一種牽引網(wǎng)阻抗在線測試裝置及其測試方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種牽引網(wǎng)阻抗在線測試裝置及其測試方法，屬于電氣化鐵路牽引供電技術(shù)領(lǐng)域。解決了牽引網(wǎng)短路阻抗的在線測試問題。電流發(fā)生器一CG1的隔離開關(guān)K1的一端經(jīng)電流互感器CT1與PWM變流器AD1交流端口的一端相連，電壓互感器PT1并聯(lián)于PWM變流器AD1端口上，電壓互感器PT1的測量端、電流互感器CT1的測量端、PWM變流器AD1的控制端與控制器CU1相連接，控制器CU1與互聯(lián)網(wǎng)IT相連。電流發(fā)生器二CG2的受電弓EB、隔離開關(guān)K2、電流互感器CT2串聯(lián)后連接于PWM變流器AD2交流端口的一端，電壓互感器PT2并聯(lián)于PWM變流器AD2交流端口上，電壓互感器PT2的測量端、電流互感器CT2的測量端、PWM變流器AD2的控制端與控制器CU2相連接，控制器CU2與互聯(lián)網(wǎng)IT相連。主要用于牽引網(wǎng)阻抗在線測試。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于電氣化鐵路牽引供電
，特別涉及正常運(yùn)行的牽引網(wǎng)阻抗的在線測試。
技術(shù)介紹
電氣化鐵路的牽引網(wǎng)由接觸網(wǎng)和鋼軌組成，其中鋼軌阻抗對于電流變化呈現(xiàn)一定的非線性以及鋼軌與大地間電氣參數(shù)受天氣影響的復(fù)雜性，使準(zhǔn)確設(shè)計(jì)、計(jì)算牽引網(wǎng)阻抗和地中電流分布變得困難，進(jìn)而牽引網(wǎng)保護(hù)整定和故障標(biāo)定(故標(biāo))的準(zhǔn)確性與可靠性將難以保障，從而影響運(yùn)行的安全性和可靠性。為了驗(yàn)證保護(hù)和故標(biāo)的準(zhǔn)確性與可靠性，在設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)上，還要進(jìn)行現(xiàn)場短路試驗(yàn)。現(xiàn)場短路試驗(yàn)有其準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)，但是短路試驗(yàn)過程是不可控的，過大的短路電流還會對接觸網(wǎng)和變電所設(shè)備造成破壞，并且短路試驗(yàn)需要中斷正常供電和行車，致使線路停運(yùn)。因此，要完成各種氣象條件的全天候短路試驗(yàn)以得到受其影響的短路阻抗數(shù)據(jù)既受行車組織、電力調(diào)度方面的制約，也要付出線路停運(yùn)的代價(jià)。本申請公開一種不影響正常供電和行車的牽引網(wǎng)阻抗在線測試裝置及其測試方法，并可以方便、靈活地、全天候運(yùn)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供，它能有效的解決正常運(yùn)行的電氣化鐵路牽引網(wǎng)短路阻抗的在線測試問題。專利技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種牽引網(wǎng)阻抗在線測試裝置，所測試的牽引網(wǎng)由接觸網(wǎng)T和鋼軌R組成，接觸網(wǎng)T經(jīng)饋線F和饋線電流互感器CT與牽引母線TB連接。設(shè)置在作業(yè)車一上的電流發(fā)生器一 CGl包括隔離開關(guān)K1、電流互感器CTUPffM變流器AD1、電壓互感器PTl以及控制器⑶1，其中隔離開關(guān)Kl的一端經(jīng)電流互感器CTl與PffM變流器ADl交流端口的一端相連，電壓互感器PTl并聯(lián)于PffM變流器ADl端口上，電壓互感器PTl的測量端、電流互感器CTl的測量端、PffM變流器ADl的控制端與控制器⑶I相連接，控制器⑶I與互聯(lián)網(wǎng)IT相連。設(shè)置在作業(yè)車二上的電流發(fā)生器二 CG2包括受電弓EB、隔離開關(guān)K2、電流互感器CT2、PWM變流器AD2、電壓互感器PT2以及控制器⑶2，其中受電弓EB、隔離開關(guān)K2、電流互感器CT2串聯(lián)后連接于PffM變流器AD2交流端口的一端，電壓互感器PT2并聯(lián)于PffM變流器AD2交流端口上，電壓互感器PT2的測量端、電流互感器CT2的測量端、PWM變流器AD2的控制端與控制器⑶2相連接，控制器⑶2與互聯(lián)網(wǎng)IT相連。所述電流發(fā)生器一 CGl經(jīng)牽引母線TB、饋線F、饋線電流互感器CT、接觸網(wǎng)T和電流發(fā)生器二 CG2以及鋼軌R構(gòu)成回路。所述電流發(fā)生器二 CG2也可以利用機(jī)車或動車牽引變流器的備用容量實(shí)現(xiàn)電流發(fā)生器二 CG2的功能。一種牽引網(wǎng)阻抗在線測試方法，測試過程如下:作業(yè)車一靜置于牽引母線TB處，其電流發(fā)生器一 CGl的隔離開關(guān)Kl的另一端接于牽引母線TB，其PffM變流器ADl交流端口的另一端接于鋼軌R，饋線電流互感器CT的測量端連接于控制器⑶I。作業(yè)車二上電流發(fā)生器二 CG2的受電弓EB升起觸及接觸網(wǎng)T，其PffM變流器AD2交流端口的另一端經(jīng)車輪連接到鋼軌R，作業(yè)車二沿著牽引網(wǎng)移動。控制器⑶2控制電流發(fā)生器二 CG2的PffM變流器AD2產(chǎn)生接近工頻50Hz又不與工頻50Hz混淆的頻率為f的電流并注入到牽引網(wǎng)上。同時(shí)，電流互感器CT2測量注入到牽引網(wǎng)的頻率為f的電流，電壓互感器PT2測量PffM變流器AD2交流端口關(guān)于受電弓EB上的頻率為f的電壓，并將該電流、電壓數(shù)據(jù)通過控制器CU2發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)IT。控制器⑶I控制電流發(fā)生器一 CGl的PffM變流器ADl從牽引網(wǎng)上吸收等量的頻率為f的電流。同時(shí)，經(jīng)電壓互感器PTl測量牽引母線TB上的頻率為f的電壓。通過控制器CUl從互聯(lián)網(wǎng)IT接收控制器CU2發(fā)來的頻率為f的電流、電壓數(shù)據(jù)；控制器CUl將本地頻率為f的電流數(shù)據(jù)與接收到的控制器CU2發(fā)來的頻率為f的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行同步，即對鐘。根據(jù)同步后的牽引母線TB上頻率為f的電壓和受電弓EB上頻率為f的電壓之差以及頻率為f的電流，計(jì)算頻率f下的牽引網(wǎng)阻抗，再折算出工頻下的牽引網(wǎng)阻抗。控制器工作步驟如下:第一步，通過控制器⑶2控制電流發(fā)生器二 CG2的PffM變流器AD2發(fā)出頻率為f的幅值在最小值和最大值之間按指定、明顯規(guī)律變化的電流并注入牽引網(wǎng)，其中電流幅值的變化周期Tp遠(yuǎn)大于控制器CU2發(fā)送數(shù)據(jù)到控制器CUl接收數(shù)據(jù)的時(shí)間Δ T0第二步，在時(shí)刻t，設(shè)電流發(fā)生器二 CG2離開電流發(fā)生器一 CGl的距離為X，控制器⑶2記錄電流互感器CT2測量的頻率為f的電流Im (X，t)，同時(shí)記錄電壓互感器PT2測量的頻率為f的電壓UM(x，t)，并將該電流IM(x，t)和該電壓UM(x，t)數(shù)據(jù)發(fā)送給互聯(lián)網(wǎng)IT。第三步，同在時(shí)刻t，控制器⑶I記錄饋線電流互感器CT檢測到的牽引網(wǎng)上頻率為f的電流Im (X，t)，使電流發(fā)生器一 CGl吸收頻率為f的電流If并使電流IF (O, t)=電流Im(x, t)，同時(shí)記錄電壓互感器PTl測量的牽引母線上的頻率為f的電壓UF(0，t)。第四步，同在時(shí)刻t，控制器⑶I接收到控制器⑶2通過互聯(lián)網(wǎng)IT發(fā)來的時(shí)刻t-Δ T的電流Im(X，t-Δ T)和電壓Um(X，t-Δ T)數(shù)據(jù)，根據(jù)步驟一約定的電流幅值變化規(guī)律中的最大值或最小值的特征，將電流IM(x，t_AT)與電流IF(0，t-AT)同步:電流Im(x, t-ΔΤ) = If(O, t-ΔΤ);根據(jù)同步后的牽引母線TB上頻率為f的電壓Uf(0，t-Δ T)和受電弓EB上頻率為f的電壓Um (X，t- Δ T)之差以及頻率為f的電流If (O, t- Δ T)計(jì)算頻率f下的牽引網(wǎng)的阻抗，再折算出工頻下的牽引網(wǎng)的阻抗。本專利技術(shù)的工作原理是:兩種不同頻率的電流可以同時(shí)獨(dú)立工作，互不影響。假設(shè)牽引網(wǎng)的阻抗一頻率特性是連續(xù)的，工頻(50Hz)下的阻抗可以用接近工頻50Hz又不與工頻50Hz混淆的頻率下的阻抗折算獲得，或者用插值法獲得。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是:—、本專利技術(shù)提出的牽引網(wǎng)在線阻抗測試裝置可以在不影響正常供電和行車的情況下使用。二、本專利技術(shù)的電流發(fā)生器二 CG2可以單獨(dú)安裝在作業(yè)車上，也可以利用機(jī)車或動車牽引變流器的備用容量實(shí)現(xiàn)電流發(fā)生器二 CG2的功能，具有方便、靈活、安全、可控的特點(diǎn)，并可全天候運(yùn)用。三、本專利技術(shù)技術(shù)先進(jìn)、可靠，易于實(shí)施。【附圖說明】圖1是本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本專利技術(shù)的電流發(fā)生器二 CG2控制器⑶2的示意圖。圖3是本專利技術(shù)的電流發(fā)生器一 CGl控制器⑶I的示意圖。【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本專利技術(shù)作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例圖1為本專利技術(shù)的一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖:一種牽引網(wǎng)阻抗在線測試裝置，包括電流發(fā)生器一 CG1、電流發(fā)生器二 CG2 ;電流發(fā)生器一 CGl設(shè)置于作業(yè)車一上，靜置于牽引母線TB處；電流發(fā)生器二 CG2安裝于作業(yè)車二上，沿牽引網(wǎng)移動；牽引網(wǎng)由接觸網(wǎng)T、鋼軌R組成，接觸網(wǎng)T經(jīng)饋線F和饋線電流互感器CT與牽引母線TB連接；設(shè)置于作業(yè)車一上的電流發(fā)生器一 CGl包括隔離開關(guān)K1、電流互感器CTUPffM變流器ADl (包含IGBT單相橋Tl和直流電容Cl)、電壓互感器PTl以及控制器⑶I，其中隔離開關(guān)Kl 一端接于牽引母線TB，另一端經(jīng)電流互感器CTl與PffM變流器ADl交流端口的一端相連，PffM變流器ADl交流端口的另一端連本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種牽引網(wǎng)阻抗在線測試裝置，所測試的牽引網(wǎng)由接觸網(wǎng)T和鋼軌R組成，接觸網(wǎng)T經(jīng)饋線F和饋線電流互感器CT與牽引母線TB連接；其特征在于：設(shè)置在作業(yè)車一上的電流發(fā)生器一CG1包括隔離開關(guān)K1、電流互感器CT1、PWM變流器AD1、電壓互感器PT1以及控制器CU1，其中隔離開關(guān)K1的一端經(jīng)電流互感器CT1與PWM變流器AD1交流端口的一端相連，電壓互感器PT1并聯(lián)于PWM變流器AD1端口上，電壓互感器PT1的測量端、電流互感器CT1的測量端、PWM變流器AD1的控制端與控制器CU1相連接，控制器CU1與互聯(lián)網(wǎng)IT相連；設(shè)置在作業(yè)車二上的電流發(fā)生器二CG2包括受電弓EB、隔離開關(guān)K2、電流互感器CT2、PWM變流器AD2、電壓互感器PT2以及控制器CU2，其中受電弓EB、隔離開關(guān)K2、電流互感器CT2串聯(lián)后連接于PWM變流器AD2交流端口的一端，電壓互感器PT2并聯(lián)于PWM變流器AD2交流端口上，電壓互感器PT2的測量端、電流互感器CT2的測量端、PWM變流器AD2的控制端與控制器CU2相連接，控制器CU2與互聯(lián)網(wǎng)IT相連。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李群湛，趙藝，黃彥全，黃小紅，賀建閩，李亞楠，鄧琴，趙元哲，
申請(專利權(quán))人：西南交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：四川;51