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牵引网故障突变点检测及性质识别算法的研究
| 论文题名： | 牵引网故障突变点检测及性质识别算法的研究 |
| 关键词： | 电气化铁道;牵引供电系统;故障诊断;突变点检测;性质识别 |
| 摘要： | 随着电气化铁道的日益发展，高速铁路将迅速成为我国铁路的主要建设项目，其运营范围也会越来越广。而作为牵引供电系统重要组成部分的接触网由于通常为沿线架设，且无备用，是牵引供电系统中相对薄弱的环节，一旦发生故障，对铁路运输将会造成极大的损失。因此必须对牵引供电系统有更严格的要求。 本文以高速铁路牵引网故障突变点检测及故障类型判断为研究对象，在借鉴总结前人研究经验的基础上，根据现在存在的一些问题，结合当今技术和数值研究分析，设计新的算法，以期能够提高牵引网故障检测技术的水平。基于以上考虑，本论文以天津南仓变电站实际测试为背景，结合电气化铁道接触网故障行波的特点，开展了以下工作： （1）采用了频域分析及小波包分析对故障行波信号进行了分析。掌握了高压牵引网线路故障时其故障波形的波成分及涵盖有用信号的波频段。 （2）在频谱分析和小波包分析的基础上设计了三种故障突变点检测算法，分别为：基于小波变换模极大值的故障突变点检测算法、基于小波包与模极大值结合的故障突变点检测算法以及基于求导技术的故障突变点检测算法，并把三种算法应用于电气化铁道牵引网故障突变点检测研究工作中。 （3）在展开的实验及学习过程中建立了模拟实验系统。模拟系统方面利用电磁暂态仿真软件ATPDraw搭建了电气化铁路接触网仿真模型，对线路接地故障及开路故障情况进行了仿真。由于高速铁道牵引网故障信号中的干扰信号非常多，所以利用ATP-EMTP软件来进行仿真分析，然后结合本文提出的三种算法对故障波形进行奇异点检测。在实际故障检测方面，采用天津南仓变电站217＃馈线上实际故障数据，应用本文提出的三种故障检测算法对其进行现场对比分析与研究。通过对数据的处理可以得出本文所提出算法具有一定的学术深度以及实际应用价值。 （4）详细分析了输电线路接地故障的行波波动方程、故障暂态行波传播过程，在此基础之上确定了利用初始行波与反射行波的波头极性以及小波包能量谱在不同类型故障下的分布特征，进行故障性质识别算法的设计，结合实验数据以及天津南仓变电站实际线路数据对故障性质识别算法进行了分析验证。 经实验数据验证，本论文所设计的故障检测算法可较好的满足高速铁路牵引网线路故障检测的要求，体现了自身可取之处并对该领域的研究具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 王冕 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 汪志成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东华理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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