行波法在铁路自闭／贯通线故障测距中的应用

铁路自闭/贯通线路故障点的精确查找对于提高系统供电可靠性具有重要意义。本文介绍了行波故障测距的基本方法和现阶段已解决行波测距的关键技术;结合自闭/贯通线路自身的特点,对行波法在故障测距应用中存在的问题及解决方案进行了归纳总结。最后展望了行波测距在自闭/贯通线路中广泛应用需进一步研究的问题和难点。     

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...     

铁路自闭贯通线路行波故障测距方案探索

铁路自闭贯通线路负责向沿线通信、信号、车辆等重要行车负荷设备供电，一旦发生故障造成停电将影响列车运行。基于现阶段10 kV自闭贯通线路运行现状的一系列问题，探索行波故障测距解决方案，以保证铁路自闭贯通线一旦出现故障时行波故障测距装置正确启动，快速判断故障类型和精准定位故障地点，尽快对故障进行处置，有效压缩故障停时。     

高速铁路全电缆贯通线精确故障定位关键技术分析

高速铁路电力贯通线路采用全电缆线路,发生故障后会严重影响铁路运输的安全性和可靠性。对故障的准确定位将会大大减小查找电缆故障点范围和电缆故障修复的工作量,缩短检修时间,从而提高速铁路电力供电的可靠性。本文介绍了国内外电力线路故障定位的现状,分析了各种行波测距原理及全电缆贯通线路行波传输与衰减特性,对传统行波测距技术在全电缆贯通线故障定位的适应性进行分析,提出采用分布式行波测距方法可使故障行波传输距离大幅降低,可有效减少行波传输过程中衰减和畸变的影响,对于不同类型故障行波、不同故障过渡电阻、故障点位于不同位置情况下,均能实现精确定位。实际应用案例表明,该技术定位精度较高,满足精确定位要求。     

10 kV自闭/贯通线模量波速时间差单端行波故障测距

铁路10 kV自闭/贯通线路属于典型的电缆-架空线混合连接线路,其故障定位的主要方法是行波法。双端行波法对两侧时钟同步有着严格的要求,传统单端行波法又难以适用于多段电缆-架空线混合线路。根据同一故障点产生的故障行波可以分为线模、零模分量,而2种模量行波的波速不同,到达的时刻必然不同,可将混合线路按照不同波阻抗进行分段,以零模、线模行波到达同一测量端时间差为自变量,推导出基于模量波速时间差的混合线路行波故障测距分段距离计算式。该方法只需利用单端行波信息便可准确计算故障距离,单相接地故障的仿真结果验证了该方法的有效性与可靠性。     

数字式自闭贯通线路保护测控装置的设计

为解决上一代铁路自闭贯通线保护灵活性差、没有故障测距、通讯能力不强、故障录波不分区等不足,研制了基于平台化、一体化、图形化等设计思想的自闭（贯通）线路保护测控装置。增加了故障测距功能,强化了通讯功能、故障录波功能。介绍了装置的主要特点、硬件资源、主要功能及原理。为充分验证装置的故障测距算法、保护算法,用RTDS实时仿真系统搭建了10 kV铁路自闭贯通线路系统模型。仿真结果表明,在各种情况下,装置的动作行为均正确,测距误差小于5%。     

基于分段距离判别的电气化铁路混合线路故障测距方法

近年来,电气化铁路对10 kV自闭/贯通线的改造一定程度上增加了架空线-电缆混合输电的线路结构,随之而来的是故障测距过程当中,判别距离结果精度偏低的问题。首先分析了在架空线-电缆混合输电线路中,故障行波的传播特性,提出了一种分段距离判别的电气化铁路混合线路故障测距方法。该方法通过对故障发生范围进行假设分区,然后利用小波变换的奇异性检测原理通过对故障行波进行小波变换求取模极大值来识别波头,在此基础上根据双端测距原理,计算出不同区段所对应的故障距离,得到不同的计算结果;将不同的故障结果,通过距离约束条件进行筛选,从而确定最终测距结果。实验结果表明,所提出的方法对混合线路的故障判别具有较好的适用性,并且不受故障类型、过渡电阻的影响。     

铁路10kV线路单相接地故障行波信号数据采集方法

电压行波测距在高电压等级线路上已有应用,但因铁路10k V高压贯通(自闭)线路故障信号干扰大、线路复杂、影响因素多,尤其是接地故障信号特别微弱,实际测试容易出现漏检、误检和检测精度低等,未有产品在铁路10k V高压贯通(自闭)线路上使用。本文在原电压行波故障定位系统基础上进行了一系列软硬件改进,采用DSP与FPGA的组合行波采集系统、改进实际测试接线方式、同时提出一种新的加窗提升小波包变换算法,有效解决了复杂工况强干扰噪声下微弱故障行波奇异点准确快速检测难题,通过实测验证,改进后系统可有效提高实际线路单相接地故障检测数据的有效性。     

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。     

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。     

铁路贯通/自闭线单相接地故障段定位方法

研究目的:据大量的运行故障统计表明,中性点不接地系统发生单相接地故障约占系统总故障率的80％以上,本方法为了迅速定位并隔离故障区段,提高铁路贯通、自闭线的供电可靠性。研究方法:本文分析了线路发生单相接地故障时,零序电流的分布情况,基于改进的统一矩阵算法,提出一种针对铁路10 kV贯通、自闭线的故障段定位方案并加以验证。研究结果:该方案提出一种由FTU、STU和终端监控设备三个层次构成的分布式测控系统,舍去以往在电站检测零序电压、比较各出线零序电流等做法,仅使用各分段开关处的零序电流一个电量信息,根据各区段零序电流的相位和大小定位故障区段。研究结论:经过在实验室条件下的验证,该系统能在10秒内准确定位并隔离单相接地故障区段,同时也可以为故障的查找和排除提供可靠的依据。     

客运专线电力电缆行波故障定位方法综述

综述了客运专线电力电缆的常见故障类型和性质,分析了各种电力电缆行波故障定位方法的特点、优缺点和适用范围。明确了现有行波定位方法所存在的问题,指出了行波法的发展方向。     

行波法在电气化铁道牵引网故障测距中的应用

根据电气化铁道牵引供电系统线路结构、供电及运行方式等特点和不同故障测距方法的比较,详细分析了行波法在电气化铁道牵引供电系统的应用。     

基于电信号的高速列车动力链诊断技术研究

牵引电机、联轴节及齿轮等传动机械广泛应用于轨道交通车辆,是高速列车动力链的重要组成部分。这些动力链部件长期工作在复杂恶劣的环境下,在宽速域、大负载工况及轮轨冲击振动等因素影响下容易发生故障,进而影响列车的安全运行与行车秩序。因此及时预警潜在故障对于确保轨道交通车辆的正常运行与行车秩序具有重要的意义。由于基于电信号的诊断技术具有信号易于获取、信号可靠性和准确性高、可实现对象部件的非嵌入式监测等优点,逐渐成为轨道交通故障诊断方向的研究热点。文章阐述了轨道交通车辆动力链关键部件的故障原理,以基于电信号的诊断方法为切入点,对该领域的现有诊断方法与研究成果进行整理与分析,然后基于多特征融合与机器学习理论,提出了一种全新的基于电信号的多变量解析诊断法。该方法首先获取各电信号数据,进行小波降噪,然后通过信号的分解与重构提高信噪比,基于重构信号提取不同的故障特征,最后利用决策树统合各故障特征进行诊断。验证试验与实际应用效果表明,本研究提出的电信号诊断法能够有效检测并识别动力链故障,可以实现早期故障预警,保障高速列车的运行安全。     

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。     

基于转移阻抗法的带保护线的AT供电测距原理

带保护线的AT供电方式较其他供电方式在结构上更为复杂,故障率也比其他供电方式更高.因此能够快速确定故障地点并及时处理故障显得尤为重要.本文首次提出了应用转移阻抗法对带保护线的AT供电方式故障测距,通过保护线和钢轨的等值计算,找到带保护线的AT供电方式故障测距公式中的阻抗计算方法,解决了目前没有带保护线等值电路情况下的阻抗计算问题,最后运用Matlab/Simulink仿真验证了本文提出的转移阻抗法的阻抗计算可以应用于带保护线的AT供电方式故障测距.     

基于证据理论的铁路电力线故障定位方法

多分段多分支结构的铁路电力线单相接地故障造成的供电中断,严重影响到铁路行车安全。为了确保故障的快速排除,本文依据线路的结构特点提出故障处理的区间模型。首先,基于铁路现有的区间结构,采用区间分析法构造区间定位的集中参数区间算法、故障网络分解区间算法及分布参数区间算法。然后,根据相离度定义提出相离度偏差矩阵的构造形式,并以此为基础推导出基本可信度分配函数的表达式。再以D-S证据理论的合成规则对3种区间算法的定位结果进行融合,实现了故障分段区间的可靠识别。最后,依据实际线路模型进行的PSCAD仿真分析,验证了本文方法在处理铁路电力线单相接地故障上的可行性。     

基于小波变换的行波测距法在铁路信号电源系统中的应用研究

针对铁路10kV信号电源供电系统的特点,提出了一种基于小波变换的外加电压脉冲式行波测距法,就一些关键技术问题,提出了波速度折算算法和等效波速度法,分析了系统单相分支线路的影响,以及波速度确定等问题。文中以一条实际的铁路10kV信号电源供电系统为模型进行了仿真,仿真结果证明了所提方法的可行性。