牵引网的故障测距分析与仿真

摘要

高速化铁路是电气化铁路未来发展的主要方向，但由于受技术条件的制约，牵引网故障测距在电气化铁道快速发展中，至今还缺少可靠性、高精度的故障定位装置。而牵引网的精确故障定位，有助于及时修复故障线路，减轻维护人员的体力劳动，对铁路安全经济运营具有十分重要的意义。因此对牵引网故障测距的研究要更加深入。本文通过对故障测距中的断路和短路故障进行详细分析，并建模仿真。主要的研究工作如下：
　　首先对国内外现有的故障测距方法进行了详细的介绍。针对电气化铁路牵引网的三种供电方式的工作原理进行深入剖析，推导出在三种供电方式下电压、电流、阻抗和距离之间的测距表达式。
　　其次在三种供电方式原理的基础上，结合目前存在的单线F接地断路故障、复线F接地断路故障、全并联AT供电F接地断路的特点，推导出三种断线接地的故障测距计算公式，并建立基于全并联AT供电仿真模型，并验证了其表达式的正确性。针对目前牵引网T-R短路进行了详细分析，研究过渡阻抗对T-R短路的影响，最终采用横联线电流的方法对T-R短路故障测距进行仿真，仿真结果表明在不同条件下的故障测距符合理论分析，误差在许可范围，验证了用横联线电流比进行故障测距方法的可行性。
　　最后基于MATLAB仿真软件设计了GUI界面下短路故障测距系统，编写界面的源代码，通过T-R短路参数的设置，直观地得到了电源点距故障点之间的距离。这个界面简洁方便，故障测距一目了然。

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第一章 绪论

1.1 课题的背景与意义

1.2 国内外目前研究现状

1.3 本论文的主要研究内容

第二章 牵引网故障测距的理论分析

2.1 电气化铁路牵引供电方式介绍

2.2 直接供电方式故障测距原理

2.3 BT供电方式测距原理

2.4 AT牵引网供电方式故障测距原理

2.5 本章小结

第三章 牵引网断线接地故障分析与仿真

3.1 模型的建立

3.2 单线F断线接地阻抗分析

3.3 复线的F断线接地阻抗分析

3.4 全并联AT供电馈线F断线接地阻抗分析与仿真

3.5 本章小结

第四章 牵引网短路故障分析与仿真

4.1 牵引网短路模型的建立

4.2 过渡阻抗对T-R短路的影响并仿真

4.3 基于横联线电流方法的T-R短路故障测距中的仿真

4.4 基于新型保护故障测距分析并仿真

4.5 本章小结

第五章 基于GUI界面下短路故障测距的实现

5.1 GUI界面的创建

5.2 基于GUI界面下短路故障测距仿真

5.3 GUI界面下短路故障测距系统的实现

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 主要工作回顾

6.2 本课题今后需要进一步研究的地方

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢