基于rtds的地铁直流保护仿真研究开题报告

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1、开题报告1.设计题目：基于RTDS的地铁直流保护仿真研究选题类型：毕业设计(工程设计)选题来源：生产实际2.目的、意义RTDS全称为实时数字仿真仪(RealTimeDigitalSimulator)，由加拿大曼尼托巴RTDS公司开发制造，是一种专门设计用于研究电力系统中电磁暂态现象的装置，通过对实际供电系统的建模可以仿真各种负荷和故障情况。本论文对地铁直流供电系统的负荷和故障进行分析，在此基础上研究直流馈线保护的各种保护原理，并在RTDS中建立地铁牵引供电系统模型和继电保护元件模型，仿真分析各种负荷或故障场景下的继电保护动作行为。3.国内外现状和发展趋势地铁概述：地下铁道简称地铁(Mdt

2、ro或UndergroundRailway或Subway)，是城市快速轨道交通的先驱。它是单向输送能力在每小时3万人次以上、轴重相对较重的城市轨道交通系统。1863年1月10闩，世界上第一条地铁在英国伦敦建成，使用蒸汽机车牵引。我W第一条地铁于1969年10月在北京建成通车。截至2016年4月，我国有北京、上海、广州、深圳、天津、成都、武汉、重庆、长沙、南京、杭州、大连、昆明、无锡、沈阳、西安、苏州、宁波、长春、南昌、郑州、哈尔滨、青岛、佛山等20多个城市拥有地铁线路，并且还在不断增加。地铁直流牵引供电系统：地铁于电气化铁路(单相工频交流25kV)不同，它采用的是直流供电制式。国外城市轨

3、道交通的直流牵引供电电压等级，从570V、750V到1500V、3000V等有多种标准。我国国家标准规定，城市轨道交通电力牵引供电电压为DC750V(接触轨)、DC1500V(架空接触网)两种等级。我国早期在北京、天津等地建成的地铁工程，都是采用直流750V上部取流低碳钢接触轨系统，20世纪末21世纪初，上海、广州等地投入运营的地铁线多数采用DC1500V柔性架空接触网结构。随着城市的扩张，客运量的增大，越来越多大城市的新修地铁线路采用1500V甚至是3000电压(架空接触网)供电。直流继电保护概述：馈线枳配置的保护和控制功能为：大电流脱扣保护、DDL保护(电流上升率di/dt保护和电流

4、增量保护)、定时限过流保护、低电压保护、接触网过热负荷保护、双边联跳保护、自动重合闸。城市轨道交通供电系统继电保护功能实现方法：通过继电器等实体的二次设备或者回路构成保护；微机保护(趋势)。微机保护装置因具有下列优点：(1)维护调试方便(2)可靠性高(3)易于获得附加功能(4)灵活性大(5)保护性能得到很好改善。目前研制的直流牵引系统保护装置多采用微机保护，如Siemens(西门子)和Adtranz(安达)研制的产品。它们的主保护均为DDL保护，分延时和瞬时跳闸两部分。Siemens(西门子)公司研制的直流馈线保护由跳闸单元、直流断路器、分流器、直流变换器和电容控制的脱扣器几部分组成。其

5、保护配置如下：(1)电流上升率保护(di/dt-AI);(2J大电流脱扣保护；(3)热力过负荷保；(4)双边联跳保护；(5J框架泄露保护。Adtranz(安达)公司研制的直流牵引网保护单元(DCP)主要包括以下三个功能模块：相关区段馈线保护、馈线控制模块、通信模块。其保护配置如下：(1)电流速断保护(2)定时限过电流保护(3)热力反时限保护⑷电流上升率保护(5)框架泄露保护(6)双边联跳保护我国广州地铁采用的是Siemens公司的直流保护产品，上海明珠线采用的是Adtranz公司的保护产品。RTDS发展情况：RTDS全称为实时数字仿真仪(RealTimeDigitalSimulator)

6、,由加拿大曼尼托巴RTDS公司幵发制造，是一种专门设计用于研究电力系统中电磁暂态现象的装置，通过对实际供电系统的建模可以仿真各种负荷和故障情况。RTDS已广泛应用于28个国家(地区)的电力企业和研究机构，装机数量超过140台。目前，在国际上RTDS己经得到广泛应用，逐步替代传统的物理模拟方式，如西门子、ABB等知名企业都有自己的RTDS实验室，将RTDS作为产品功能测试的重要手段，在国内RTDS也己经有20余家RTDS用户，其中有诸多电力供应商和主耍保护制造厂家如许继、南瑞、国电南自、北京四方等，RTDS也在国内得到越来越多的认可。在RTDS平台上搭建牵引供电系统模型成为牵引供电系统分析

7、的主流方式，由于RTDS有闭环反馈功能，比传统软件MATLAB的SIMULINK组件更具优势。2.设计内容(1)了解地铁牵引供电系统的背景知识。(2)在RTDS中建立地铁牵引供电系统模型。(3)分析地铁馈线保护相关功能，并在RTDS中建立保护元件模型。(4)仿真分析各种负荷或故障场景下的继电保护动作行为。2.主要技术和方法(1)整个牵引供电系统模型在RTDS中搭建，包括：外部供电系统、直流牵引变电所、直流牵引网、牵引电传动系统模型以