接觸網(wǎng)短路暫態(tài)仿真與行波測距裝置開發(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)，又無備用，應(yīng)該說接觸網(wǎng)也是電力牽引中一個比較薄弱的環(huán)節(jié)。接觸網(wǎng)一旦發(fā)生故障，對鐵路運輸將會造成極大的損失。而傳統(tǒng)的阻抗測距法由于受過渡電阻影響大，測距精度低，因此，研究接觸網(wǎng)的行波故障測距顯得尤為重要。 本文詳細敘述了國內(nèi)外電力系統(tǒng)輸電線路的行波故障測距研究情況，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合電氣化鐵道接觸網(wǎng)故障的特點，以京津城際鐵路實際測試為背景，采用了以A型測距法為主，B型測距

2、法和C型測距法為輔的測距方法。其中，B型和C型測距法在裝置上的實現(xiàn)有待進一步開發(fā)。 本文系統(tǒng)地研究了輸電線路接地故障的行波波動方程、相模變換、故障暫態(tài)行波傳播過程、小波分析基本理論和信號奇異性檢測理論等理論知識。結(jié)合實際線路數(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，對線路空載運行、末端發(fā)生短路接地故障情況進行仿真，得到了京津城際鐵路接觸網(wǎng)短路故障時的電流行波故障信號。并將其與2008年6月京津城鐵

3、舉行實際短路試驗所采集到的電流信號對比，充分驗證了所搭建模型的正確性。在此基礎(chǔ)上，對線路在不同位置處發(fā)生故障、有機車負載運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測。 在仿真驗證的基礎(chǔ)上，本文進一步完成了行波故障測距裝置的實現(xiàn)。在軟件算法上，利用小波變換及奇異性檢測理論，定位出了奇異點，提出了接觸網(wǎng)行波故障測距的具體步驟。利用C語言編寫了基于A型測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盘栠M行處理，得到故

4、障點的位置信息；利用C語言編寫了接觸網(wǎng)故障測距主程序，文中給出了各子程序的程序框圖，并分析了程序設(shè)計的思想。裝置硬件設(shè)計的核心部分主要為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。本文對DSP控制板、ARM控制板以及電源模塊進行了電路設(shè)計、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距裝置對京津城際鐵路實際短路錄波數(shù)據(jù)的驗證情況。結(jié)果表明，本裝置能夠精確有效