石家庄至济南客运专线牵引供电系统故障测距研究

作     者：付增美 

作者单位：山东大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘世明

授予年度：2021年

学科分类：08[工学] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：牵引供电系统 行波测距法 测距精度 误差范围 

摘      要：近年来,随着我国高速铁路的快速发展,人们对旅客列车准时准点的要求也在不断提高。当线路发生故障时,能够迅速、准确地查找故障位置,排除故障险情,对保证列车通行的准点率,尤为重要。目前,高速铁路牵引供电系统测距装置的测距方法有:阻抗法、吸上电流法、上下行电流比法、吸馈电流比法等。石济客专以吸上电流法为主。铁路牵引供电系统一条供电臂平均输电距离为30km,而现阶段所使用的故障测距误差范围只能达到±500m。如何降低测距误差,提高测距精度,是现阶段铁路供电系统亟待解决的问题。如今,在电力系统中行波故障测距原理已逐步完善,应用逐步普及。其高精度的故障定位效果给了高速铁路牵引供电系统故障测距研究提供了新的方向。结合现阶段高速铁路牵引供电系统应用的故障测距方法与精度较高的行波故障测距方法,本文主要开展了如下研究:1.以石济客专供电线路投运前短路试验数据为依据,对石济客专采用的吸上电流法故障测距原理进行详细计算,确定误差范围。分析影响吸上电流法测距原理测量误差的因素。2.率先使用MATLAB开展了高速铁路牵引供电系统的行波仿真建模工作。以石济客运专为例,按照实际供电线路的分布位置,根据卡尔逊理论与镜像法原理,按照分布参数线路模型对供电线路进行相关参数计算。在MATLAB/Simulink中建立石济客专牵引供电系统数学模型,模拟线路发生短路故障时计算行波传输时间,分析验证行波测距法应用于高速铁路牵引供电系统的可行性并确定测距精度。3.根据MATLAB/Simulink仿真结果及相关计算可知:（1）行波故障测距法可应用于高速铁路牵引供电系统;（2）行波测距法可应用于高速铁路牵引供电系统各种故障类型;（3）行波故障测距法的测距精度优于吸上电流法;（4）在高速铁路牵引供电系统中应使用双端行波测距法。4.在鲁南高铁费县北-蒙山供电线路上安装行波测距装置进行现场验证,首次获得了高速铁路牵引供电系统行波数据,根据行波测距装置的测距结果与吸上电流法测距的计算结果对比,进一步验证上述4条结论正确。