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接触网短路暂态仿真与行波测距装置开发
| 论文题名： | 接触网短路暂态仿真与行波测距装置开发 |
| 关键词： | 接触网;行波故障测距;小波变换;电磁暂态仿真;ARM控制 |
| 摘要： | 接触网是电力牵引供电系统的重要组成部分。由于接触网为沿线架设，又无备用，应该说接触网也是电力牵引中一个比较薄弱的环节。接触网一旦发生故障，对铁路运输将会造成极大的损失。而传统的阻抗测距法由于受过渡电阻影响大，测距精度低，因此，研究接触网的行波故障测距显得尤为重要。 本文详细叙述了国内外电力系统输电线路的行波故障测距研究情况，在此基础上，结合电气化铁道接触网故障的特点，以京津城际铁路实际测试为背景，采用了以A型测距法为主，B型测距法和C型测距法为辅的测距方法。其中，B型和C型测距法在装置上的实现有待进一步开发。 本文系统地研究了输电线路接地故障的行波波动方程、相模变换、故障暂态行波传播过程、小波分析基本理论和信号奇异性检测理论等理论知识。结合实际线路数据，利用电磁暂态仿真软件ATPDraw搭建了京津城际铁路接触网仿真模型，对线路空载运行、末端发生短路接地故障情况进行仿真，得到了京津城际铁路接触网短路故障时的电流行波故障信号。并将其与2008年6月京津城铁举行实际短路试验所采集到的电流信号对比，充分验证了所搭建模型的正确性。在此基础上，对线路在不同位置处发生故障、有机车负载运行等情况下的接触网短路故障电压电流波形做出了仿真预测。 在仿真验证的基础上，本文进一步完成了行波故障测距装置的实现。在软件算法上，利用小波变换及奇异性检测理论，定位出了奇异点，提出了接触网行波故障测距的具体步骤。利用C语言编写了基于A型测距法的小波变换程序，利用该程序对采集到的电压电流行波信号进行处理，得到故障点的位置信息；利用C语言编写了接触网故障测距主程序，文中给出了各子程序的程序框图，并分析了程序设计的思想。装置硬件设计的核心部分主要为DSP控制板和ARM控制板两大板块，此外，还包括电源模块、液晶面板显示模块以及箱体设计。本文对DSP控制板、ARM控制板以及电源模块进行了电路设计、原理图和PCB绘制以及相关的制板、调试工作。 最后，文章给出了行波故障测距装置对京津城际铁路实际短路录波数据的验证情况。结果表明，本装置能够精确有效的实现接触网的故障定位。 |
| 作者： | 张殿睿 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 吴命利 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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