接觸網(wǎng)短路暫態(tài)仿真與行波測(cè)距裝置開發(fā).pdf

1、接觸網(wǎng)是電力牽引供電系統(tǒng)的重要組成部分。由于接觸網(wǎng)為沿線架設(shè)，又無(wú)備用，應(yīng)該說(shuō)接觸網(wǎng)也是電力牽引中一個(gè)比較薄弱的環(huán)節(jié)。接觸網(wǎng)一旦發(fā)生故障，對(duì)鐵路運(yùn)輸將會(huì)造成極大的損失。而傳統(tǒng)的阻抗測(cè)距法由于受過(guò)渡電阻影響大，測(cè)距精度低，因此，研究接觸網(wǎng)的行波故障測(cè)距顯得尤為重要。 本文詳細(xì)敘述了國(guó)內(nèi)外電力系統(tǒng)輸電線路的行波故障測(cè)距研究情況，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合電氣化鐵道接觸網(wǎng)故障的特點(diǎn)，以京津城際鐵路實(shí)際測(cè)試為背景，采用了以A型測(cè)距法為主，B型測(cè)距

2、法和C型測(cè)距法為輔的測(cè)距方法。其中，B型和C型測(cè)距法在裝置上的實(shí)現(xiàn)有待進(jìn)一步開發(fā)。 本文系統(tǒng)地研究了輸電線路接地故障的行波波動(dòng)方程、相模變換、故障暫態(tài)行波傳播過(guò)程、小波分析基本理論和信號(hào)奇異性檢測(cè)理論等理論知識(shí)。結(jié)合實(shí)際線路數(shù)據(jù)，利用電磁暫態(tài)仿真軟件ATPDraw搭建了京津城際鐵路接觸網(wǎng)仿真模型，對(duì)線路空載運(yùn)行、末端發(fā)生短路接地故障情況進(jìn)行仿真，得到了京津城際鐵路接觸網(wǎng)短路故障時(shí)的電流行波故障信號(hào)。并將其與2008年6月京津城鐵

3、舉行實(shí)際短路試驗(yàn)所采集到的電流信號(hào)對(duì)比，充分驗(yàn)證了所搭建模型的正確性。在此基礎(chǔ)上，對(duì)線路在不同位置處發(fā)生故障、有機(jī)車負(fù)載運(yùn)行等情況下的接觸網(wǎng)短路故障電壓電流波形做出了仿真預(yù)測(cè)。 在仿真驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步完成了行波故障測(cè)距裝置的實(shí)現(xiàn)。在軟件算法上，利用小波變換及奇異性檢測(cè)理論，定位出了奇異點(diǎn)，提出了接觸網(wǎng)行波故障測(cè)距的具體步驟。利用C語(yǔ)言編寫了基于A型測(cè)距法的小波變換程序，利用該程序?qū)Σ杉降碾妷弘娏餍胁ㄐ盘?hào)進(jìn)行處理，得到故

4、障點(diǎn)的位置信息；利用C語(yǔ)言編寫了接觸網(wǎng)故障測(cè)距主程序，文中給出了各子程序的程序框圖，并分析了程序設(shè)計(jì)的思想。裝置硬件設(shè)計(jì)的核心部分主要為DSP控制板和ARM控制板兩大板塊，此外，還包括電源模塊、液晶面板顯示模塊以及箱體設(shè)計(jì)。本文對(duì)DSP控制板、ARM控制板以及電源模塊進(jìn)行了電路設(shè)計(jì)、原理圖和PCB繪制以及相關(guān)的制板、調(diào)試工作。 最后，文章給出了行波故障測(cè)距裝置對(duì)京津城際鐵路實(shí)際短路錄波數(shù)據(jù)的驗(yàn)證情況。結(jié)果表明，本裝置能夠精確有效