高速铁路全并联AT牵引网短路故障情况下磁场环境特性分析

将供电臂划分为3个自耦变压器(AT)区段,建立了全并联AT供电系统的仿真模型,从而得到不同故障下的电流分布,再利用得到的电流计算相应故障下的磁感应强度。计算结果表明:故障点两侧的磁感应强度幅值受故障区段、过渡电阻、故障距离和机车位置的影响较大,有明显区别,而磁感应强度的相角几乎不受影响,差别不大;噪声强度对磁场环境的影响较复杂,当噪声强度大于45 dB时,在不同类型故障发生的情况下,故障点两侧的磁感应强度相角均发生了明显的偏转。

用ILMD多尺度时频熵识别直流牵引网振荡电流与故障电流

针对城市轨道交通直流牵引网的振荡电流容易引起继电保护系统频繁误动的问题,提出了一种基于改进局部均值分解的多尺度时频熵识别直流牵引网振荡电流与短路故障电流方法。利用改进局部均值分解法分析直流牵引网的馈线电流信号,获得其时频分布;将信息熵理论引入时频分布,对时频平面进行频段划分,计算各频段的时频熵,求出时频平面的整体多尺度时频熵;定量描述馈线电流信号的能量在时频平面分布的均匀性,均匀性的不同可以反应直流牵引网运行状态的差别,从而可通过多尺度时频熵的大小区分直流牵引网的振荡电流与短路故障电流。算例分析验证了该方法的有效性。

计入保护线影响的AT牵引网等值电路推导

为了方便分析AT牵引网的电气特性,通常采用等值电路的分析方法。目前采用的AT牵引网等值电路忽略了保护线对牵引网电气特性的影响,势必带来较大的误差。本文通过比较AT牵引网中保护线与钢轨辅助连接不同间隔距离的牵引网阻抗特性,发现当该间隔为1.5km甚至更小时,进行牵引网阻抗计算可以近似把保护线和钢轨等效成一条线路。对等效后的AT牵引网电路根据戴维宁等效定理消去AT,并应用AT牵引网中的各电流关系立电流方程组,采用比较系数法消去互感,最后推导得出计入保护线影响的AT牵引网等值电路。采用Matlab/Simulink按照原电路分析的假设条件建立仿真模型,通过仿真实验值与理论计算值对比,验证了公式推导的正确性。

车载牵引变压器智能故障诊断技术新研究

车载牵引变压器故障诊断的方法是将人工智能算法和油中气体分析法(DGA)相结合,但溶解气体由于再生、取样、色谱分析的原因,其数据存在许多的不确定性。提出将电气量与一种新的小波神经网络模型相结合的新方法来诊断牵引变压器故障。将电气量信号作为新网络模型的输入,网络的隐藏层采用具有正交性的Daubechies函数作为激函数,学习优化算法则采用引入量子计算和免疫算法的混合粒子群算法。试验结果证明,提出的智能故障诊断算法拥有更快的诊断速度和更高的准确率。

高压电缆牵引网短路特性分析

为研究一种电气化铁路高压电缆牵引网电缆短路特性,在充分考虑电缆弗兰梯效应的基础上,建立了电缆短路运行的5种基本支路,并对其电压、电流特性进行分析。采用支路分析法对主变二次侧绕组中点接地系统单相接地模型、主变绕组中点不接地系统单相接地模型和主变绕组中点不接地系统两相短路模型的电气特性进行了分析,并利用Matlab/Simulink仿真平台对分析结果进行验证。仿真结果表明,支路分析法用于高压电缆牵引网的短路特性分析是有效的,主变绕组中点接地与否会影响电缆的绝缘电压等级。

牵引网短路故障下的车体电位及车体回流分布特性

牵引网发生短路故障时,短路大电流会引起列车车体电位和车体回流显著增大,进而对人身安全和车载电气设备正常工作造成威胁。为准确掌握短路工况下车体电位和车体回流的分布大小,需考虑牵引网与列车接地回路间的感性耦合。为此结合牵引供电系统分析和工程电磁场理论,推导了接地回路中传导电流及感应电流的相量表达式,从理论上证明了考虑感性耦合会增大车体电位及车体回流。利用建立的车–网–地耦合模型,进行仿真计算并与实测数据对比,得出:考虑感性耦合下的车体对轴端电位差仿真值比实测值小1.04 V,误差为8.9%;不考虑感性耦合下的仿真值比实测值小6.30V,误差为54.0%,验证了理论分析的正确性。最后利用考虑感性耦合的仿真模型进行车体电位及车体回流分布特性的研究,结果表明:车体对轴端电位差主要受短路点位置和列车位置的影响;车体对地电位主要受钢轨泄漏电阻的影响;车体回流主要受车体对轴端等效电阻的影响。

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。

基于整流机组外特性的地铁车辆短路电流计算

结合实际运行的地铁线路、车辆电气参数,重点研究了整流机组电气特性,提出基于整流机组外特性的地铁车辆短路电流的计算方法,建立"变电所-牵引网-地铁车辆"模型并进行了仿真分析,得出地铁车辆短路暂态过程计算结果与仿真对比,波形误差小于5%。对实际运行工况进行应用分析,结果表明,模型计算可校验"车-网"保护配置的可靠性。研究工作为选择直流快速断路器、确定系统保护配置以及评估系统供电能力提供理论依据及数据支持。

直流牵引网判别性自动重合闸原理

根据调试经验和对线路短路判別测试电路图的研究,阐述了直流牵引网线路短路判別测试与自动重合闸的配合原理。

地铁直流牵引网特殊负荷电流波形识别研究

直流牵引网是为地铁车辆提供电能的唯一供电线路,但车辆变速时诱发的特殊负荷电流极易引起馈线保护误动,因而需要引入更有效的特征提取方法来识别出特殊负荷电流。分形维数能敏锐感知直流牵引网馈线电流动态变化,非常适合用于特殊负荷电流与故障电流的区分。首先根据采样速度和运算能力确定时间序列的数据窗长度;其次对同一数据窗长度内的馈线电流信号作插值处理后,依次进行相空间构造、最小二乘法拟合和关联维数计算;最后将计算结果构造成直流牵引网故障模式识别的特征矢量。实验结果表明,嵌入维数m=25时短路故障电流关联维数约为0.5,特殊负荷电流关联维数在1左右。因此设置适当的关联维数故障阈值能有效识别出特殊负荷电流,适合作为直流牵引网馈线保护算法的补偿算法。

全并联AT牵引网建模与仿真

为了更好地分析全并联AT牵引网的正常运行以及异常情况,根据现场实际情况,并做一些合理的简化,在此基础上建立全并联AT牵引网的Simulink仿真模型,对仿真结果进行分析,得到牵引网正常空载及短路状况下电压及电流的状态值,验证了模型具有一定的准确性,可用来进一步计算,为继保整定提供数据,为馈线保护仿真模块奠定基础。

基于DDRTS的直流牵引供电系统短路模型研究

根据三绕组变压器模型与分裂式变压器模型之间的电气关系建立整流机组的等效电路模型,根据多导体系统的分布特征建立牵引网等效电路,并对直流供电系统中各部分电路的电气参数进行计算,在此基础上利用DDRTS软件建立实际工程中的系统短路模型,最后根据实测数据与仿真数据的对比验证模型的准确性,对直流牵引供电系统的研究、故障分析以及保护整定具有实际意义。

基于神经网络动车组牵引电机定子匝间故障诊断系统设计

牵引电机作为动车组电能和机械能转换的关键部件,其运行状态直接决定了动车组运行的安全性和检修成本。牵引电机定子绕组匝间绝缘是电机绝缘中最薄弱环节,若匝间短路不能及时处理会扩展为相间或接地绝缘故障。设计基于神经网络的牵引电机定子匝间短路故障的诊断系统结构。该系统可以在定子匝间故障程度较低时,完成故障的检测、故障程度判断和定位。该系统同时可应用于其它形式电机的绕组匝间短路的故障诊断。

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。

轨道交通直流牵引供电系统短路电流检测方法

针对轨道交通直流牵引供电系统列车启动负荷冲击电流引发的DDL保护误启动问题,提出了基于小波包变换和自组织映射(SOFM)神经网络的短路电流检测方法。该方法采用改进小波包变换将馈线电流信号映射至频域,消除频谱混叠干扰后,提取能够区分负荷冲击电流与远端短路电流的特征向量,将特征向量输入到SOFM神经网络实现短路电流检测。实验结果表明,该方法能够有效区分负荷冲击电流和远端短路电流,且识别准确率优于现有方法。

电气化铁路单线直供牵引网T-R短路故障隔离解决方案

及时准确发现、隔离、排除牵引网线路故障,是电气化铁路牵引供电系统正常运行的重要举措。以最常见的单线直供牵引网T-R短路故障为例,基于对故障机理的分析,在Matlab/S i m u l i n k平台下建立了测控模型;同时为实现故障供电区块的准确判断,提出了故障潮流符号值的概念,并在实际案例中得以应用。应用效果表明:该测控系统能够最大限度减少瞬时故障引起的误判,在保障无故障区段正常供电的前提下,可在60 ms内完成故障隔离,满足了电气化铁路保护系统的时限要求,提升了铁路运行质量。

基于ATP-EMTP的2×27.5kV复线AT牵引网模型建立与分析

本文主要介绍了在ATPDraw环境下如何建立2×27.5 kV复线AT牵引网的模型,该模型充分考虑了AT漏抗、线路互感、钢轨对地漏导等因素对牵引网阻抗的影响,并使用ATP-EMTP仿真出在以上因素影响下的牵引网故障短路电流波形,同时应用"AT中性点吸上电流比"及复线"上下行电流比"故障测距方法证明了该模型的实用性.