四轨牵引供电系统单极对地故障保护方案研究_毕业论文.pdf

四轨牵引供电系统单极对地故障保护方案研究 四轨牵引供电系统是城市轨道交通的重要组成部分，其采用接触轨供电、回流轨回流的供电方式，回流轨取代钢轨回流从根源上消除杂散电流，彻底解决杂散电流腐蚀问题。但是，四轨牵引供电系统继电保护研究仍然存在一些亟待解决的问题。本文针对四轨牵引供电系统单极对地故障进行深入研究，并提出对应保护方案，实现故障区段的快速检测与切除，减小停电范围，降低故障损失。 单极对地故障分析是保护方案的基础。该故障是指在四轨牵引供电系统中，一根轨道电压相对地面电压的故障。该故障可能会导致系统停电、设备损坏和人身安全威胁。因此，对单极对地故障的快速检测和切除非常重要。 本文首先对单极对地故障进行故障分析，将故障电路等值网络通过负荷分量网络和故障分量网络两部分叠加进行等效。然后，分别从正极对地故障和负极对地故障两方面进行故障分量网络模型推导与结构简化。基于简化后的故障分量网络，对故障分量电流分布进行研究，并通过对比分析故障区段和非故障区段两侧故障分量电流，对故障区段和非故障区段作出区分。 电流差动保护是单极对地故障的主要保护方法。该方法通过对比测量电流差动值来检测故障的存在。电流差动保护具有快速检测和高灵敏度的优点，可以快速检测和切除故障区段，减小停电范围，降低故障损失。 在电流差动保护中，电流测量装置的误差分析和采样值的同步方法分析是非常重要的。电流测量装置的误差可能会影响保护的可靠性，而采样值的同步方法直接影响保护的灵敏度和可靠性。本文对电流测量装置的误差进行分析，并提出误差补偿方法。同时，对采样值的同步方法进行分析，并提出同步方法的优化方案。 在保护方案的设计中，硬件结构和程序设计是非常重要的。本文从硬件结构和程序设计两方面对单极对地故障保护方案进行设计，并提出对应的硬件结构和程序设计方案。 本文在 Matlab/Simulink 仿真平台上搭建四轨牵引供电系统仿真模型，并对保护方案进行仿真验证。仿真结果表明，保护方案可以快速检测和切除故障区段，减小停电范围，降低故障损失。 本文对四轨牵引供电系统单极对地故障进行深入研究，提出对应保护方案，并对保护方案进行设计和仿真验证。该研究结果可以为四轨牵引供电系统的继电保护提供理论依据和技术支持。