牵引供电系统交流采样高精度实时测量研究.pdf

西南交通大学
硕士学位论文
牵引供电系统交流采样高精度实时测量研究
姓名:叶圣永
申请学位级别:硕士
专业:电力系统及其自动化
指导教师:王晓茹

交流署蘸牵引垂龟系统;电力翔量要摘由电压、电流不对称引起的“不对称误差”,长期以来一直是个难以解决的问题。涣鞑裳乔R┑缦低呈凳辈饬恐械墓丶际酢5缙滴5ハ嗾鞲功率和电压的控制取决于无功功率的准确测量。传统的三相无功功率测量中的/。同时无功功率和电压的控制对提高系统运行的稳定性和经济性有重要意义,但有效的无功本文研究和给出电气量测量交流采样的算法,着重研究三相不平衡及波形畸变工况下无功功率的测量算法。暂行使用标准,比较了关于视在功率男戮啥ㄒ宓牟煌=樯苷摇⒎钦业ハ嘞低车牡缌康亩ㄒ澹晗阜治了正弦、非正弦和对称、不对称的三相系统的功率的定义和计算。并对单相非正弦电路和三相非正弦平衡系统进行仿真计算。本文还综述了基于正弦函数和周期函数模型的纸涣鞑裳惴ǎ治隽影响测量精度的原因并给出了解决措施。介绍了一种能消除此项误差的微机交流采样算法缌饕葡喾,对传统测量法和电流移相法进行了仿真研究。针对不同典型的工况,对单相交流采样算法进行理论仿真研究,得到在谐波较大的情况下,精度较高的算法。本文最后还利用牵引供电系统实时数据,关键词:本文介绍和分析了对部分算法进行仿真,提出了适合牵引供电系统的算法。第●。觥觥觥觥瘛觥鯻■●一
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第赂攀电气化铁道牵引供电系统交流采样测量技术的综述西南交通大学硕士研究生学位论文电气化铁道牵引供电系统是向电力机车或电力机车组供电而设置的变电、馈力牵引调度所等组成。电力牵引供电系统与公用电力系统的产权分界点在牵引变电力牵引负荷是指电力机车运行所需要的电功率。电力牵引负荷具有负荷波动幅度大,且具有随机性;产生负序电流、迷散电流和高次谐波;功率因数低等负荷特征。缌ηR玫缟璞肝Q靥吩诵械牡缌怠S捎诘缌档氖俊位置、取流大小胂呗菲碌兰巴涞馈⑶R亓俊⒃诵兴俣取⑿谐得芏鹊扔泄是不断变化的,因而负荷具有明显的波动性和间歇性。涣鞯缙芬话憔捎谜魇降缌怠U鞴讨胁钠媸备和其它电力用电设备安全运行造成危害并带来附损耗。捎诮涣鞯缌滴5ハ喔汉桑骨R涞缢缭床嗟娜嗟缌鞒鱿谟谐ぁ⒋笃碌赖牡缙飞希惺蔽A私谠嫉缌σ膊捎迷偕贫电力机车。在单相工频制电气化铁路上采用再生制动电力机车,将使电力牵引变电气化铁道牵引供电系统从世纪年代末开始采用远动装置对牵引供电设施实行远距离测量和监控,现在已经发展为综合自动化系统并可实现变电站无人值班。其中就地测量或遥测信息反映了牵引供电系统中的变电所和线路的运行参数,有变压器、母线和线路的有功功率、无功功率、电压、电流、频率以及统交流电参量的测量方法主要分为两大类耗D獾缏凡饬糠椒ê徒涣鞑裳算式测量方法。模拟电路测量在原理上基于信号为正弦波的假定,例如测量电压、电流有效值时,均是通过测量其平均绝对值来间接测量其有效值。可以证明当被测信号为纯工频正弦量时,有效值与平均绝对值之间的关系为:第电设施的总称。一般由电力牵引变电所、牵引网、电力牵引分区所、开闭所和电电所高压进线的门型架处。通常,牵引变电所在变压后,将电力通过馈电线和接触网送到电力机车,牵引回流则经由钢轨一地回路返回牵引变电所。高次谐波电流可使交流侧的电流、电压波形发生较大畸变。对电力系统、发电设不平衡,从而对三相对称的公用电力系统产生有害的负序电流和负序电压影响。电所的平均功率因数恶化,使电气化铁路对电力系统产生的负序电流影响增大。计电能量的脉冲量等。!一
出现了种类繁多而且性能价格比较好的高速宰;,#雞。,之间的关系将发生变化,并且谐波含量不也就无法事先确定,测量就存在误差。分析表明,在谐波污染严重的情况下,这种测量的误差可达%以上一,。因此模拟电路测量方法用于波形畸变且不平衡的牵引供电系统的电气量测量从原理上就存在较大的误差。供了有力的硬件支持。交流采样测量方法的理论基础是采样定理,即要求采样频交流采样是按一定规律对被测信号的瞬时值进行采样,再用一定的数值算法求得被测量,它与直流采样的差别是用软件功能代替硬件功能。是否采用交流采样法取决于两个条件:测量准确度和测量速度。交流采样的原理误差主要有两项:~项是用时间上离散的数据近似代替时问上连续的数据所产生的误差,这主要是由每个信号周期中的采样点数决定的,,也称作数字采样测量法,是在七“ú捎昧怂啾镀导际酰芏员徊庑藕