基于阻抗法和行波法组合的复线牵引网故障测距研究.pdf

第34卷第20期 继电器 V01．34No．20 2006年10月16日 RELAY 0ct．16，200647 基于阻抗法和行波法组合的复线牵引网故障测距研究 马欣，程伟 (同济大学电气工程系，上海200092) 摘要：由于牵引网故障测距常用的两大算法阻抗分析法和行波分析法在不同的情况下各有优缺点，因此很难 用一种算法取得理想的测距结果。经过仿真对比阻抗算法和行波算法，发现二者具有优缺点互补的特性。由 此提出将两种算法结合应用，取其优点，舍其缺点来提高现有故障测距算法的精确度。分剐采用改进的阻抗 分析法和行波分析法对30km长的复线直供带机车牵引网模型进行仿真和误差分析。对仿真结果进行综合 分析后提出组合算法，结合阻抗算法和行波算法的优点得出改进精度的仿真数据，误差分析表明结果令人满 意。研究提示阻抗法和行波法组合的故障测距算法在牵引网实际应用中可能具有良好的应用前景。 关键词：故障测距； 牵引网；行波分析法； 阻抗分析法； 小波分析 中图分类号：TN832 文献标识码：A 文章编号：1003_489712006120旬047旬6 长度与阻抗成正比的原理，求出装置安装处到故障 O 引言 点的距离。 随着625km的渝怀线电气化铁路的建成，到 在我国复线区段电气化铁道牵引供电系统正常 2005年底，我国共建成开通43条电气化铁路，总里 运行时，上、下行牵引网在末端的分区亭内通过隔离 132 程达到20 km，成为继俄罗斯、德国之后，第三个 ．开关实行并联运行，以提高牵引网电压水平。因此 电气化铁道总里程数超过两万公里的国家。牵引网 故障发生后，可通过非故障的牵引网推导出分区亭 属一级负荷，因此发生故障后快速准确地查找出故 的电压和电流，从而形成双端数据故障测距原理，消 障位置至关重要。复线牵引网较单线牵引网一个最 除过渡电阻对测量精度的影响。 大的优点是安全可靠，一旦一条线路出现故障可以 切换到另一条非故障线路，从而避免大面积停电，保 障线路安全可靠地运行，因此研究复线牵引网意义 重大。 目前最常用的两种故障测距算法为阻抗分析法 和行波分析法，两者分别利用故障的稳态和暂态信 息进行故障定位，各有优缺点，相互间有互补关系。 图1 复线牵引网故障示意图 Double-linetractionnetworkfault 最近国外研究运用阻抗法补充行波法近端测距失败 Fig．1 的弊端，使行波法近端测距的可靠性显著提高…。 如图l所示，其中层。为变电所，z。为系统阻 本文针对牵引网复线直接供电模型，在充分利用冗 抗，M为线路的首端、N为线路的末端，f为故障点， 余故障信息的基础上，提出了一种将阻抗法和行波 线路全长z，故障点至始端的距离为fd，，。。、k为上 法组合运用的故障测距方法，希望能够合并二者的 下行线路电流，U。、￡，。为始端电压和末端的电压，玑 优点，弱化二者的缺点，使测距算法不仅在近端并且 为故障点对地电压，Jf为故障点电流。假定上、下行 在远端的精度和可靠性显著提高。 牵引网单位自阻抗分别为z，、z：，单位互阻抗为 1测距算法原理