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电气化铁道牵引变电所馈线保护研究

张天宝  
【摘要】:利用微机构成的变电站自动化系统在电力系统得到了广泛的应用,并取得了良好的效果,使得电力系统继电保护的可靠性和快速性都得到很大提高。由于牵引供电系统的负荷特性与电力系统的负荷特性不同,牵引网继电保护技术和操作水平相对落后,电力系统的变电站自动化技术在牵引供电系统中还没有得到广泛应用。 本文研究了牵引变电所变电站自动化的馈线保护模块。首先分析了牵引供电系统的构成,牵引变电所向电力机车的供电方式,以及电气化铁路的负荷特点。牵引负荷具有冲击性、移动性、电流变化范围广、励磁涌流大、高次谐波含量高等不同于一般负荷的特点,因此其馈线保护的原理相对于一般变电所来说有所不同。通过分析其负荷特点,根据自适应原理,提出了利用高次谐波对距离保护、电流增量保护等主、后备保护进行抑制,自动改变其动作边界,并利用二次谐波进行保护闭锁,对防止由励磁涌流、再生负荷等因素引起的保护误动作有很好的作用。其中距离保护主要采用四边形保护特性。在分析了可能存在的拒动情况后,提出了防止继电器拒动的动作特性。 本文建立了电力机车的简单模型,利用PSCAD/EMTDC仿真软件对电力机车的正常运行、励磁涌流的产生等状况进行了仿真,验证了牵引负荷的特点。对距离保护和电流增量保护在正常运行和故障下的状况进行了仿真,验证了对保护特性进行改进之后,具有更好的效果。利用傅立叶算法进行滤波,并结合差分算法消除衰减的直流分量的影响,可以得到较好的滤波特性。设计了馈线保护的保护模块的程序流程图,为下一步馈线保护装置的实现打下了基础。


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