基于EMD奇异值熵和SVM的牵引供电系统故障诊断研究

牵引供电系统发生故障时,如何快速诊断故障,对维护铁路的正常运输秩序有极大影响。为此,提出了一种基于EMD奇异值熵和SVM结合的故障诊断方法。以牵引供电系统发生故障时的现场故障波形为原始数据,首先将故障数据进行EMD分解,将得到的本证模态函数(IMF)和残差作为特征向量矩阵,并对其进行奇异值分解;然后根据信息熵理论定义奇异值熵,并将计算得到的奇异值熵作为特征量输入SVM分类器中进行训练和测试,得到最终的故障分类模型;最后通过分析表明该方法的准确率为93.8%,能对牵引供电系统4种典型故障进行诊断。     

高速气流中沙尘对复合绝缘子闪络特性的影响研究

运行于高速沙尘环境中的车顶复合绝缘子频繁发生异常及不明闪络现象,严重威胁列车的安全、稳定运行。风沙环境使得复合绝缘子附近的空间电场发生了一定的畸变,会影响复合绝缘子的闪络特性。文中基于风洞试验系统探究高速气流环境中沙尘对复合绝缘子闪络特性的影响,测定了高速气流沙尘状况下复合绝缘子的闪络电压,对比了在有沙尘与无沙尘时复合绝缘子的闪络电压,揭示了沙尘环境下复合绝缘子闪络电压的变化趋势;实验结果表明:高速气流环境下,复合绝缘子的闪络电压随风速的增加先增大后减小,有沙尘时复合绝缘子的闪络电压要比无沙尘时低;在同一气流速度下,当沙粒粒径为100μm、沙流量较小时,复合绝缘子的闪络电压要高于沙流量较大时的闪络电压;随气流速度的不断增大,沙尘通过畸变电场而影响闪络电压的程度将逐渐低于流场特性的影响,而使得在气流速度较高时不同沙尘流量的闪络电压差距较小。     

分离水珠对车顶绝缘子沿面电场影响及相应优化改进措施

针对动车组车顶绝缘子低温、凝露、大雾天气下易引发闪络事故,以受电弓绝缘子为研究对象,建立绝缘子表面水珠简化的平行电极3维计算模型。采用电场旋转角定义水珠的外加电场方向,研究了外加电场下最大电场增强因子与电场旋转角的关系,得到了2者之间的函数关系,以此分析了车顶绝缘子均压环的优化设置参数。研究结果表明:含分离水珠的车顶绝缘子表面电场畸变与外加场强方向有关,最大场强点位于等电位面与水珠的切点处,端切点处电场的畸变比顶切点处更明显;考虑体积为1μL的半球形水珠分布于车顶绝缘子不同位置的电场增强因子变化,优化高压端伞裙表面最大场强的原则,确定了均压环半径R=90 mm、距离高压端高度H=49 mm、截面半径r=20 mm的最佳均压环配置方案。     

地形结构及参数对特高压直流地电流散流特性的影响分析

直流接地极注入电流会对周边电力设施产生不利影响,而地形结构是特高压直流地电流散流特性的重要影响因素。为此,根据接地极极址的不同情况,分别建立了水平双层及复合分层的地形结构。首先,由镜像法和行波法消除了土层间的界面效应,进而推导出一种求解地中电流密度的简易算式,形式简单,易于大规模编程计算。其次,通过软件建模仿真,验证了提出的算式的准确性及可行性。最后,依托工程案例,研究了地形结构及参数对直流地电流散流特性的影响规律。提出的算式可用于特高压直流地电场的计算,对于深层土壤电阻率的测量、交流系统及埋地设施的选址均有一定的指导意义。     

用三相电流源测试阻抗匹配平衡变压器差动保护比率特性曲线的方法

为解决采用传统的测试方法难以完成牵引供电系统普遍采用的阻抗匹配平衡变压器差动保护特性曲线的测试的问题,提出了一种利用现有继电保护测试仪三相电流源实现该保护特性曲线的测试方法,并采用该方法进行了实测,验证了这种方法的有效性.     

特高压交流同塔双回输电线路电磁耦合分量的计算分析

针对特高压交流同塔双回输电线路,建立了特高压交流同塔双回输电线路电磁耦合模型,计算了一同线路停运检修时,运行线路在检修线路上感应产生的电磁耦合分量;研究了线路换位、线路故障类型、故障点位置、耦合地线等因素对电磁耦合分量的影响.研究结果表明：线路换位与架设耦合地线可有效降低线路间的电磁耦合分量;线路发生不同类型故障时,电磁耦合分量无明显变化规律;单相接地故障情况下,故障点位于线路首末两端时,电磁耦合分量出现最大值.     

用三相电流源测试阻抗匹配平衡变压器差动保护比率特性曲线的方法

为解决采用传统的测试方法难以完成牵引供电系统普遍采用的阻抗匹配平衡变压器差动保护特性曲线的测试的问题,提出了一种利用现有继电保护测试仪三相电流源实现该保护特性曲线的测试方法,并采用该方法进行了实测,验证了这种方法的有效性。     

基于PSCAD的高速动车组升弓浪涌过电压仿真分析

高速动车组(EMU)升弓瞬间产生的车体浪涌过电压,会严重影响车载电气设备的安全运行,干扰列车控制设备的数据采集与传输。为了掌握现有连接方式下升弓浪涌过电压的特点,以某型车为例,利用PSCAD/EMTDC软件建立包括接触网电源、高压电缆、车体及接地系统的等效模型。仿真研究了升弓瞬间受电弓弓头过电压和车体过电压的传播特点,探究了电缆长度、接触网电源等值参数及其电压相位对过电压的影响。结果表明:升弓时受电弓弓头过电压幅值可达60~70 kV,振荡衰减时间在25μs左右,振荡频率一般在0.86~1.74 MHz之间;车体过电压幅值在不同车体之间向前传播过程中逐渐减小,其中最大幅值为3号车车顶与车底之间,可达到7.02 kV。研究结果表明,升弓浪涌过电压受电缆长度、接触网电源等值参数及其电压相位的影响较大。     

基于FDS的变压器油浸纸老化程度与水分含量评估方法

搭建了频域介电谱(FDS)技术测试试验平台,测试了不同老化程度和不同水分含量油浸纸样品的复介电常数,并对测试结果进行对比分析。分析结果表明:绝缘纸聚合度的降低使油浸纸样品的复介电常数实部和虚部在低频段增大,而在高频段基本不变;绝缘纸水分含量的增加使油浸纸样品的复介电常数实部在10~2 Hz以下的频域范围内增大,虚部在整个测试频域范围内增大,且虚部曲线随水分含量的增大呈现向右平移趋势。提出利用复介电常数虚部的等效下降幅度作为绝缘纸聚合度映射特征量,以此评估油浸纸的老化状态。拟合出特征频率10~(-4) Hz处复介电常数实部与水分含量的关系式,以此提出一种适用于不同老化程度和油浸纸水分含量的频域介电特征量评估方法。     

网络化控制系统时延测量、分析与预测

针对网络化控制系统（NCS）中的随机时变时延,采用自行开发的基于应用层的测试软件,按照IETF（The Internet Engineering Task Force）的RFC2544规范,进行了6个多月实际测量,获得了170余万个网络时延数据;通过对实验数据进行相关分析,建立了网络时延的自适应自回归（AR）模型;并用自适应最小均方差（LMS）算法对实测的网络时延进行了估计和预测,实验结果表明了算法的有效性。