电气化铁路高压设备在线监测系统的研究与应用

【摘要】：牵引变电所是电气化铁道的核心,它担负着变电和配电的双重任务,对于保证运输的安全至关重要。牵引变电所二次设备的自动化水平在近些年来得到了较大的发展,相比较而言,其高压设备的自动化水平相对偏低,还保持在比较原始的水平上,成为电气化铁道发展的障碍,因此对其进行自动化改造势在必行。 牵引变压器、高压断路器、避雷器、电力电容器、绝缘子、穿墙套管等高压电气设备的工作状态正常与否直接关系着电气化铁路的正常运行。因此在线监测牵引变压器等高压电气设备的工作状况,及时发现问题,避免由于牵引变压器等高压电气设备故障造成中断铁路运行事故,具有十分重要的意义。 电力高压设备运行状态在线监测和绝缘状态在线监测的研究在电力系统中已经取得一定的研究成果。但是,在铁道电气化领域里的研究还刚刚起步,尚无成型的产品投入运行。 本文通过对变电所中的牵引变压器、高压断路器和避雷器等高压电气设备运行状态和故障状态进行分析,及对各种高压设备电气参数和物理参数与设备运行状态的关系的研究,提出了一种简单实用的高压设备运行状态在线监测系统的方案。另外,本文对系统中所可能采用到的现代数字信号处理技术、多传感器数据融合技术、人工智能和专家系统技术等进行了简要的阐述,并且提出了适用于本系统的处理和判断的方法和工具。由于现有铁路牵引变电所的技术和设备条件的限制,本文仅针对变电所中为数众多的电容性设备设计了测试方案,对抗干扰问题做了简要的说明,并进行了实际的测试,得出了比较满意的结论。