【正文】 (3) 計(jì)算機(jī)輔助波形分析 當(dāng)所監(jiān)視的線路不滿足雙端行波測(cè)距條件時(shí)，在絕大多數(shù)情況下，可以通過對(duì)暫態(tài)波形進(jìn)行人工分析獲得準(zhǔn)確的單端行波故障測(cè)距結(jié)果。 鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 為了驗(yàn)證行波故障測(cè)距技術(shù)在自閉 /貫通線路上應(yīng)用的可行性及實(shí)用效果，我段先后對(duì)陶卜齊 呼西 區(qū)間的自閉 /貫通線進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)。接地故障分別 采用金屬性接地及通過一定電阻接地等方式，短路故障則全部為金屬性短路故障。 表 72 系統(tǒng)實(shí)地運(yùn)行故障測(cè)距結(jié)果 次 序 故障線路 故障 時(shí)間 測(cè)距結(jié)果 （距 陶卜齊 ） 測(cè)距 誤差 1 自閉 線 20200325 15 時(shí) 42 分 km 2 自閉 線 20200426 12 時(shí) 11 分 km 3 自閉 線 20200615 15 時(shí) 08 分 km 鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 建立在現(xiàn)代微電子技術(shù)、現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)之上的行波故障測(cè)距技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)線路故障的精確定位。 人工試驗(yàn)和實(shí)際故障檢測(cè)結(jié)果，證明該方法切實(shí)可行，具有重要推廣應(yīng)用價(jià)值。說明第 5 次試驗(yàn)失敗的主要原因是故障發(fā)生時(shí)，故障相電壓初相角較小，從而故障初始行波信號(hào)微弱所致。其結(jié)構(gòu)示意圖如 圖 01 所示。 主要技術(shù)特點(diǎn) TXC2020 自閉 /貫通線路行波故障測(cè)距系統(tǒng)主要具有以下特點(diǎn)： 鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 1） 首次采用故障電壓暫態(tài)行波線模分量實(shí)現(xiàn)故障測(cè)距的模式，不僅可以測(cè)量短路故障距離，還可測(cè)量小電流接地故障距離； 2） 充分利用自閉 /貫通線路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及信號(hào)傳感器的配置，采用雙端原理測(cè)距，使得裝置易于實(shí)現(xiàn)，且具有較高的可靠性和靈敏度； 3） 采用專門研制的高速數(shù)據(jù)采集單元對(duì)行波信號(hào)進(jìn)行采集、記錄與實(shí)時(shí)處理，并建立了以雙端行波測(cè)距為主、單端行波測(cè)距為輔的優(yōu)化組合測(cè)距模式，因而具有很高的可靠性； 4） 采用小波變換技術(shù)檢測(cè)行波波頭起始 點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的絕對(duì)時(shí)間，從而將 D 型雙端現(xiàn)代 行波測(cè)距原理的測(cè)距誤差控制在 177。在此環(huán)境下，可以象運(yùn)用示波器那樣對(duì)所記錄的暫態(tài)波形中各行波浪涌到達(dá)測(cè)量點(diǎn)的時(shí)刻進(jìn)行測(cè)量，從而對(duì)自動(dòng)雙端故障測(cè)距結(jié)果進(jìn)行直接修正，并且可以獲得單端行波故障測(cè)距結(jié)果。 當(dāng)?shù)靥幚頇C(jī)中的故障測(cè)距結(jié)果和暫態(tài)波形數(shù)據(jù)以 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)的形式存放在系統(tǒng)硬盤中，并可隨時(shí)接受行波綜合分析系統(tǒng)和遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)的 查詢和調(diào)取。 當(dāng)系統(tǒng)所監(jiān)視的任一路暫態(tài)信號(hào)瞬時(shí)超過設(shè)定的硬件門檻值時(shí)，高速數(shù)據(jù)采集單元中模擬比較回路的輸出信號(hào) (觸發(fā)信號(hào) )將立即凍結(jié)高精度時(shí)鐘的當(dāng)前時(shí)間信息 (含微秒數(shù) )，并激活中央處理單元插件中的采集控制定時(shí)電路，經(jīng)過一定時(shí)間 (約幾個(gè)毫秒 )后高速數(shù)據(jù)采集電路自動(dòng)停止工作， 同時(shí)向 CPU 發(fā)出一外部中斷信號(hào)。當(dāng)?shù)靥幚頇C(jī)由一臺(tái)工控機(jī)構(gòu)成，它負(fù)責(zé)接收、存儲(chǔ)來自 XC21 的暫態(tài)啟動(dòng)報(bào)告，并與安裝在線路對(duì)端所在變電所內(nèi)的行波采集與處理系統(tǒng)交換啟動(dòng)數(shù)據(jù)，從而自動(dòng)給出雙端行波故障測(cè)距結(jié)果。行波測(cè)距系統(tǒng)只在故障后一段有限的時(shí)間內(nèi)使用電話線，其他時(shí)間該線路仍然可以供通話使用，這就顯著地降低了測(cè)距系統(tǒng)通信投資與費(fèi)用。 實(shí)際線路中，由于行波在傳輸過程中存在損耗和衰減，其可檢測(cè)區(qū)域?qū)⑦M(jìn)一步縮小。 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)過渡電阻和故障瞬間電壓初相角的大小。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。 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。 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)用開放， GPS 信號(hào)接受模塊的價(jià)格降至幾百美元。 超高速數(shù)據(jù)采集 早期開發(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，通過判斷輸入信號(hào)是否超過門檻值來檢測(cè)行波脈沖。 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。 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)。 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。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。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)。 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)方程來描述。根據(jù)這些特征均可確定故障位置。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。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)。 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。 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)的情況下甚至超過負(fù)荷電流。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。另一方面，如果測(cè)距誤差太大，比如超過線路全長(zhǎng)的 20%，則可以說測(cè)距結(jié)果是不可靠的。 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。 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。 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)。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。 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，離開可靠性來談?wù)摐?zhǔn)確性是沒有意義的。 鐵路自動(dòng)閉塞行車制度是通過信號(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。自閉 /貫通線路結(jié)構(gòu)如 圖 01 所示。 自閉 /貫通線路故障特征 自閉 /貫通線路發(fā)生短路或小電流接地故障時(shí)，產(chǎn)生的工頻故障電壓電流特CB1～ CB8 為出線斷路器： 分位 合位 鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 征與地方配電網(wǎng)基本相同。 伴隨零序電壓，系統(tǒng)將出現(xiàn)零序電流，其幅值等于故障點(diǎn)故障電流的三分之一，而故障電流等于自閉 /貫通線路對(duì)地分布電容電流。 傳統(tǒng)故障測(cè)距及定位方法 由于線路結(jié)構(gòu)不同，自閉 /貫通線路的故障處理要求也有所不同。同時(shí)故障點(diǎn)上游 的 FTU FTU2 與其下游的 FTU FTUn 檢測(cè)的零序功率相反。 行波的基本概念 根據(jù)疊加原理，在故障瞬間，相當(dāng)于在故障點(diǎn)突然附加一個(gè)與故障前電壓大小相等、方向相反的虛擬電源，虛擬電源會(huì)產(chǎn)生向線路兩端