基于行波电流的接触网故障原因辨识研究

针对已安装行波监测终端的铁路牵引网输电线路,对故障跳闸时刻行波特征量进行提取,利用已知故障跳闸巡线原因进行特征量分类,创建基于故障行波的故障原因数据库,将采集到的故障时刻行波与其对比,从而对接触网故障进行原因辨识,当接触网故障重合闸不成功时,可指导接触网运维部门进行重合闸操作,以保障接触网安全运行。     

复用式多型行波技术的高速电气化铁路接触网故障测距研究

准确的测量高速电气化铁路接触网线路故障点的位置,不仅对牵引供电系统具有重要意义,而且也对铁路运输具有重要影响。根据行波传输理论以及行波测距的特点,研究一种A/C/D/E多型行波复用式测量接触网故障的测距方法,并结合小波分析、求导算法、改进型求导算法、模极大值法等综合分析不同方式的行波法测距结果,实现对故障行波与干扰行波的准确识别,提高了接触网线路发生故障时的精确定位。经模拟试验、现场测试、实时在线运行,通过故障行波测距装置对实际故障点的定位情况及波形分析,验证了该技术在高速电气化铁道接触网故障测距定位的实际使用效果。且不受接触网短路型式的影响,定位准确,精度能够得以保证。     

小波变换在AT供电牵引网故障测距中的仿真研究

随着铁路电气化程度的提高,对接触网的故障测距要求也越来越高。本文根据接触网的特点和行波故障测距原理,采用A型行波故障测距法,利用电磁暂态仿真软件ATPDraw搭建了AT供电方式下的仿真模型,然后对故障暂态电流运用小波分析工具进行处理,以检测暂态电流初始行波波头,从而实现测距目的。     

电流行波测量技术在接触网故障定位中的应用

目前我国电气化铁路接触网故障定位的主要方式是采用吸上电流比法、电抗法、上下行电流比法、横联线电流比法。实践证明,上述既有接触网故障定位方法在某些地段接触网故障定位中存在不足,造成故障应急抢修时抢修人员快速查找故障点困难,从而延误故障抢通时间。本文介绍了一种利用电流行波测量技术实现接触网故障定位方法,可弥补既有接触网故障定位存在的不足。     

高速铁路接触网行波传播特性研究

基于高速铁路接触网线路参数推导相模变换矩阵,并对接触网线路进行电磁解耦,计算得到行波各模量的衰减系数和相位速度。通过对衰减系数和相位速度频率特性研究发现,不同的频率分量和传输路径会造成不同的衰减和传播速度,因此,行波会在传播过程中出现色散现象,这给故障行波的准确提取带来困难。大地电阻率的变化对线模分量的衰减系数和相位速度影响不大,地模分量的衰减系数和相位速度随大地电阻率的增大而减小。在电磁暂态程序(EMTP)中建立基于频率相关参数的J.Marti线路模型。仿真结果表明故障行波的模2分量在故障点奇异性明显,适用于各种短路故障的行波故障测距。     

行波法故障测距在不同类型接触网中适应性研究

牵引供电系统作为列车的动力来源，其稳定性至关重要。随着接触网结构越来越复杂，牵引供电系统故障测距难度也越来越高。本文从传统故障测距原理出发，引入行波法故障测距，对比行波法与传统阻抗法，行波法故障测距具有良好的适应性与稳定的测距精度，是未来接触网故障测距主要发展方向。     

基于虚拟仪器技术的接触网故障信号分析仪

接触网故障信号分析仪是采用图形化语言LabVIEW作为虚拟仪器的开发平台，利用高速数字化仪NI-5112卡，研制的接触网故障信号分析仪软件程序，实现了对牵引供电系统故障信号的高速实时采集和故障特征提取。     

非接触式牵引供电线路故障定位系统研究

传统的铁路牵引供电线路故障定位系统大多基于阻抗计算原理,受线路参数影响较大,采用行波测距原理可避免这一问题。因此,基于非接触式行波定位原理设计了一套牵引供电线路故障定位系统。该系统采用非接触式电场传感器,通过测量接触网下方的电场反推接触网故障电压,具有频带宽、非接触式测量和安装维护方便的优点;采用基于模极大值的小波方法对故障波形进行分析,实现牵引网的故障定位,此外还分析了小波函数和分解层数对故障定位精度的影响。以朔黄铁路朔西线供电线路短路试验为例,通过非接触式故障定位系统测量得到的试验波形,按牵引接触网的电气工况计算暂态行波波速,最终得到测量误差在500 m以内,验证了非接触式故障定位系统的有效性。     

电压互感器对牵引网行波故障测距法的影响分析

牵引网行波故障测距技术通常采用牵引系统中已有的电压互感器设备获取电压暂态行波信号。为了研究电压互感器的传变特性对牵引网行波故障测距方法的影响,本文采用ATP-EMTP建立电压互感器仿真模型,并将其植入牵引网仿真线路中进行仿真研究。仿真实验综合考虑牵引供电方式、短路故障类型、电力机车以及故障发生位置等主要影响因素,运用bior4.4小波变换对互感器一次侧和二次侧的电压行波信号进行分析。研究结果表明,在不同的牵引线路情况和故障条件下,互感器均能准确无延时地传输故障行波和波头极性,说明电压互感器对故障行波的传变特性基本不会对行波故障测距法产生影响。因此可以利用线路已有的电压互感器获取故障信号进行行波测距法。     

高速铁路10kV电力电缆行波故障测距系统的研制

高速铁路10 kV电力电缆的供电可靠性直接影响高速铁路列车的安全、可靠运行。针对高速铁路10 kV电力电缆出现故障时的特征,提出一整套利用暂态行波的高速铁路10 kV电力电缆行波故障测距方案,并研制出电缆行波故障测距系统。该系统通过电缆行波采集装置采集电缆铜屏蔽层接地引线上的电流信号,采用单端行波故障测距原理进行故障测距,同时介绍了电缆行波故障测距系统所用到的关键技术。实际运行表明高速铁路10 kV电力电缆行波故障测距系统不仅能够实现单端行波故障测距,而且测距精度很高,使高速铁路10 kV电力电缆的在线监测成为可能,具有很强的实用性。     

基于虚拟观测的FastICA的坠砣位移的风荷载分量去除

通过检测坠砣位移、摇杆倾角以及环境参数可以得到接触网张力传递系统的运行状态,而风荷载会导致棘轮补偿器坠砣位移的变化。为准确提取接触网张力传递系统中的故障信息,需对风荷载作用导致的坠砣位移分量进行去除。考虑到风荷载分量是弱信号,提出基于虚拟观测的FastICA的去除方法,并针对ICA的不确定性,提出SS-MDP法消除分离信号的不确定性,并通过仿真验证该方法的可行性。仿真结果证明,该方法可实现坠砣位移信号中风荷载分量的去除。去除风荷载分量后的信号可用于接触网张力传递系统的故障状态的提取。     

基于馈线电流波形分析防止接触网断线的探讨

对铁路牵引供电接触网断线的主要原因进行了分析,认为接触网放电拉弧造成断线占大部分,其主要原因是没有对应的保护措施。本文提出基于电流高频分量时频特征的电弧故障检测方法,检测被保护回路电流的高频分量,进行FFT和数学形态滤波处理,提取出信号频谱的轮廓特征构造特征向量作为识别故障电弧的特征参数,在此基础上研究防止接触网因拉弧造成断线事故。     

全并联AT牵引网行波故障测距研究

全并联AT牵引网是我国高速电气化铁路供电系统中重要的供电架构,其快速精确的故障定位对保障电气化铁路安全畅通运行具有重要意义。在全并联AT牵引网发生故障短路的情况下,通过测取短路故障行波的波头到达时间以及行波测距原理,找出线路的故障位置。根据全并联AT牵引网的架构特点,采用D型双端行波测距法,通过误差较小的北斗卫星导航系统同步时钟实现数据的同步采样,并根据小波变换的信号奇异性检测原理和模极大值理论对两端测得的行波信号进行数据处理,有效解决了行波波头的识别和提取问题。通过仿真实验验证,得出的结果与实际故障位置相差不大,能够实现线路的快速精准定位。     

基于行波理论的10kV自闭/贯通线路故障测距技术

由于线路长、环境恶劣,10 kV自闭/贯通线路故障频繁发生,传统阻抗测距原理和基于线路监控终端的定位方法尚不能可靠、准确的确定故障(特别是小电流接地故障)位置,故障查找费时费力。利用故障产生的行波信号测量故障距离的方法已在输电线路获得成功应用。本文将行波测距原理应用到自闭/贯通线路,分析了自闭/贯通线路在接地及短路故障时产生的行波及其传输特征,并针对其线路结构的特殊性,提出了利用故障产生的电压行波信号线模分量、基于双端原理测量短路和接地等故障距离的模式,分析了实际应用中面临的行波信号获取等关键技术及故障初始相角、接地电阻、混合线路等对检测可靠性的影响。应用该方法的测距系统已在现场进行人工接地试验,并投入试运行,效果良好。该方法有望解决自闭/贯通线路故障定位这一难题。     

基于虚拟样机技术的刚性接触网故障的研究

随着各地铁线路长时间的运营,刚性接触网出现了各种类型的故障,并给地铁的实际运营造成了很大的困扰[3-4]。针对刚性接触网常见的接触线脱槽和支撑倾斜两类故障,利用虚拟样机技术,建立弓网故障模型,分析了它们对弓网接触力的影响。基于希尔伯特-黄变换,提取并分析了接触力的故障频率特征。     

基于暂态行波的10 kV自闭贯通线路单相接地故障定位研究

10 kV自闭贯通线路一般为小电流接地系统,其在发生单相接地时一般可带故障运行2 h,目前尚无有效的自闭贯通线路故障距离保护方案.本文基于自闭贯通线路特殊的线路走廊和通信环境,对10 kV自闭贯通小电流接地系统行波法故障测距进行研究.采用A型单端行波故障测距法,对于单相接地时波形数据处理问题,利用小波变换监测信号奇异性...     

输电线上的故障暂态行波及故障测距

本文阐述了行波的一般概念、性质和分析方法，分析了不同情况下故障行波的一些特性及其识别方法，并简要论述了利用故障产生的行波进行输电线故障测距的原理。     

接触网开关远动控制拒动原因探讨

接触网上的远控开关是快速判断故障区段、隔离故障区段的重要工具当接触网故障时,利用远控开关将故障设备隔离,缩小停电范围,及时恢复接触网正常供电,远控开关是否能可靠动作,是其应有功能得以实现的关键通过对接触网开关控制部分电源故障的原因分析,得出相应的防范措施.     

小波消噪在电力电子装置故障检测中的应用

考虑电力电子装置中噪声因素对故障检测和识别的影响,用多尺度小波变换和小波包变换对信号进行消噪.小波变换是将信号分解成高频和低频成分,低频成分包含信号的主要性能,高频含较多的噪声,将高频平滑后再重建即可消噪.然后利用Matlab对电力电子装置故障暂态信号进行消噪处理,比较各种消噪方法的优缺点,并结合理论分析和模拟结果讨论了阈值的选取方法和原则.仿真结果表明,基于小波变换的消噪方法是一种提取有用信号、展示噪声和突变信号的实用方法.     

末端并联接触网故障测距软件开发

针对柳州供电段管内湘桂线上直供加回流末端并联的牵引供电方式,末端并联接触网故障跳闸后电抗法测距精度不高的现状,运用易语言开发接触网故障测距软件。通过增加电抗-距离分段数,并利用上下行间互阻抗修正电抗-距离曲线的方法,提高接触网故障测距精度。该软件的开发和运用,不仅能大幅提高接触网故障测距精度,而且克服了既有故障测距装置无法多分段整定测距参数的固有缺陷。