CN109813986A - 一种用于贯通式同相供电系统的接触网潮流特征检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于贯通式同相供电系统的接触网潮流特征检测装置及方法，其特征在于，所述装置包括：转换装置，采样装置，信号处理装置；其中转换装置将接触网的电压电流转换成可直接测量的电气量，采样装置实时采集接触网的电压电流数据，信号处理装置对采集到的数据进行分析处理，所述方法基于ANN自适应谐波检测原理，以电流信号为原始输入，将电压信号锁相、倍频、移相后作为参考输入得到基波和各次谐波电流的正弦和余弦幅值，该方法解决了接触网中潮流难检测的问题，能准确有效的检测到接触线电压和电流，分析接触网的潮流特征，有利于牵引供电系统安全可靠运行。

Description

一种用于贯通式同相供电系统的接触网潮流特征检测装置及 方法

技术领域

本发明涉及一种贯通式同相供电系统的接触网潮流特征检测装置及方法。

背景技术

铁路牵引系统既有供电方式将牵引网分割成若干供电区段，同一供电区段内列车再生制动产生的能量难以被更多的列车利用，造成了再生制动能量不能被高效利用，降低了系统运行效率。既有牵引供电系统所存在的电分相问题、电能质量问题和系统效率问题均不利于高速铁路的快速发展，为了加快我国高速铁路发展步伐，促进电气化铁路进一步向“高速重载、高效可靠”方向发展，提出了一种新型贯通同相牵引供电系统。

贯通同相供电系统中全线牵引变电所实现电气连接，某个牵引负荷功率是由相邻多个牵引变电所同时提供，贯通同相供电系统供电能力大大增强，能使其在不同类型电气化铁路(如高速、重载)条件下，使牵引变电所容量得到优化配置，能充分利用牵引变电所容量，不会让牵引变电所长期处于空载或过载的情况。

贯通式同相供电系统也存在一些问题，例如相邻多个牵引变同时向某个牵引负荷供电时我们无法确定牵引供电系统的潮流流向。

发明内容

为了确定贯通式同相牵引供电系统的潮流特征，本发明提供了一种用于贯通式同相供电系统的接触网潮流特征检测装置及方法，所述系统结构图如图1所示。

本发明是通过以下技术手段来解决上述问题的：一种用于贯通式同相供电系统的潮流特征检测装置，其特征在于，所述装置包括：转换装置，采样装置，信号处理装置。

所述转换装置用于将接触网的电压电流转换为可直接测量得电气量。

所述采样装置实时采集测得的接触网的电压和电流。

所述信号处理装置对采集到的电压电流进行分析处理，得到接触网的潮流特征。

优选地，所述转换装置，考虑到接触网不能直接加装电压电流测量装置，在相邻两变电所的锚段关节处安装转换装置，将接触网的电压电流转换为可直接测量的电气量，既不改变贯通式牵引供电系统的结构，又能满足潮流检测的需求。

优选地，所述采样装置，由电压电流互感器实时采集接触网的电压电流。

一种用于贯通式同相供电系统的接触网潮流特征检测方法，其特征在于，包括：在接收到电压采样电路发送来的信号时，经过锁相、倍频、移相后得到3,5,7……次正弦和余弦信号，用它们作为ANN的参考输入，将接收到电流采样电路发送来的信号作为ANN的原始输入，确定基波和各次谐波电流正弦和余弦分量的幅值，以电压信号为基准，画出基波和各次谐波电流的幅值相角图，由幅值相角图判断接触网潮流特征。

优选地，由基波电流的幅值相角图和电压信号，可以确定其功率因数、负载特性和潮流流向。

优选地，由基波电流的相角变化，可以判断接触网是否发生振荡。

优选地，由谐波电流的幅值相角图，可以确定各次谐波电流的方向和谐波含有率。

本发明的有益效果为：所述转换装置安装在相邻两变电所的锚段关节处，在不改变原有贯通式同相牵引供电系统结构的基础上，相邻牵引变电所仍是直接电气连接；接触网的电压电流转换成可直接测量的电气量，测量设备对接触线无影响，保证牵引供电系统的可靠运行；所述方法能有效检测接触网的潮流特征，精度高，实时性好。

附图说明

图1为潮流特征检测装置结构图。

图2为潮流特征检测方法示意图。

图3为ANN自适应谐波电流检测原理图。

具体实施方式

以贯通式同相牵引供电系统为例，如图1所示，转换装置安装在相邻两牵引变电所之间的锚段关节处，在不改变原有贯通式同相牵引供电系统结构的基础上，相邻牵引变电所仍是直接电气连接；接触网的电压由电压互感器(PT)转移至二次侧，接触网的电流由电流互感器(CT)转移至二次侧，这样接触网的电压电流就转换为可直接测量的电气量；电压电流互感器二次侧接采样装置，采用装置将实时采集到的数据传输给信号处理装置；信号处理装置对接收到的数据进行分析处理。

如图2所示的潮流特征检测方法，基于图3所示ANN自适应谐波电流检测原理，将得到的电压信号U通过锁相电路PLL得到正弦和余弦信号sinωt，cosωt，再倍频得到3,5,7……次正弦和余弦信号，用它们作为ANN的参考输入，电流信号i作为ANN的原始输入，得到基波和各谐波电流的正弦和余弦分量{I_nssinωt，I_nc cosωt}，由公式得到基波和各次谐波电流的幅值，由公式得到基波和各次谐波电流的相角，由电压信号、基波电流的幅值和相角确定接触网的功率因数，负载特性和潮流流向；由基波电流相角的变化幅度判断其是否发生振荡；由电压信号、各次谐波电流的幅值和相角确定各次谐波的流向和含有率。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是,为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于贯通式同相供电系统的接触网潮流特征检测装置，其特征在于，所述装置包括：转换装置，采样装置，信号处理装置；其中所述转换装置将接触网的电压电流转换为可以直接测量的电气量，所述采样装置的输入连接转换装置的输出，所述信号处理装置用于对采集到的电压电流信号分析处理。

2.根据权利要求1所述的一种用于贯通式同相供电系统的接触网潮流特征检测装置，其特征在于，所述转换装置安装在相邻两变电所之间的锚段关节处，其中电压转换装置可以为电压互感器，电流转换装置可以为电流互感器，电压电流转换装置将接触网的电压电流转换成可直接测量的电气量，避免采样装置对接触网的影响。

3.一种用于贯通式同相供电系统的接触网潮流特征检测方法，其特征在于，包括：在接收到电压采样电路发送来的信号时，经过锁相、倍频、移相后得到3,5,7……次正弦和余弦信号，用它们作为ANN的参考输入，将接收到电流采样电路发送来的信号作为ANN的原始输入，确定基波和各次谐波电流正弦和余弦分量的幅值，以电压信号为基准，画出基波和各次谐波电流的幅值相角图，由幅值相角图判断接触网潮流特征。

4.根据权利要求3所述的一种用于贯通式同相供电系统的接触网潮流特征检测方法，其特征在于，根据基波电流的幅值、相角和电压信号，确定其功率因数、负载特性和潮流流向。

5.根据权利要求3所述的一种用于贯通式同相供电系统的接触网潮流特征检测方法，其特征在于，根据基波电流的相角变化，判断其是否发生振荡。

6.根据权利要求3所述的一种用于贯通式同相供电系统的接触网潮流特征检测方法，其特征在于，根据谐波电流的幅值和相角，判断各次谐波电流流向和谐波含有率。