电气化铁路牵引变电所综合自动化系统研究

摘要

电气化铁路在我国虽然才经历了四十多年的发展历程,但已成为我国运输行业的骨干方式。牵引变电所承担着将一次供电系统输送来的三相交流高压电能转变成较低电压的适合电力机车使用要求的电能的任务,是电气化铁路系统中最重要的部分。它的安全运行与否,直接关系到铁道电气化系统能否连续稳定的工作。高速电气化铁路的建设和发展,迫切需要品质更高、功能更强、性能更好的自动化装置,它对牵引变电所继电保护的可靠性和快速性提出了更高的要求。本文主要对电气化铁道牵引变电所综合自动化系统中的保护测控单元进行了研究,给出了保护测控装置硬件结构、软件系统的设计方案和实现方法。
　　论文首先介绍了牵引变电所的相关知识,包括变电所的组成和结构、电力机车的相关知识、牵引负荷的特点及牵引系统常见故障的特征等。在此基础上,论文对牵引变电所变压器保护及馈线保护的原理进行了研究,提出了适合新的发展需求的保护配置方案。论文还阐述了一种基于ARM和DSP双核处理器的新型微机保护硬件平台的设计方案,并根据前文所研究的新的保护原理,通过模块化的软件编程,在此硬件平台上实现了牵引变电所变压器及馈线保护功能。最后论文还对牵引网故障性质识别原理和IEC61850通信协议在牵引变电所综合自动化系统中的应用作了部分研究。

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1 绪 论

1.1 课题的目的和意义

1.2 牵引变电所综合自动化系统发展及现状

1.3 论文的主要工作

2 牵引供电系统结构特点与故障分析

2.1 牵引供电系统的结构组成

2.2 电力机车的工作原理

2.3 牵引负荷的特点分析

2.4 牵引供电系统故障特点分析

3 牵引变电所变压器保护研究

3.1 引言

3.2 牵引变压器差动保护研究

3.3 牵引变压器其他保护研究

3.4 本章小结

4 牵引变电所馈线保护研究

4.1 引言

4.2 馈线距离保护研究

4.3 馈线后备保护研究

4.4 本章小结

5 牵引变电所综自系统保护及测控单元的设计与实现

5.1 硬件平台的设计

5.2 保护单元的软件设计及实现

5.3 本章小结

6 牵引变电所综合自动化系统的其他问题研究

6.1 牵引网故障性质识别原理研究

6.2 IEC 61850在牵引变电所综自系统中的应用研究

7 总结与展望

7.1 全文总结

7.2 需要进一步做的工作

致谢

参考文献