轨道交通断路器电磁操动机构参数辨识与时间补偿研究

发布时间：2020-03-30 18:27

【摘要】：轨道交通断路器作为断开和接通车辆主电路与接触网高压连接的设备,其智能化操作成为热点研究课题。同步控制技术作为断路器智能化操作的内容之一,在实际应用方面有着重要的意义。为满足同步控制的精度、减小动作时间的分散性,需对断路器操动机构动作时间进行补偿。目前,大多数的断路器同步控制系统对动作时间补偿时,只考虑了控制电压和温度这两个因素对动作时间的影响,而没有落实到具体的电路参数,并且现有的时间补偿算法都是批量学习算法,无法对触头磨损以及机械结构老化引起的分合闸时间变化进行补偿。本文以轨道交通断路器电磁操动机构为研究对象,提出了一种结合在线参数辨识的贝叶斯网络动作时间补偿方法。本文首先分析了轨道交通断路器电磁操动机构的工作原理和动态特性,确定了电磁操动机构分合闸时间的影响因素。利用递推最小二乘辨识算法对影响电磁操动机构分合闸时间的电路参数进行辨识,对参数辨识的辨识精度和收敛速度进行了仿真分析,验证了在线参数辨识算法的可靠性。在参数辨识的基础上,利用贝叶斯网络对断路器电磁操动机构分合闸时间进行了预测。在Matlab中搭建贝叶斯网络动作时间预测模型,将模型预测结果与只考虑控制电压和温度的BP神经网络模型的预测结果进行对比,通过比较平均绝对误差和均方根误差,发现贝叶斯网络模型的预测值更接近真实值,表明了结合在线参数辨识的贝叶斯网络模型预测动作时间的精准性优于BP神经网络模型。利用贝叶斯网络增量学习特性,根据新增数据动态的调整贝叶斯网络动作时间预测模型,模型的预测误差始终保持在0.25ms以内,验证了贝叶斯网络预测模型能够对触头磨损引起的分合闸时间变化进行补偿。
【图文】：

路运营总里程应达到 1.5×105km 左右，其中高铁市；到 2025 年，铁路运营总里程 1.75×105km 左 2035 年建成发达完善的现代化铁路网。随着国家道交通车辆断路器的需求将大大增加[1]。路牵引供电回路如图 1.1 所示。牵引变电所向接触由受电弓将交流电引入电力机车为机车供电，机车牵引变电所[2]。由于铁路采用的是单相工频交流供电力机车每行驶一段距离就需要进入分相区进行换断路器，依靠惯性通过分相区后再闭合主断路器。不断开，将会产生非常大的电弧导致相间短路[3]。车辆主电路与接触网高压连接的设备，，其安全性

从而减少电抗器、空载变压器等电力设备投入或切出电自身冲击的一种智能控制技术[7]。.1 为断路器同步关合动作时序图，在系统电压相角为 0o的时刻完成某个电压过零时刻为起始时刻，控制系统在 t1时刻接收到合闸命令器在 t3时刻关合所需的延时时间 tdc，当达到延时时间后，控制系统指令，经过断路器合闸时间 tc，断路器在电压过零点处关合。接收般希望断路器在最短的时间内完成合闸操作，断路器合闸所需要的：dc zc cal c1 1mod( , )2t t t tf f 为电网的频率；tzc为收到合闸指令时距时间起点的时间；tc为断路器控制系统 CPU 计算合闸延时所用的时间；mod 是求余运算，使用求不影响合闸相角的同时让延时时间最短。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U231.8;TM561

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本文编号：2607890