城市轨道直流牵引供电系统短路特性研究
发布时间：2021-04-23 15:30
城市轨道交通直流保护可靠动作可以保证城市轨道交通的安全运营与乘客的人身安全,但是DDL保护可能会出现误动或者拒动的情况。为了确保城市轨道交通的安全可靠运行,必须对城市轨道交通直流保护进行深入的研究。本文首先对城市轨道直流牵引供电系统现有的保护方式进行了总结。然后通过建立仿真模型得到牵引变电所馈线负荷电流,将仿真结果与上海某列车的实测电流进行了比较。通过分析得到列车存在过分段电流产生的原因,且用武汉某地铁引起DDL保护误动作的实测电流证明了过分段电流具有可能会引起DDL保护误动作的特性。通过建立考虑集肤效应的钢轨模型得到馈线处的远端短路电流,计算仿真远端短路电流与实测远端短路电流的皮尔森系数为0.999,验证了模型的合理性。通过将过分段电流与远端短路电流就行比较,得到过分段电流与短路电流的电流增量以及电流变化率相似,但是短路电流的高次频率分量多于过分段电流的高次频率。针对过分段电流与远端短路电流频率上存在的差异,本文引入Gilles提出的经验小波（EWT）理论。EWT具有完整的数学推导过程,良好的自适应性,稳定的分解结果,同时其计算更加快捷简单。但是EWT可能存在“过切分”以及未能解决频...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 城市轨道直流供电系统牵引变压器模型研究现状
1.2.2 城市轨道直流供电系统列车负荷模型研究现状
1.2.3 城市轨道直流供电系统钢轨暂态模型研究现状
1.2.4 城市轨道直流供电系统直流保护方法研究现状
1.3 论文的主要工作
第2章 城市轨道交通直流馈线保护
2.1 直流馈线保护概述
2.2 大电流脱扣保护
2.3 DDL保护
2.3.1 瞬时跳闸保护
2.3.2 DDL+△I保护
2.3.3 DDL+△T保护
2.4 定时限过流保护
2.5 双边联跳保护
2.6 接触网热过负荷保护
2.7 小结
第3章 牵引变电所馈线负荷电流特性分析
3.1 引言
3.2 主变电所模型
3.3 牵引变电所模型
3.3.1 轴向双分裂变压器等效电路
3.3.2 24脉波整流器仿真模型
3.3.3 牵引变电所仿真结果
3.4 列车负荷模型
3.4.1 列车传动结构及特性
3.4.2 列车Matlab/Simulink模型
3.5 牵引变电所馈线负荷电流特性
3.6 小结
第4章 牵引变电所馈线短路电流特性分析
4.1 引言
4.2 考虑集肤效应的钢轨模型
4.2.1 导体表面叠加阶跃电场强度情况下的暂态计算
4.2.2 任意形式信号的阶跃信号分析方法
4.2.3 钢轨模型
4.3 牵引变电所馈线短路电流特性
4.4 过分段电流与短路电流特性比较
4.5 小结
第5章 城市轨道直流短路电流特性提取
5.1 引言
5.2 经验小波（EWT）
5.2.1 EWT理论
5.2.2 EWT的不足
5.3 基于高斯高斯滤波改进EWT算法
5.3.1 高斯滤波
5.3.2 基于高斯滤波改进的EWT算法验证
5.4 基于一维最大熵法的EWT算法改进
5.4.1 频域矩阵A
5.4.2 一维最大熵法
5.4.3 一维最大熵法改进的EWT算法验证
5.5 基于改进EWT算法的电流特性提取
5.6 实例分析
5.6.1 改进前的EWT提取电流特征频率
5.6.2 改进后的EWT提取电流特征频率
5.7 基于特征频率f*的直流短路故障辨识和DDL保护的比较
5.8 小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]用ILMD多尺度时频熵识别直流牵引网振荡电流与故障电流[J]. 杨洪耕,冷月,王智琦. 高电压技术. 2018(08)
[2]测量机器人小视场星图一维最大熵星点图像分割算法[J]. 时春霖,张超,陈长远,杜兰,叶凯,韩忠. 测绘学报. 2018(04)
[3]基于多尺度能量分析法的直流馈线保护算法改进[J]. 徐小林,张福生,胡源,李志勇. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2017(03)
[4]基于EEMD样本熵的直流牵引网故障电流识别[J]. 冷月,杨洪耕,王智琦. 中国测试. 2016(12)
[5]地铁直流牵引供电系统振荡机理分析[J]. 王建民,李夏青,田行军. 北京石油化工学院学报. 2014(04)
[6]直流牵引网振荡电流与故障电流波形识别[J]. 田行军,李夏青,李运华. 电工技术学报. 2013(11)
[7]城市轨道交通牵引变电所直流短路Matlab/Simulink仿真分析[J]. 邓小训. 铁道勘测与设计. 2013(04)
[8]基于EMD分解的直流牵引供电系统短路故障识别[J]. 倪涛,李夏青. 北京石油化工学院学报. 2012(02)
[9]基于Mexh小波变换的直流馈线保护方法[J]. 喻乐,和敬涵,王小君,薄志谦. 电力系统保护与控制. 2012(11)
[10]基于阶跃级数逼近法的城市轨道交通钢轨短路电流趋肤效应研究[J]. 喻乐,和敬涵,王小君,薄志谦. 电工技术学报. 2012(04)
博士论文
[1]城市轨道交通供电系统建模与直流馈线保护的研究[D]. 喻乐.北京交通大学 2012
[2]城市轨道交通直流牵引系统故障分析及若干问题的研究[D]. 孔玮.华北电力大学（北京） 2005
硕士论文
[1]基于OTSU和最大熵的阈值分割算法的研究[D]. 王利奉.哈尔滨理工大学 2018
[2]基于MATLAB/Simulink的城市轨道交通交直流供电系统建模仿真[D]. 张俊婷.北京交通大学 2017
[3]地铁牵引供电系统建模与仿真[D]. 魏光耀.西南交通大学 2017
[4]经验小波变换的理论算法研究及其在语音信号处理中的应用[D]. 薛彪.南京理工大学 2016
[5]一种低频牵引供电系统及其测控方法研究[D]. 宁佳.西南交通大学 2015
[6]直流牵引供电系统故障分析与保护方法研究[D]. 仇龙刚.西南交通大学 2015
[7]轨道交通直流牵引系统短路故障研究[D]. 许成.浙江大学 2014
[8]地铁直流牵引供电系统馈线保护研究[D]. 孟飞.华东交通大学 2012
[9]地铁供电系统直流侧短路故障研究[D]. 张峻领.西南交通大学 2011
[10]城市轨道直流馈线保护新原理研究[D]. 曹雅怀.华北电力大学（北京） 2011
本文编号：3155580
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 城市轨道直流供电系统牵引变压器模型研究现状
1.2.2 城市轨道直流供电系统列车负荷模型研究现状
1.2.3 城市轨道直流供电系统钢轨暂态模型研究现状
1.2.4 城市轨道直流供电系统直流保护方法研究现状
1.3 论文的主要工作
第2章 城市轨道交通直流馈线保护
2.1 直流馈线保护概述
2.2 大电流脱扣保护
2.3 DDL保护
2.3.1 瞬时跳闸保护
2.3.2 DDL+△I保护
2.3.3 DDL+△T保护
2.4 定时限过流保护
2.5 双边联跳保护
2.6 接触网热过负荷保护
2.7 小结
第3章 牵引变电所馈线负荷电流特性分析
3.1 引言
3.2 主变电所模型
3.3 牵引变电所模型
3.3.1 轴向双分裂变压器等效电路
3.3.2 24脉波整流器仿真模型
3.3.3 牵引变电所仿真结果
3.4 列车负荷模型
3.4.1 列车传动结构及特性
3.4.2 列车Matlab/Simulink模型
3.5 牵引变电所馈线负荷电流特性
3.6 小结
第4章 牵引变电所馈线短路电流特性分析
4.1 引言
4.2 考虑集肤效应的钢轨模型
4.2.1 导体表面叠加阶跃电场强度情况下的暂态计算
4.2.2 任意形式信号的阶跃信号分析方法
4.2.3 钢轨模型
4.3 牵引变电所馈线短路电流特性
4.4 过分段电流与短路电流特性比较
4.5 小结
第5章 城市轨道直流短路电流特性提取
5.1 引言
5.2 经验小波（EWT）
5.2.1 EWT理论
5.2.2 EWT的不足
5.3 基于高斯高斯滤波改进EWT算法
5.3.1 高斯滤波
5.3.2 基于高斯滤波改进的EWT算法验证
5.4 基于一维最大熵法的EWT算法改进
5.4.1 频域矩阵A
5.4.2 一维最大熵法
5.4.3 一维最大熵法改进的EWT算法验证
5.5 基于改进EWT算法的电流特性提取
5.6 实例分析
5.6.1 改进前的EWT提取电流特征频率
5.6.2 改进后的EWT提取电流特征频率
5.7 基于特征频率f*的直流短路故障辨识和DDL保护的比较
5.8 小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]用ILMD多尺度时频熵识别直流牵引网振荡电流与故障电流[J]. 杨洪耕,冷月,王智琦. 高电压技术. 2018(08)
[2]测量机器人小视场星图一维最大熵星点图像分割算法[J]. 时春霖,张超,陈长远,杜兰,叶凯,韩忠. 测绘学报. 2018(04)
[3]基于多尺度能量分析法的直流馈线保护算法改进[J]. 徐小林,张福生,胡源,李志勇. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2017(03)
[4]基于EEMD样本熵的直流牵引网故障电流识别[J]. 冷月,杨洪耕,王智琦. 中国测试. 2016(12)
[5]地铁直流牵引供电系统振荡机理分析[J]. 王建民,李夏青,田行军. 北京石油化工学院学报. 2014(04)
[6]直流牵引网振荡电流与故障电流波形识别[J]. 田行军,李夏青,李运华. 电工技术学报. 2013(11)
[7]城市轨道交通牵引变电所直流短路Matlab/Simulink仿真分析[J]. 邓小训. 铁道勘测与设计. 2013(04)
[8]基于EMD分解的直流牵引供电系统短路故障识别[J]. 倪涛,李夏青. 北京石油化工学院学报. 2012(02)
[9]基于Mexh小波变换的直流馈线保护方法[J]. 喻乐,和敬涵,王小君,薄志谦. 电力系统保护与控制. 2012(11)
[10]基于阶跃级数逼近法的城市轨道交通钢轨短路电流趋肤效应研究[J]. 喻乐,和敬涵,王小君,薄志谦. 电工技术学报. 2012(04)
博士论文
[1]城市轨道交通供电系统建模与直流馈线保护的研究[D]. 喻乐.北京交通大学 2012
[2]城市轨道交通直流牵引系统故障分析及若干问题的研究[D]. 孔玮.华北电力大学（北京） 2005
硕士论文
[1]基于OTSU和最大熵的阈值分割算法的研究[D]. 王利奉.哈尔滨理工大学 2018
[2]基于MATLAB/Simulink的城市轨道交通交直流供电系统建模仿真[D]. 张俊婷.北京交通大学 2017
[3]地铁牵引供电系统建模与仿真[D]. 魏光耀.西南交通大学 2017
[4]经验小波变换的理论算法研究及其在语音信号处理中的应用[D]. 薛彪.南京理工大学 2016
[5]一种低频牵引供电系统及其测控方法研究[D]. 宁佳.西南交通大学 2015
[6]直流牵引供电系统故障分析与保护方法研究[D]. 仇龙刚.西南交通大学 2015
[7]轨道交通直流牵引系统短路故障研究[D]. 许成.浙江大学 2014
[8]地铁直流牵引供电系统馈线保护研究[D]. 孟飞.华东交通大学 2012
[9]地铁供电系统直流侧短路故障研究[D]. 张峻领.西南交通大学 2011
[10]城市轨道直流馈线保护新原理研究[D]. 曹雅怀.华北电力大学（北京） 2011
本文编号：3155580
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