在所述电流大于预设电流阈值时，通过保护装置控制所述断路器断开。

Images