电力机车谐波制动过电流微机保护的研究.pdf

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1、电力机车谐波制动过电流微机保护的研究王思华电力机车谐波制动过电流微机保护的研究ResearchontheMicro--computerizedOver--currentProtectionBasedonHarmonicRestraintforElectricLocomotives互罂华(兰州交通大学自动化学院，甘肃兰州730070)摘要：电力机车安全可靠地工作对保障电气化铁路的安全运行具有十分重要的意义。分别分析了机车在启动工况和正常运行工况下的网侧谐波电流，并对这两种工况电流进行仿真，从中提取出变压器短路故障差异性较大的谐

2、波特征量。二次谐波和三次谐波特征量构成了机车网侧谐波电流保护。理论证明，机车网侧谐波电流保护具有较高的灵敏度和实用价值。关键词：电力机车过电流保护傅里叶级数谐波电流Madab中图分类号：TM774文献标志码：AAbstract：Safeandreliablerunningofelectriclocomotivesisverysignificanttoguaranteethesafeoperationofelectricrailways．The酣d—sideharmoniccurrentsinstartupconditiona

3、ndnormaloperatingeonditionoflocomotivesareanalyzedrespectively，andtheeulTentsinthesetwoconditionsaresimulatedtofindouttheharmoniccharacteristicswithlargedifferenceintransformershort—circuitfailure．Thelocomotivegrid-sideharmoniccurrentprotectioniscomposedofharmonicc

4、haracteristicsofthesecondharmonicandthirdharmonic．Theoriesprovethatthelocomotivegird-sideharmoniccurrentprotectionfeatureshighsensitivityandpracticalvalue．Keywords：ElectriclocomotiveOver—currentprotectionFourierseriesHarmoniccurrentMatlab0引言近年来，随着我国铁路的飞速发展，电气化里程不断增

5、加，电气化在铁路中的运输地位越来越高。因此，对电力机车的安全可靠性提出了更高的要求，电力机车的保护电路的安全保护装置也受到了人们的重视。在电力机车的主电路中，网侧电路承担着从电网取电的任务，整车的过压、过流等多种保护都是通过网侧电路实现的。电力机车主要包括过电压、过电流、接地和过载保护等保护电路¨。o，其中，网侧电流保护包括机车变压器的主要保护及整流机组的后备保护，是整个机车保护装置的重要组成部分。配置性能完善、动作灵敏的网侧电流保护可以快速切除机车主变压器原、副边绕组接地短路故障，因此具有十分重要的意义¨-。本文通过对电力

6、机车的工况进行分析，寻求保护最佳特征量，构成网侧电流保护判据，以提高电力机车网侧电流快速保护。铁道部科技研发计划基金资助项目(编号：201lJ016一c)。修改稿收到日期：2011—09—28。作者王思华(1968一)，男，1989年毕业于华东交通大学电力牵引与传动控制专业，获学士学位，副教授；主要从事保护与接地方面的研究。1网侧电流信号理论分析涉及电力机车的性能参数有电流、电压信号，而电流、电压信号是一个周期性时间函数，对于任意一个周期性函数，均可以用数学的方法进行分解。傅里叶级数分解方法在电力系统的保护中应用较为广泛和成

7、熟，因此，根据傅里叶级数的概念，可将电力机车网侧电流函数分解为不衰减的直流分量和各整次谐波分量’4。o。其表达式为：并(t)=∑(6。COSDZ01t+口。sinmot)(1)式中：a。、b。为各次谐波的正弦和余弦的振幅。为了能够应用微机保护，需要对式(1)模拟函数进行必要的采样和时空离散运算。根据傅里叶级数的原理，求得任意次谐波的振幅，即：铲剞12N鱼-Ix。sink警)(2)峥专(”2鼬cos七警％)(3)式中：N为一个周期采样点数；z。为第k采样输入信号石(t)的采样值。根据式(2)和式(3)，利用微机可以方便地计算出

8、各次谐波的幅值参数。利用计算得到的谐波幅值参数，结合继电保护原理，可构成谐波电流微机保护。8PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONV01．33No．9September2012电力机车谐波制动过电流微机保护的研究王思华2机车运行工况电流分析电力机车是一个谐波源。其