高速铁路牵引网典型故障特征识别算法研究
发布时间：2021-09-04 17:43
牵引网是高速铁路牵引供电系统的重要组成部分,覆盖范围广,运行环境复杂,极易受到恶劣天气、外力破坏等原因而引发故障。牵引网跳闸后,根据故障信号快速识别故障类型,对于快速检修故障、减少故障损失、提高牵引网运行维护水平和实现高速铁路的智能化管理具有重大意义。本论文针对高速铁路典型故障类型为研究对象开展了以下工作:结合衙门口-北京现场线路结构搭建牵引网系统仿真模型,建立牵引变电所、牵引网线路以及电力机车模块,并对牵引网线路短路以及断路两种状态进行仿真,通过与录波数据进行对比,验证模型的正确性;根据线性电阻以及非线性电阻仿真对比分析,提出了一种更符合实际情况的非线性电阻仿真分析方法;针对牵引网典型故障进行空载以及机车负荷两种状态仿真分析,通过时域与频域分析相结合的方法,对不同供电段典型故障进行仿真对比,得出牵引网线路结构不影响故障主要特性;针对频率特性相似的四种非雷击故障,设计了一种特征提取算法,综合空载以及机车负荷两种状态进行分析,利用小波包能量谱对经过功率谱分析后的四种故障进行特征提取;搭建模拟实验平台以及现场实验系统,采集非雷击故障的原始数据,并将算法提取后的特征向量作为输入量进行故障类型...
【文章来源】：东华理工大学江西省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 高速铁路牵引网故障判定的研究现状
1.2.2 电力系统故障类型识别的研究现状
1.3 论文的主要研究内容及章节安排
第2章 牵引网系统理论分析及仿真模型建立
2.1 牵引网故障类型及产生机理
2.1.1 牵引供电系统分析
2.1.2 牵引网故障类型分析
2.2 牵引供电系统仿真参数分析
2.2.1 牵引变电所模块
2.2.2 牵引网线路模块
2.2.3 电力机车模块
2.3 牵引网线路仿真模型构建
2.3.1 仿真模型构建
2.3.2 牵引网线路仿真分析
2.3.3 牵引网线路现场实验结果分析
2.4 本章小结
第3章 牵引网典型故障仿真方法研究
3.1 雷击故障分析
3.1.1 雷电流模型
3.1.2 雷击故障仿真分析
3.2 非雷击故障分析
3.2.1 非雷击故障过渡电阻分析
3.2.2 鸟闪故障仿真分析方法
3.2.3 树闪故障仿真分析方法
3.2.4 污闪故障仿真分析方法
3.2.5 山火故障仿真分析方法
3.3 本章小结
第4章 基于小波包能量谱法的故障特征提取算法
4.1 牵引网线路典型故障仿真
4.1.1 牵引网空载时不同类型故障的仿真分析
4.1.2 机车负荷时不同类型故障的仿真分析
4.1.3 线路结构对故障波形的影响分析
4.2 基于小波包能量谱的特征提取算法流程
4.2.1 小波包原理
4.2.2 小波包能量谱特征提取算法设计
4.3 小波包能量谱特征提取算法在不同类型故障识别中的应用
4.3.1 不同类型故障特性对比分析
4.3.2 空载时不同类型故障特征提取
4.3.3 机车负荷时不同类型故障特征提取
4.4 本章小结
第5章 基于人工神经网络的故障类型模式识别
5.1 实验研究
5.1.1 模拟实验平台
5.1.2 现场实验系统
5.1.3 实验数据
5.2 实验故障信号特征提取
5.2.1 小波包去噪
5.2.2 去噪信号特征提取
5.3 基于RBF神经网络的故障类型分类识别
5.3.1 RBF神经网络原理
5.3.2 RBF神经网络模式识别
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于输电线路行波特征分析的典型故障原因辨识研究及应用[J]. 孙迎雪,赵海龙,秦力,庞松岭,林桃贝. 电气技术与经济. 2018(05)
[2]合资铁路投资运营模式现状与分析[J]. 袁国成. 管理观察. 2018(15)
[3]基于改进EMD的信号降噪方法[J]. 王强,王莉,陈晨,李伟伟. 火力与指挥控制. 2017(08)
[4]输电线路雷电过电压识别方法研究[J]. 饶超平. 通信电源技术. 2017(03)
[5]输电线路单端行波故障测距新算法[J]. 高洪雨,陈青,徐丙垠,王磊,宋卫平. 电力系统自动化. 2017(05)
[6]基于人工神经网络小电流接地选线方法研究[J]. 罗浩杰,张栋柱,李民强,玉聪,王勇军. 四川电力技术. 2016(06)
[7]轨道交通牵引供电系统综述[J]. 何洋阳,黄康,王涛,张葛祥. 铁道科学与工程学报. 2016(02)
[8]基于全息数据的贵州电网雷击故障诊断研究[J]. 虢韬,梁文勇,杨恒,谷山强,毕家启,赵淳. 陕西电力. 2015(04)
[9]基于小波包变换的局部放电包络信号模式识别[J]. 李振恩,陈昆鹏,高雄伟. 工业仪表与自动化装置. 2014(04)
[10]纵向分段式全并联AT牵引供电系统建模与仿真[J]. 陈海涛,熊列彬. 电气化铁道. 2014(02)
博士论文
[1]广域行波测距算法及其形式化验证[D]. 陈羽.上海交通大学 2013
硕士论文
[1]基于故障类型识别的输电线路测距方法研究[D]. 高雅琦.华东交通大学 2018
[2]开关柜局部放电带电检测与故障模式识别[D]. 时广华.东华理工大学 2018
[3]高压直流输电线路故障辨识及保护的研究[D]. 刘志向.燕山大学 2017
[4]基于电场感应的非接触式行波传感技术的研究[D]. 简讯.东华理工大学 2016
[5]输电线路故障原因综合辨识研究[D]. 张虹.山东大学 2016
[6]牵引网阻抗频率特性测试监控系统[D]. 吴伟.北京交通大学 2016
[7]高速列车车顶绝缘子绝缘状态监测系统的研究[D]. 尹国龙.西南交通大学 2015
[8]高速铁路接触网ATP建模及防雷保护研究[D]. 郑学贤.华东交通大学 2013
[9]基于Gaussian型RBF神经网络的函数逼近与应用[D]. 马东宇.中南大学 2011
[10]超高压直流输电线路故障测距原理研究及软件开发[D]. 李洪波.天津大学 2009
本文编号：3383717
【文章来源】：东华理工大学江西省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 高速铁路牵引网故障判定的研究现状
1.2.2 电力系统故障类型识别的研究现状
1.3 论文的主要研究内容及章节安排
第2章 牵引网系统理论分析及仿真模型建立
2.1 牵引网故障类型及产生机理
2.1.1 牵引供电系统分析
2.1.2 牵引网故障类型分析
2.2 牵引供电系统仿真参数分析
2.2.1 牵引变电所模块
2.2.2 牵引网线路模块
2.2.3 电力机车模块
2.3 牵引网线路仿真模型构建
2.3.1 仿真模型构建
2.3.2 牵引网线路仿真分析
2.3.3 牵引网线路现场实验结果分析
2.4 本章小结
第3章 牵引网典型故障仿真方法研究
3.1 雷击故障分析
3.1.1 雷电流模型
3.1.2 雷击故障仿真分析
3.2 非雷击故障分析
3.2.1 非雷击故障过渡电阻分析
3.2.2 鸟闪故障仿真分析方法
3.2.3 树闪故障仿真分析方法
3.2.4 污闪故障仿真分析方法
3.2.5 山火故障仿真分析方法
3.3 本章小结
第4章 基于小波包能量谱法的故障特征提取算法
4.1 牵引网线路典型故障仿真
4.1.1 牵引网空载时不同类型故障的仿真分析
4.1.2 机车负荷时不同类型故障的仿真分析
4.1.3 线路结构对故障波形的影响分析
4.2 基于小波包能量谱的特征提取算法流程
4.2.1 小波包原理
4.2.2 小波包能量谱特征提取算法设计
4.3 小波包能量谱特征提取算法在不同类型故障识别中的应用
4.3.1 不同类型故障特性对比分析
4.3.2 空载时不同类型故障特征提取
4.3.3 机车负荷时不同类型故障特征提取
4.4 本章小结
第5章 基于人工神经网络的故障类型模式识别
5.1 实验研究
5.1.1 模拟实验平台
5.1.2 现场实验系统
5.1.3 实验数据
5.2 实验故障信号特征提取
5.2.1 小波包去噪
5.2.2 去噪信号特征提取
5.3 基于RBF神经网络的故障类型分类识别
5.3.1 RBF神经网络原理
5.3.2 RBF神经网络模式识别
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于输电线路行波特征分析的典型故障原因辨识研究及应用[J]. 孙迎雪,赵海龙,秦力,庞松岭,林桃贝. 电气技术与经济. 2018(05)
[2]合资铁路投资运营模式现状与分析[J]. 袁国成. 管理观察. 2018(15)
[3]基于改进EMD的信号降噪方法[J]. 王强,王莉,陈晨,李伟伟. 火力与指挥控制. 2017(08)
[4]输电线路雷电过电压识别方法研究[J]. 饶超平. 通信电源技术. 2017(03)
[5]输电线路单端行波故障测距新算法[J]. 高洪雨,陈青,徐丙垠,王磊,宋卫平. 电力系统自动化. 2017(05)
[6]基于人工神经网络小电流接地选线方法研究[J]. 罗浩杰,张栋柱,李民强,玉聪,王勇军. 四川电力技术. 2016(06)
[7]轨道交通牵引供电系统综述[J]. 何洋阳,黄康,王涛,张葛祥. 铁道科学与工程学报. 2016(02)
[8]基于全息数据的贵州电网雷击故障诊断研究[J]. 虢韬,梁文勇,杨恒,谷山强,毕家启,赵淳. 陕西电力. 2015(04)
[9]基于小波包变换的局部放电包络信号模式识别[J]. 李振恩,陈昆鹏,高雄伟. 工业仪表与自动化装置. 2014(04)
[10]纵向分段式全并联AT牵引供电系统建模与仿真[J]. 陈海涛,熊列彬. 电气化铁道. 2014(02)
博士论文
[1]广域行波测距算法及其形式化验证[D]. 陈羽.上海交通大学 2013
硕士论文
[1]基于故障类型识别的输电线路测距方法研究[D]. 高雅琦.华东交通大学 2018
[2]开关柜局部放电带电检测与故障模式识别[D]. 时广华.东华理工大学 2018
[3]高压直流输电线路故障辨识及保护的研究[D]. 刘志向.燕山大学 2017
[4]基于电场感应的非接触式行波传感技术的研究[D]. 简讯.东华理工大学 2016
[5]输电线路故障原因综合辨识研究[D]. 张虹.山东大学 2016
[6]牵引网阻抗频率特性测试监控系统[D]. 吴伟.北京交通大学 2016
[7]高速列车车顶绝缘子绝缘状态监测系统的研究[D]. 尹国龙.西南交通大学 2015
[8]高速铁路接触网ATP建模及防雷保护研究[D]. 郑学贤.华东交通大学 2013
[9]基于Gaussian型RBF神经网络的函数逼近与应用[D]. 马东宇.中南大学 2011
[10]超高压直流输电线路故障测距原理研究及软件开发[D]. 李洪波.天津大学 2009
本文编号：3383717
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