大连轨道交通3号线直流断路器跳闸故障分析及其处理方法

大连轨道交通3号线列车运行过程中，发生过3次DC 1 500 V直流牵引供电系统直流断路器跳闸故障，影响列车正常运营。介绍直流牵引供电系统，以2020年12月30日发生的金家街站牵引变电所直流断路器MC01和MC04，以及香炉礁站牵引变电所直流断路器MC03和MC06故障跳闸后自动重合闸为例，分析故障现象，寻找故障原因，提出调整电流增量保护整定值的处理方法并验证。通过设计校核和实际运行结果发现，调整直流断路器电流增量保护整定值后，列车正常运营时，直流断路器电流增量保护未因列车牵引负荷增加而启动，表明调整电流增量保护整定值的处理方法是成功的。     

地铁牵引供电系统直流馈线保护

本文介绍了牵引供电系统中所采用的几种直流馈线保护方法，详细分析了过渡保护，电流变化率di/dt保护和电流增量保护的基本保护原理，举例说明了如何通过电流增量△I和电流上升持续时间t的测量来区分故障情况和正常运行情况，并给出了典型牵引供电系统中各保护定值的设定原则。     

电气化铁路同相供电试验系统模拟牵引负载方案研究

提出了基于双PWM变流器技术的交-直-交变流器的模拟牵引负载方案。交-直变流环节在电流滞环控制下,能够模拟出给定的牵引负载特性。直-交环节在电流内环电压外环控制下实现电容电压稳定,保证模拟负载两侧有功功率平衡,并将交-直环节吸收的能量,以接近单位功率因数回馈给三相电网,以节约电能。仿真验证了当以实测牵引负荷作为给定负荷时,该方案能够较好地实现对实测牵引负荷的模拟。     

牵引网微机保护整定的探讨

通过对牵引网负荷电流、短路电流中的谐波含量的分析和存在的谐波含量的不同点,利用两种电流中的综合谐波含量作为控制量,可以大大提高牵引网距离保护、高阻接地保护躲过牵引重负荷,再生负荷,启动电流及励磁涌流的能力,对于保护整定,通过探讨提出了整定原则和方法。     

地铁直流牵引供电系统中的di/dt和ΔI保护

通过广州地铁直流牵引系统非金属性短路故障保护的实现，分析了电流上升率di/dt和电流增量ΔI保护原理和动作过程，给出了保护整定原则以及广州地铁1500V直流断路器的整定参数。     

计及振荡过程的地铁牵引网保护方法

通过对地铁牵引网馈线保护因震荡电流造成频繁误动作的原因进行分析,结合牵引供电网的特点,提出了组合DDL算法和高阶统计量算法的保护方法,先筛选出负荷电流,再筛选出震荡电流,从而得出短路电流。实测数据验证,该保护方法不仅可快速且准确识别出牵引网故障,而且原理清晰、工程实现方便。     

牵引供电直流保护测控装置的研制

介绍了城市轨道交通牵引供电直流保护测控装置的软硬件设计及研发难点。该装置目前已通过相关部门的型式试验和电磁干扰4级严酷测试,能够严格区分机车工作电流和故障电流,不受噪声和干扰的影响,快速准确地切除故障。     

牵引变压器差动保护不平衡电流分析

差动保护为牵引变压器主保护,具备选择性、灵敏性、速动性、可靠性.牵引变压器差动保护的设置理论上可以使牵引变压器在正常运行或发生区外故障时流入差动电流回路的不平衡电流为零,但实际应用中存在多种因素可能产生较大不平衡电流并流入差动保护电流回路,造成牵引变压器差动保护的非正确动作.本文分析了差动保护不平衡电流产生的原因,并提...     

基于电压比较的牵引供电系统异相短路保护

通过测量阻抗轨迹法对异相短路故障的测量阻抗进行分析,得出牵引网发生异相高阻电弧短路故障时,按常规原理阻抗保护将拒动的结论。在异相短路故障特性的基础上,利用电压向量图法对故障电压进行分析,发现两供电臂电压和相间电压的幅值和相位发生有规律的变化,根据该电压变化特征,建立了基于两供电臂电压和相间电压的相关比较,同时结合电流增量保护来实现异相短路故障的保护。通过已有仿真分析和实际相间短路故障数据分析表明,该方法对异相短路故障具有良好的识别能力,可在牵引变电所保护系统中配置该保护。     

基于正负馈线电流的专用轨接地故障保护方案

对于专用轨回流牵引供电系统,负极回流轨对地之间良好的绝缘特性可以有效地抑制杂散电流的产生。通过分析发现,正极接地故障发生时,邻近故障点的多个牵引所内负母线接地回路继电器同时动作,可能会导致保护动作范围扩大。本文提出通过比较正常运行工况以及正极接地故障下正、负馈线电流的流向,以正、负馈线的电流差值作为故障特征量,判断正极接地故障的发生,同时利用供电区段两端正馈线电流的方向比较,识别出故障发生的区段。通过Matlab/Simulink仿真系统,搭建了1 500 V专用轨回流牵引供电系统模型,验证了本文所述保护方案的有效性。     

变电所和车辆高速直流断路器的保护跳闸分析

主要介绍变电所高速直流断路器增量保护原理以及车辆高速直流断路器保护原理,并将两者跳闸情况进行比较分析：实践证明,车辆上的大电流脱扣保护跳闸不仅与其整定值有关,还与初始电流上升率密切相关,车辆上的大电流脱扣和变电所直流断路器增量保护是两种不同的保护,不能将两者作为同一种保护进行整定配合计算：除在调试车辆时注意减少车辆本体故障及人为误操作外,同时希望增加车辆断路器的保护种类,达到真正意义上的保护匹配。     

牵引变电所相间短路保护及其分析

针对西南山区电气化铁路经常发生牵引变电所相间短路的现象进行了原理分析和特性研究,结合电弧电阻分布范围运用电路原理对牵引变电所在牵引、再生等多种负荷工况下发生相间短路时的电气参数进行了系统地仿真计算,对目前通行牵引网馈线保护在各种工况下对相间短路的响应进行了分析,得出在现行馈线保护配置方案中,距离保护无法对牵引变电所相间短路作出响应,电流保护受变压器接线形式和整定方法影响而响应各异的结论;结合仿真计算结果和实际动作记录数据对现行保护配置方案下,提高牵引变电所相间短路保护可靠性的措施进行了分析,并对增加阻抗保护范围、增加电流增量保护等改进措施进行了初步探讨。     

基于带电有效系数的空载电流选取方法研究

提出了一种基于带电有效系数继而得到牵引动力负荷空载时供电臂电流大小的方法,推导得出离散数据中带电有效系数与牵引动力负荷空载时供电臂电流取值的计算关系,并进行电能质量分析。通过实际算例中功率因数、谐波电流含有率指标表明,依该电流去除空载时刻测量数据,能够做出更客观的牵引负荷电能质量评价。     

电压小母线意外失压情况下110^KV低电压过电流保护动作跳闸原因分析

本文分析了牵引变电所电压小母线意外失压时，可能出现１１０＾ＫＶ低电压过电流保护动作跳闸而２７．５＾ＫＶ低电压过电流保护不启动情况的原因，提出了据牵引负荷特点来整定２７．５＾ＫＶ低电压过电流保护的方法。     

基于卷积神经网络的牵引电机定子绕组匝间短路故障诊断

为实现牵引电机定子绕组匝间短路故障诊断,提出一种基于一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network, 1D-CNN)的故障诊断方法。首先对电机健康状态、不同相发生匝间短路故障及不同故障严重程度下的定子电流进行三层小波分解,得到小波分解高频系数和低频系数;求取小波分解系数的二范数,作为电机电流的特征;设计并训练1D-CNN,将训练好的1D-CNN作为分类器,实现牵引电机定子绕组匝间短路故障“端到端”的智能诊断。设计并搭建异步电机定子绕组匝间短路故障诊断实验平台。实验结果表明：所提方法可以准确有效诊断出轻微的匝间短路故障。在闭环控制下,电机发生1匝短路故障时,诊断正确率达到90.5%,并能够有效区分故障相。     

电流上升率和电流增量保护的定量测量

介绍广州地铁2号线直流牵引系统DPU96保护控制单元的基本保护功能,阐述电流上升率保护和电流增量保护的基本原理;针对目前DPU96校验采用定性测量方法的不足,提出一种模拟现场条件定量测量的方法,对提高校验精确度具有一定价值.     

基于邻相电流的逆变器功率管与电流传感器故障诊断方法

作为牵引逆变器的关键器件,功率管与电流传感器分别在能量转换与系统控制中扮演着至关重要的角色。然而,在恶劣多变的工作环境下,功率管与电流传感器会出现不同程度的老化或失效,从而引发故障。功率管开路故障与电流传感器零输出故障在某些情况下不仅具有相似的故障特征,而且极易给系统带来严重的后果,其故障诊断是当前的研究重点。目前,仅有少部分故障诊断方法对这2类故障的联合诊断进行了研究,且这些方法尚未考虑牵引逆变器两电流传感器方案下的故障诊断,容易出现故障误诊或漏诊等问题。针对牵引逆变器两电流传感器方案下的复合故障诊断问题,提出一种基于邻相电流的故障特征提取与诊断方法。该方法首先分析两相电流信号在功率管与电流传感器故障下的变化,从而推导故障相电流与邻相电流的准确数学模型。在此基础上,对邻相电流进行平移变换与坐标重构,得到具备故障辨识能力的邻相电流轨迹数学模型。将该模型与已有的电流轨迹相结合,可以对功率管单管开路故障、双管开路故障以及电流传感器零输出故障进行有效区分。验证结果表明,提出的方法在电机处于不同运转状态下是有效、可行的,对于有限电流信号下的牵引逆变器故障诊断具有较好的参考价值。     

基于SPMC75F2313的列车牵引电机安全监测装置

以SPMC75F2313作为测控核心,利用霍尔传感器对牵引电机电流进行实时采样,通过对电流偏差和时间尺度的判读,对列车牵引电机状态进行判定。当小齿轮弛缓、电机断轴等故障发生时,装置可以准确地报警并记录故障信息,提醒乘务员采取处置措施,防止事故扩大。     

基于状态观测器的单相整流系统传感器故障诊断与容错控制方法

交直交传动系统广泛应用于高速铁路牵引领域。电力牵引变流器作为牵引传动系统核心部件,由于其自身结构复杂,且运行环境恶劣,易突发故障。本文针对牵引变流器脉冲整流器网侧电流传感器和中间直流侧电压传感器故障,通过建立单相脉冲整流器混合逻辑动态MLD(Mixed Logic Dynamic)模型,构建系统状态观测器,研究基于状态观测器的传感器在线故障诊断与容错控制方法,并基于RT-LAB在回路试验平台进行了验证。试验结果验证了该方法的有效性,其具有诊断速度快、精度高的特点,适用于电力牵引传动系统应用。     

框架保护在牵引供电系统中的合理运用

框架保护作为一种特殊的保护类型,在地铁的牵引供电系统中得到了充分的运用.框架保护从具体的类型上,可分为电流型框架保护和电压型框架保护.其中,前者侧重于对直流系统正极对地故障的保护,后者则侧重于对负极对地电压异常升高故障的保护.