基于故障分量相关分析的供电牵引网异相短路保护

基于对异相短路的分析,发现两相电流故障分量波形呈现反向对称性,可利用相关分析法快速提取此特征。根据供电牵引网特点,建立了基于两相电流故障分量波形的相关分析识别异相短路的保护新方法。基于MATLAB的仿真分析和实际短路故障数据分析表明,该方法对该类型短路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。

基于形态学梯度和参数识别的含串补供电牵引网故障测距

电气化铁道供电牵引网区间增加串联电容补偿装置,当线路发生故障时,短路电抗与故障距离对应关系遭到了破坏。通过对该种类型牵引网馈线故障模型和短路特性的研究,对比了短路故障引起电压变化的基于几种形态学梯度的检测方法,提出了一种基于二阶形态学梯度检测电容放电间隙短路的方法。根据某区间含串联电容补偿装置的电气化铁路牵引网的情况,对不同的电容电压相角和不同过渡电阻条件下的ATP仿真以及Matlab程序分析结果验证,基于二阶形态学梯度的方法能正确识别电容放电间隙短路。结合该识别方法和已有文献所述的电容参数识别的判别故障点在区间电容前或电容后的方法,最后根据傅里叶算法计算的短路电抗值,实现基于电抗法的查表测距。

Scott变压器差动保护电流互感器接线方式分析

在自耦变压器(auto-transformer,AT)供电方式变电所改造中,斯科特(Scott)牵引变压器差动保护采用微机保护。根据Scott牵引变压器的电流变换关系,得出了三种差动保护平衡方程。三个方案都能保证差动保护在各种情况下正确动作。基于保护平衡方程结构形式,从励磁涌流对保护影响、保护的灵敏性和微机保护整定方面比较分析了三种电流互感器接线的优劣。适应于当今微机保护要求,方案三在确保正确动作情况下可以分相制动,在保护可靠性、灵敏度方面的性能更优,并推荐采用按相整定定值方式。

牵引变压器差动保护误动原因分析及解决方案

通过对一次牵引变压器的差动保护误动作情况进行分析,判断为保护装置内部电流互感器(TA)暂态饱和引起,对该类型TA的测试也证实推断的正确。减少和避免TA饱和对保护影响的方法有多种。外部故障时,对各分相采用差流变化量与制动电流变化量的异步出现特性可识别TA暂态饱和。基于该次牵引变压器差动保护外部TA接线的情况,异步法在该次故障识别中失效;采用三相制动电流变化量之和与差动电流变化量之和进行判别,可以判断外部故障的TA饱和,从而暂时闭锁保护,并通过仿真验证了该判据的合理性。

带串联电容补偿装置的电力牵引网故障测距研究

电力牵引网故障测距一般采用电抗法,但增加了串补电容的电力牵引网线路电抗单调性遭到破坏。基于线路R-L-C模型,采用微分方程法分析计算,提出带串补线路电力牵引网故障点位于电容前或电容后位置的识别方法。对于不同过渡电阻、不同短路相角情况下,基于可替代暂态程序仿真和Matlab的分析表明,该方法能有效判别故障点位于电容前或电容后的位置。此后,可通过常规的电抗法进行测距。

基于电压比的并补装置电抗器匝间短路保护

并联电容补偿(以下简称并补)装置是电气化铁路牵引供电系统的重要设备。其串联电抗器缺乏必要的匝间故障保护;电抗器匝间故障时,电容器与电抗器电压比将发生变化;结合电气化铁路供电系统的特殊性,提出并补装置串联电抗器的基于容抗电压比的新匝间短路保护。基于ATP的仿真和Matlab的运算表明基于电容器电感器电压比的电抗器匝间短路保护,能够对匝间故障做出快速而正确的判断。该种保护已经在京秦线某变电所使用,运行一年至今,表现良好。

基于分区所电抗的电气化铁路故障测距方案

研究目的:在我国传统普速电气化铁路中,牵引网主要采用直接供电方式,并且绝大部分为复线运行模式。当供电牵引网发生故障的时候,一般配置专用的故障测距装置,主要采用电抗法、电流比或电抗比法进行故障测距。随着变电所综合自动化系统的广泛应用,新建变电所逐渐取消了故障测距装置,测距功能由微机保护装置采用电抗法完成。但在复线运行情况下发生故障的时候,电抗法常常出现测距不准的现象。本文通过分析测距不准的原因,提出一种新型的基于分区所电抗的故障测距原理,并基于Matlab/Simulink进行仿真分析,以期能适应电气化跌路故障测距的需要。研究结论:(1)变电所测量电抗在单线故障、复线故障时具有不同表现形式,证明了基于变电所馈线保护装置测量电抗的测距原理的缺陷;(2)推导并仿真验证了电气化铁路复线运行、"V停反行"时牵引网发生故障,分区所测量电抗的公式,验证了二者的一致性;(3)测距原理不受运行模式、过渡电阻的影响;(4)该测距方案可以作为当前复线电气化铁路牵引变电所缺乏专用测距装置情况下的一个重要参考和补充。

AT供电方式下直接供电分支接触网的故障测距方案

在我国电气化铁路的AT供电方式中,直接供电分支线路在供电区段内进行“T”接。然而,当这些分支直供线路发生故障时,既有AT测距系统无法识别故障区段并精确定位。通过分析AT供电方式带直接供电分支线路的电路模型,发生T-R短路故障时的电流分布、吸上电流比特征以及在牵引变电所测量的短路阻抗,提出一种吸上电流比法和电抗法的综合方案,实现了AT供电方式下直接供电分支接触网的故障测距。该方案通过数值仿真验证了其可行性和准确性,并以某高速铁路线路的历史故障报告验证了基于分支点电流比识别故障支线方法的合理性。

基于CDIO的“远动监控技术”课程教学改革与实践

本文以能力培养为核心,坚持知识、能力、素质协调发展和综合提高的原则,将CDIO教学模式纳入“远动监控技术”课程的教学安排。基于本课程的远动监控系统、调度端、执行端、通信协议等知识点,依托本课程支撑本专业毕业要求,制定并实施CDIO教学任务。该课程的教学改革和实践结果表明,学生的工程应用能力和科研创新能力较传统的教学模式得到很大提高。

TA21型牵引变电所自动化系统

传统的牵引变电所系统多是考虑有人值班设计 ,最近无人值班系统逐渐成为主流 ,但很难达到真正无人值班的要求。文章介绍了最新研制的适用于铁路无人值班牵引变电所的新型变电所自动化系统 ,通过分析系统的组成结构说明其功能特点 ,并从部分二次回路接线探讨其典型应用模式 。

牵引变电所并联电容补偿装置的电抗器匝间短路保护

并联电容补偿(简称并补)装置是电气化铁路供电系统的重要设备。针对其串联电抗器缺乏必要保护,尤其是匝间故障保护性能的缺陷,基于对电抗器匝间故障和阻抗特性的分析,结合电气化铁路供电系统的特殊性,提出并补装置电抗器的新匝间短路保护。同时简要分析了傅里叶算法计算电抗器测量阻抗受并补暂态过程影响原因,通过均值滤波单元得以减轻影响。Matlab仿真表明阻抗保护能够对匝间故障做出正确判断。

网络保护在牵引供电系统中的应用初探

随着电力系统的发展,广域保护理论在逐渐形成,广域保护不以单个元件保护为目的,而是考虑各级元件的故障信息,以此作综合判断。电气化铁道牵引供电系统相对独立,其保护具有独特性。以AT(自耦变压器)牵引供电系统为研究对象,结合广域保护的基本理论,针对系统既有保护配置的优缺点,为AT牵引供电系统提出了一种新型、实用并基于网络的保护与测距原理。首次提出基于网络的断路器失灵、牵引网异相短路保护、广域后备保护和相关的测距理论与概念。这些探究为进一步完善和实现在牵引供电系统的网络保护做了有益的铺垫,这也是下一步的工作。

并补装置差压保护误动原因分析及解决方案

研究目的:并联电容补偿装置是电气化铁路供电系统的重要设备,保护装置配置过电流、谐波过电流、差流、差压等保护。当和谐型机车通过陇海线一些供电臂的时候,频繁发生并补差压保护误动作现象。结合现场负荷为交-直-交机车的实际情况,本文通过对某所差压保护故障波形的分析,查找保护装置误动作的原因,并寻求相应的解决方案。研究结论:(1)差压保护误动作的根本原因是频率混叠对傅立叶算法的影响,导致计算差压偏大从而引起保护误动;(2)将原来的20点/周波采样运算频率改为100点/周波,消除了频率混叠对傅立叶算法的影响;(3)修改后的程序投人现场运行后,不再出现差压保护误动情况;(4)在电气化铁路供电系统领域,本文提出的分析方法和解决方案对含高次谐波的电气量分析和应用具有参考价值。

自耦变压器投入导致距离保护误动分析及改进

为研究涌流对牵引变电所距离保护的影响,本文对1次单线AT供电线路的分区所自耦变压器合闸导致牵引变电所距离保护误动作情况进行分析。根据本次误动线路搭建电路模型,理论分析励磁涌流及和应涌流产生的原因,并对故障前后的电压、电流波形进行阻抗与谐波分析,得出了牵引变电所距离保护误动作的原因。为了避免牵引变电所距离保护误动作再发生,提出采用3次谐波闭锁距离保护的改进方案,可有效避免因2次谐波闭锁失效导致的距离保护误动。基于Matlab/Simulink仿真验证了改进方案的可行性。

全并联直接供电牵引网故障测距研究

供电牵引网运行方式多种多样,在常规的单线、复线供电方式中,传统的电抗法、电流比法在实际应用中均能满足要求。对于全并联直接供电牵引网短路故障,采用两相对称分量法,分析电路特征,得到短路阻抗表达式。根据阻抗表达式绘出电抗距离曲线图,证明全并联直接供电牵引网短路时,故障点仍然可以采用电抗查表法进行定位。

定向结晶材料高温蠕变规律研究

利用高温云纹干涉法对航空发动机叶片定向结晶材料的高温蠕变进行了测试，获得该材料不同主方向的高温蠕变性质和规律．实验结果表明定向结晶材料在结晶方向和各向同性平面的蠕变性质有很大差异．

新型AT供电牵引网故障测距方案

全并联自耦变电器AT(auto transforme)r供电方式在我国高速铁路、客运专线得到了大规模的应用。基于牵引变压器采用次边无中心抽头的单相变压器,在变电所处变压器次边中心不接入钢轨和地。采用广义对称分量法分析短路阻抗特性,绘制AT供电方式下T-R故障的短路阻抗与距离的曲线。证明常用的AT中性点吸上电流比测距原理不能完全适用于该供电方式,并提出了基于AT吸上电流比原理和上下行电流比原理的综合故障测距方案,基于Matlab/Simulink的仿真分析表明,测距原理准确、有效。

基于横联线电流比原理的全并联AT牵引网故障测距装置

全并联AT(Auto-transform er)供电牵引网发生故障后,能够快速准确判断出故障类型,标定故障点位置对确保电气化铁路安全可靠运行是至关重要的。通过分析全并联AT(Auto-transform er)供电牵引网各种故障线路满足的电量方程,得到故障测距用横联线电流比原理。以典型的全并联AT供电方案为例,详细讨论了由工程实际中能测量到的电气量计算出测距公式中所需物理量的方法,提出了装置起动及数据同步原理,给出了故障测距的系统实现方案,基本上解决了各种故障类型的判断,故障点标定问题。

一种提高消除衰减非周期分量响应速度的交流采样数据修正法

利用交流采样数据修正法处理含有衰减非周期分量的故障信号,并结合DFT对修正后的数据进行滤波,对滤波的结果进行了仿真分析,验证了交流采样数据修正法处理衰减非周期分量的有效性。最后对交流采样数据修正法处理数据的响应速度作了分析,提出了改进方法并对改进后的算法进行仿真,仿真结果证明了改进后算法的可行性。

含串补电容电气化铁路馈线故障测距算法

含串联补偿电容的电气化铁路牵引电网线路的电抗距离关系不是单调的,按常规的电抗查表测距法,每个故障点会对应2个或多个定位点.通过对含串补电容馈线故障模型特性的分析,提出了一个新的判别方法.对不同的故障角和过渡电阻的ATP仿真以及MATLAB程序分析结果验证,该方法能够判断出故障与区间串补电容的相对位置.给出了含2个串补电容的电气化铁路馈线故障分段查表测距算法.