【正文】 征與地方配電網(wǎng)基本相同。通常，自閉 /貫通母線只為一側(cè)自閉 /貫通線路供電。自閉 /貫通線路結(jié)構(gòu)如 圖 01 所示。自閉 /貫通線路長(zhǎng)度一般條件下為 4060km，特殊情況下（沒(méi)有合適電源或者跨所供電）可達(dá)上百公里。 鐵路自動(dòng)閉塞行車制度是通過(guò)信號(hào)機(jī)將站間區(qū)間分為若干閉塞區(qū)間，每個(gè)閉塞區(qū)間同時(shí)只允許有一列車通行以保障行車安全。 /貫通線路故障特征及傳統(tǒng)測(cè)距方法 鐵路自閉 /貫通線路由單獨(dú)母線供電，中性點(diǎn)一般為不接地系統(tǒng)。 故障測(cè)距的準(zhǔn)確性與可靠性是有關(guān)聯(lián)的，可靠性是準(zhǔn)確性的前提條件，離開(kāi)可靠性來(lái)談?wù)摐?zhǔn)確性是沒(méi)有意義的。準(zhǔn)確性一般用測(cè)距誤差來(lái)衡量，包括絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差，絕對(duì)誤差以長(zhǎng)度表示，相對(duì)誤差用相對(duì)于線路全長(zhǎng)的百分比來(lái)表示。對(duì)于占絕大多數(shù)的瞬時(shí)性故障，可以區(qū)分是雷電過(guò)電壓造成的故障還是線路絕緣子老化造成的故障以及其他原因造成的故障，并采取有效措施，清除存在的隱患，避免事故的再一次發(fā)生，可以大大節(jié)省檢修時(shí)間和費(fèi)用。其重要性可表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面： （ 1）準(zhǔn)確的測(cè)量出故障點(diǎn)，可 以節(jié)省人工尋找故障點(diǎn)位置所消耗的大量人力、物力、財(cái)力。 關(guān)鍵詞： 自閉 /貫通線 ； 行波故障 測(cè)距 ； 研究與應(yīng)用 /貫通線路故障測(cè)距的作用及意義 自閉 /貫通線路是鐵路電力系 統(tǒng)的重要組成部分，肩負(fù)著為鐵路信號(hào)設(shè)備可靠供電的艱巨任務(wù)。鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 鐵路行波故障測(cè)距技術(shù) 的研究 摘 要： 自閉 /貫通線路沿鐵路線狹長(zhǎng)分布，沿線地質(zhì)和氣象條件復(fù)雜。 信號(hào)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn) 是 確保列車正常準(zhǔn)點(diǎn) 、 安全運(yùn)行 的 重要保證，隨著鐵路信號(hào)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，鐵路信號(hào)已成為提高運(yùn)輸效率，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸管理自動(dòng)化和列車運(yùn)行自動(dòng)控制以及改善鐵路員工的勞動(dòng)條件的重要技術(shù)手段。 （ 2）可以縮短故障修復(fù)時(shí)間，提高供電的可靠性，減少停電損失。 根據(jù)故障測(cè)距的目的和作用，測(cè)距裝置應(yīng)該在可靠性、準(zhǔn)確性、經(jīng)濟(jì)性、方便性等方面滿足一定的要求。 由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等因素的限制，測(cè)距誤差不可能做到太小。另一方面，如果測(cè)距誤差太大，比如超過(guò)線路全長(zhǎng)的 20%，則可以說(shuō)測(cè)距結(jié)果是不可靠的。對(duì)于頻繁發(fā)生的單相接地故障（俗稱 小電流接地故障），故障電流較小，易于故障電弧熄滅形成瞬時(shí)性故障，且系統(tǒng)可帶故障運(yùn)行，保證了供電的可靠性。采用自動(dòng)閉塞后，可以大大縮鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 短列車運(yùn)行的時(shí)間間隔，提高行車速度和通行密度。自閉線專為鐵路沿線信號(hào)設(shè)備提供電源，當(dāng)其發(fā)生故障時(shí)由貫通線備投。 CBCB上行線下行線 貫通 線CB控制箱 控制箱CB配電所甲配電所乙自閉母線貫通母線 貫通母線自閉母線CBCBCBCB自閉線 圖 01 鐵路自閉 /貫通線路結(jié)構(gòu)示意圖 由于信號(hào)設(shè)備負(fù)荷較小，自閉 /貫通線路對(duì)地分布電容電流所占比重較大，尤其是在電纜較長(zhǎng)的情況下甚至超過(guò)負(fù)荷電流。只在特殊情況下 ，才可能為兩側(cè)自閉 /貫通線路同時(shí)供電，而此時(shí)可將兩側(cè)的自閉 /貫通線路在邏輯上看作一條線路。 短路故障 兩相或三相短路故障時(shí)，短路相電壓顯著降低，同時(shí)產(chǎn)生較大的短路電流。 由于故障電流較大，需要及時(shí)切除故障線路以免損壞其它電力設(shè)備。對(duì)于架空線路構(gòu)成的自閉 /貫通線路，接地故障電流一般在 5A 以內(nèi)。但三相線路之間電壓關(guān)系、零序電壓與零序電流間的關(guān)系仍保持不變。如發(fā)生單相接地故障時(shí)，不同于地方電網(wǎng)傳統(tǒng)要求的選擇故障線路，而要求能夠?qū)崿F(xiàn)故障快速定位、隔離，并恢復(fù)健全區(qū)段的供電。故障時(shí)， FTU 將檢測(cè)到的故障信息送至主站系統(tǒng)，主站根據(jù)相應(yīng)的算法就可以實(shí)現(xiàn)故障的分段定位。根據(jù)這些特征均可確定故障位置。 利用 FTU 實(shí)現(xiàn)故障定位的方法在現(xiàn)場(chǎng)已有相當(dāng)多的應(yīng)用，對(duì)于短路故障其檢測(cè)可靠性非常理想。 M Nfefe? 圖 03 故障初始行波傳播示意圖 電力線路上的行波現(xiàn)象可以用建立在分布參數(shù)線路模型基礎(chǔ)上的電報(bào)方程來(lái)描述。 根據(jù)式 (1)和 (2)可以求出線路 上任一點(diǎn)在頻域的正向和反向電壓行波分量，并且可以表示為： ?????????????)],()(),([21),()],()(),([21),(????????xIZxUxUxIZxUxUcc (33) 式 (3)和 (4)表明，線路上某一點(diǎn)在頻域的正向和反向行波分量可以用該點(diǎn)的電壓、電流和波阻抗來(lái)表示，而且任一方向的電壓、電流行波分量和波阻抗之間存在歐姆定律的關(guān)系。故障暫態(tài)行波分量反映了線路故障的暫態(tài)行為特性，這些特性是實(shí)現(xiàn)行波保護(hù)及故障測(cè)距的基礎(chǔ)。 圖 04 單端法 行波故障測(cè)距原理 示意圖 設(shè)行波從母線到故障點(diǎn)的傳播方向?yàn)檎较颍瑒t故障初始行波浪涌到達(dá)測(cè)量端時(shí)形成本端第 1 個(gè)反向 行波浪涌。它顯然等于故障暫態(tài)行波在測(cè)量點(diǎn)與故障點(diǎn)之間往返一次的傳播時(shí)間，因而測(cè)量點(diǎn)到故障點(diǎn)之間的距離可以表示為： tvDMF ??21 (34) 式中： v 為波速度。 通過(guò)求解上述方程組可以獲得 M 端和 N 端母線到故障點(diǎn)的距離，并且可以表示為： ? ?? ?????????????LTTvDLTTvDMNNFNMMF)(21)(21 (36) 為了準(zhǔn)確標(biāo)定故障初始行波浪涌到達(dá)兩端母線的時(shí)刻，線路兩端必須配備高精度和高穩(wěn)定度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，而且兩端時(shí)鐘必須保持精確同步。 兩種行波測(cè)距方法的比較 單端行波故障測(cè)距原理具有很高的準(zhǔn)確性，但可靠性難以保證；雙端行波故障測(cè)距原理具有很高的可靠性，但準(zhǔn)確性稍差。 鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 從原理講，行波測(cè)距技術(shù)是可行的，且有很多優(yōu)點(diǎn)。 行波信號(hào)的獲取及信號(hào)利用方式 實(shí)現(xiàn)雙端行波測(cè)距首先需要解決在線路兩端如何獲取故障產(chǎn)生的暫態(tài)電壓行波信號(hào)。自閉 /貫通母線上配備有 3 相 TV（稱為母線 TV），用以測(cè)量母線 3相對(duì)地電壓。 圖 01 自閉 /貫通線路電壓電流互感器配置圖 對(duì)于任何一端配（變）電所，當(dāng)斷路器閉合時(shí)，母線 TV 和線路 TV測(cè)量同一系統(tǒng)的電壓， TA 測(cè)量的電流即為出線電流。 由于一般情況下兩個(gè)線路 TV分別測(cè)量 AB 間及 CB 間線電壓，即直接利用該 TV可獲得故障電壓行波的線模分量。 超高速數(shù)據(jù)采集 早期開(kāi)發(fā)的行波測(cè)距裝置不具備行波波形采集記錄功能，只是使用一個(gè)電壓比較電路，通過(guò)判斷輸入信號(hào)是否超過(guò)門檻值來(lái)檢測(cè)行波脈沖。需要設(shè)計(jì)由硬件實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集電路單元（ DAU）記錄故障電流行波信號(hào)。 90 年代初，美國(guó)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（ GPS）技術(shù)對(duì)全球商業(yè)化應(yīng)用開(kāi)放， GPS 信號(hào)接受模塊的價(jià)格降至幾百美元。 在暫態(tài)行波脈沖信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，信號(hào)檢測(cè)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，同時(shí)鎖存當(dāng)前時(shí)鐘輸出鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 并由 CPU 讀取該時(shí)間信息，裝置就實(shí)現(xiàn)了暫態(tài)行波脈沖信號(hào)出現(xiàn)時(shí)刻的精確檢測(cè)。 混合線路對(duì)檢測(cè)可靠性的影響分析 自閉 /貫通線路一般為架空、電纜混合線路。 關(guān)于混合線路對(duì)測(cè)距精度的影響，可以通過(guò)將架空線和電纜進(jìn)行波速度歸一化來(lái)解決。對(duì)等效線路應(yīng)用雙端測(cè)距法得到的故障距離后，再根據(jù)電纜線路的具體位置換算為實(shí)際的故障距離。 由于在一個(gè)阻抗不匹配點(diǎn)的折射行波在相鄰的阻抗不匹配點(diǎn)還會(huì)反射回來(lái)，因此在工程上，可以忽略長(zhǎng)度在 100 米以內(nèi)的電纜對(duì)行波衰減的影響。 影響初始電壓行波幅值的因素除了混合線路、線路負(fù)荷外，還有故障點(diǎn)過(guò)渡電阻和故障瞬間電壓初相角的大小。 對(duì)于 10kV 系統(tǒng)， kVU ? 。 實(shí)際線路中，由于行波在傳輸過(guò)程中存在損耗和衰減，其可檢測(cè)區(qū)域?qū)⑦M(jìn)一步縮小。 Rf/Ω ? / 圖 03 過(guò)渡電阻及故障初相角對(duì)檢