基于双端电气量的高速铁路故障测距方法研究

在牵引网分段供电技术基础上,提出基于双端电气量的高速铁路牵引网故障测距方法。采用广义对称分量法,通过建立牵引网复合序网模型,分析短路阻抗特性,绘制出AT牵引网测量阻抗特性曲线,给出故障测距算法与实现流程。仿真结果表明,与既有方案相比,该测距方法有效且测距精度高,为现有高速铁路牵引网故障测距提供了新途径。     

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。     

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。     

基于双边供电时直流牵引网的故障测距方法

针对直流牵引网上下行接触网并联,短路后接触网间产生的短路电流环流特点,利用求解微分方程的方法实现故障测距。在PSCAD环境下搭建直流牵引供电系统模型进行仿真,并在实验室进行模拟短路试验,同时在地铁现场进行短路试验,使用短路电流数据对本文所提出的故障测距算法进行了验证,结果表明,该故障测距算法精度较高,不受故障点过渡电阻的影响。     

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。     

地铁直流牵引网短路故障测距方法及装置

对地铁直流测距原理进行分析,在常规阻抗法测距的基础上通过建立电路模型选定特定回路进行计算,得出故障点距离。对测距装置的各功能模块组成及工作原理进行说明,并通过实际线路的短路试验验证了该测距原理的正确性及故测精度满足要求。     

一种全并联AT供电系统测距精度优化方法研究与实现

为保证高速铁路AT供电系统故障测距装置定值的准确性,须对新建接触网线路进行短路试验,由于短路试验实施成本高、难度系数大,破坏性和危险性都很高,一般只在一个供电臂内进行,其他供电臂测距定值参考短路试验值,因此存在精度不高且无法校验的问题;已开通运行的高速铁路全并联AT供电系统陆续引入上下行电流比、横联电流比等故障测距方法,测距方法定值整定及校验成为亟待解决的问题.本文提出通过运行列车登乘视频定位列车位置,专用故障测距装置同步采集牵引所、分区所、AT所有关电流数据,经过分析、计算、校准故障测距定值,最终实现对故障测距精度的优化,并在某高速铁路线路上试验证明了该方法的可行性和有效性.     

牵引网对大地短路阻抗特性分析计算

针对电抗型故障测距装置查找故障点误差达数千米的问题,通过分析牵引网对大地短路时钢轨的电位、回流及影响因素,以及短路点附近的牵引网阻抗特性,获得阻抗增大的计算方法和故障点误差的原因。这对电抗型故障测距装置的整定计算和误差分析具有重要参考价值。     

基于双端数据的直流牵引网故障测距算法

为提高直流牵引供电系统运行的可靠性,提出一种使用双端数据的故障测距算法。利用等效圆柱法求得牵引网各导体的暂态内阻抗,与外阻抗求和后作为各导体的阻抗。24脉波整流机组在短路初始阶段其等效内阻抗为恒定值,将整流机组视为电压源串联恒定电阻、电感的线性电路。利用叠加定理将故障网络分解为故障前网络和纯故障网络,以消除负荷电流对故障电流分量的影响,并对纯故障网络进行等效变换。使用双端数据对纯故障网络列写故障回路方程,其中电流的一阶导数用数值方法求出。利用最小二乘法求超定矩阵方程的最优解,得到故障点的位置。PSCAD仿真结果及模拟试验表明,该算法测距精度高,最大误差约为3%,且不受过渡电阻、线路参数及数据窗的影响。     

永久性故障对全并联AT供电距离保护的影响

根据全并联AT供电方式的特点提出了馈线保护策略。在该基础上,分析了上行发生永久性故障后系统恢复供电的过程,并且利用Matlab/simulink软件对每个过程进行了线路短路阻抗的仿真,研究了其对距离保护的影响。最后,提出根据AT变压器投入情况进行整定值切换的方法,以保证距离保护的可靠性。     

高速铁路全并联AT牵引网端口阻抗特性研究

阻抗特性是全并联AT牵引网距离保护和故障测距的研究基础。为得到全并联AT牵引网端口阻抗特性,计及AT和牵引变压器漏抗,推导各端口阻抗表达式,分析各端口阻抗的差异,进而揭示过渡电阻、变压器参数对端口阻抗的影响规律。理论分析和仿真结果表明,各端口阻抗具有相同的变化趋势和相近的数值;各端口阻抗受过渡电阻影响相同且仅有电阻受影响;各端口阻抗都受到变压器漏抗影响,非故障端口阻抗在线路首端受变压器漏抗影响显著,故障端口阻抗在线路首端受变压器漏抗影响最小。     

全并联AT供电牵引网短路故障分析

针对全并联AT供电牵引网的3种短路故障,结合当量等值电路进行了理论分析,得出了各种不同故障下的电流分布情况。通过对电流分布分析,提出了适合全并联AT供电牵引网的故障测距方法,并给出了3种情况下的线路测量阻抗。     

AT供电牵引网新型微机故障测距原理与应用

电气化铁道ＡＴ供电牵引网结构复杂，运行方式变化大，在各种运行方式下发生短路故障时，其故障总阻抗与距离的关系为非线性特性。本文结合现场实际情况，在文献１－３的基础上，更深入地讨论了各种运行方式下的故障测距原理及其应用，并研制出ＡＴ供电牵引网新型微机故障测距系统。该系统具有投资少，测距精度高，可靠性高等优点。     

牵引网馈线保护装置的改进与实践

对牵引变电所管辖的供电臂接触网故障测距结果进行统计分析,发现在复线直接供电运行方式下,牵引变电所馈线保护装置基于电抗法原理的接触网故障测距存在误差大的问题.研究改进馈线保护装置硬件和故障测距方法,并通过短路试验证明了改进方案的可行性和准确性.     

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。     

带保护线的全并联AT供电方式故障测距方案研究

提出了1种能够适合带保护线的全并联AT供电系统的故障测距方案.首先根据转移阻抗法推导出带保护线的全并联AT供电系统的测距公式,再找到带保护线的AT供电方式故障测距公式中阻抗的计算方法,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仿真验证故障测距公式的适用性.     

一种改进的地铁故障测距方法及应用

介绍了广州地铁现场使用的故障测距方法,在对其进行理论分析和仿真验证的基础上,对该故障测距方法进行改进。和原方法相比,改进后的故障测距方法具有测距精度更高、操作简单的优势,可以为地铁运营方检修提供参考。     

地铁列车牵引系统短路故障仿真研究

为研究地铁列车牵引系统短路故障对线路安全性能的影响,推导了地铁列车在牵引线路中发生短路故障的详细数学模型。结合某地铁实际参数,利用MATLAB建模,完成对地铁列车滤波电抗器和牵引逆变器处的短路仿真分析,揭示了发生短路故障位置对短路电流及其变化率的影响规律,也为地铁公司供电系统安全评估提供数据参考。     

复线电气化铁路直供牵引网精确故障测距研究

针对含有较长供电线的牵引网现有故障测距方法精度不高问题,通过对复线电气化铁路牵引网等效模型进行计算,在传统牵引网故障测距方法基础上引入供电线与接触网等效阻抗比这一参数,提出了修正后上下行电流比测距法和修正后分段线性电抗测距法,有效解决了复线电气化铁路直供牵引网的精确故障测距问题,修正后的分段线性电抗法为复线牵引网电抗值...     

存在支路的AT全并联供电系统精准故障定位研究

AT供电方式在牵引供电系统中得到广泛应用。传统的测距方法仅针对串联型线路拓扑测距较准确，对于存在支路的线路拓扑已不再适用。本文针对上述特殊情况，根据实际现场的接触网参数搭建含有支路的AT全并联供电方式的六导线模型；在大区间内根据基尔霍夫定律列写电压、电流与故障距离的矩阵方程，推导出故障距离与电流及线路参数关系式，准确计算故障发生时主干线路与支路线路上故障所在位置。最后利用RTplus牵引供电系统实时数字仿真仪对支路在不同位置的拓扑结构进行测试，在支路与干路不同位置进行不同类型的故障模拟，测试结果误差满足工程要求，验证了方法的可行性和准确性。该方法不受故障区间及故障类型的影响，具有很好的普适性，为存在支路的AT全并联供电系统故障测距提供了一种思路。