DC1500V牽引供電系統故障測距研究.pdf

1、為提高地鐵直流牽引供電系統的工作可靠性，保證地鐵運營安全，在接觸網發(fā)生短路故障后，需盡快找到故障并排除，為縮短排查故障的時間，本文對直流牽引供電系統接觸網短路故障測距進行研究。
　　供電電壓低，相鄰牽引變電所間距離短，牽引電流大且不斷大幅變化是直流牽引供電系統的特點，為提高牽引網電壓，地鐵通常采用上下行接觸網并聯的雙邊供電方式向電客車供電。直流牽引供電系統結構及負荷的特點決定了適用于交流輸電線路的行波法和基于相量的阻抗法的故障測距

2、原理不能直接用于直流牽引供電系統。根據整流變壓器兩個二次繞組共用一個一次繞組的特點，將三繞組整流變壓器等效為兩個雙繞組變壓器。假定短路過程中，三相整流橋始終只有三個開關元件同時導通，據此，將變壓器的繞組阻抗換算為直流側阻抗，建立24脈波整流機組的等效模型。將牽引網中的匯流排，接觸線和鋼軌均等效為圓柱體，分別求取各導體的內阻抗和外阻抗，求和后作為各導體的阻抗。為避免故障前接觸網中的負荷電流對故障測距的影響，將直流牽引供電系統視為線性系統，

3、利用疊加定理將故障電路分解為故障前電路和純故障電路，使用純故障電路作為故障測距算法的模型。
　　根據純故障電路中上下行接觸網并聯的特點，提出基于單端電流數據，基于雙端電壓電流數據和基于雙端電流數據的故障測距算法，采用最小二乘法處理冗余矩陣方程，得到矩陣方程的最優(yōu)解。在PSCAD環(huán)境下搭建直流牽引供電系統模型并進行仿真，使用仿真數據對故障測距算法進行驗證并改進;在實驗室進行模擬直流牽引供電系統短路試驗，利用試驗數據對測距算法進行驗證

4、，并對單端法測距失敗的原因進行分析。根據仿真結果和模擬試驗結果，對各故障測距算法的優(yōu)缺點進行評價，并從數據窗的選取，故障前接觸網中的負荷電流，過渡電阻，牽引網阻抗和雙端數據不同步等因素對測距結果的影響進行了簡要分析。分析結果表明:各種測距算法不受過渡電阻和故障前負荷電流的影響;單端法需要準確確定電源的等效內阻抗，使用短路電流上升階段較靠后的數據窗測距精度較高;雙端法具有較高的測距精度且受線路參數的影響不大，雙端數據不同步對測距精度有一定