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分支接触网故障自动隔离技术研究

袁志鹏  
【摘要】: 铁路系统属于一级负荷,该系统中任何故障的发生都会对系统的稳定和安全造成影响。其中,电气化铁路接触网故障是最为典型和直接的故障之一,一旦接触网发生故障,轻则使得故障区段的保护动作而断电,重则使牵引变电所跳闸,影响整个铁路牵引系统的正常运行。这一点在带有较多支线的铁路系统中尤为突出,不仅大大增加了故障判定和排除的难度,而且将对整个系统的正常运行产生很大的影响。因此,快速准确地判断出故障的类型和排除故障显得非常重要。分支线路接触网故障自动隔离技术对此类问题的解决和研究是很有意义的。 本文首先对论文的研究背景和意义做了简要介绍,并介绍了接触网故障隔离技术的发展及研究现状。根据牵引变电所、牵引供电接触网、回流线、钢轨和机车等的实际参数,依据相关计算公式,建立直供带回流牵引系统的数学模型,根据原始数据,计算了牵引系统的相关参数。 其次本文对PSCAD/EMTDC的功能进行了简单介绍,利用PSCAD/EMTDC对直供带回流牵引系统建立了仿真模型,并对系统在正常运行、短路和过负荷这几种运行类型进行仿真,其中,短路仿真包括干线短路、支线近端短路、支线中部短路、支线远端短路等不同情况。通过仿真得到各种情况下的仿真电压和电流波形,并对仿真结果进行了分析,结合传统的分析判断方法,阐明了带支线铁路系统应用基于小波变换的分支接触网故障自动隔离技术的可行性和必要性。 再次,本文对MATLAB工具和小波分析理论做了简单的介绍,并着重对双正交小波变换进行分析和介绍。利用前面PSCAD/EMTDC仿真得到的数据,在MATLAB2007中对数据进行分析,一改以往忽略故障中大量瞬时信息的方法,用基数B-样条构造紧支集双正交小波提取故障时刻电流信号的瞬时特征量,对其进行分析,整定相应的门槛值,作为判定故障类型的依据。 最后,本文介绍了数据采集传输模块USB421,实现了分支线路的故障数据采集与传输;介绍了铁路系统中的故障隔离装备,并与上述基于小波变换的分支故障隔离技术相结合;最后,设计了隔离系统的人机交互界面,实现了数据通信和故障判断等功能。


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