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轨道交通直流牵引供电系统短路电流检测方法

发表时间：2021/6/22 来源：《基层建设》2021年第6期作者：才政

[导读] 摘要：近年来，经济快速发展，社会不断进步，针对轨道交通直流牵引供电系统列车启动负荷冲击电流引发的DDL保护误启动问题，提出了基于小波包变换和自组织映射神经网络的短路电流检测方法。

        沈阳局集团公司调度所辽宁沈阳 110000
        摘要：近年来，经济快速发展，社会不断进步，针对轨道交通直流牵引供电系统列车启动负荷冲击电流引发的DDL保护误启动问题，提出了基于小波包变换和自组织映射神经网络的短路电流检测方法。该方法采用改进小波包变换将馈线电流信号映射至频域，消除频谱混叠干扰后，提取能够区分负荷冲击电流与远端短路电流的特征向量，将特征向量输入到SOFM神经网络实现短路电流检测。实验结果表明，该方法能够有效区分负荷冲击电流和远端短路电流，且识别准确率优于现有方法。
        关键词：轨道交通；直流牵引；供电系统；短路；电流检测
        引言
        随着城市化进程的不断加快，推动了城市轨道交通的进一步发展。而城市轨道交通的运行离不开牵引供电系统。城市轨道交通变电和接触网用电，一般是使用直流1500V的供电方法。使用这种充电方法的原因是可以进行双边供电。本文将对城市轨道交通直流牵引供电系统和相关技术进行重点研究分析，以供参考。
        1城市轨道交通发展现状
        要想维持城市轨道交通系统的正常运行，最为重要的是需要高压供电系统的支持，这也是保证整个系统内所有电器设备可以稳定运行的首要条件。因为城市轨道交通高压设备运行环境具有明显的复杂性，再加上设备在轨道交通运输中所起到的作用是非常大的，所以要确保高压设备可以维持稳定的运行，务必要安排专业人员针对高压供电设备实施切实的维保管理工作。充分结合实际情况，选择有效的方法措施，编制健全的管理制度，促进工作人员维保管理工作的整体水平，带动工作人员综合素质的不断提升，从整体上促进维保工作队伍的专业能力的提升。在整个工作开展的过程中，最为关键的是要重视预防工作，并且在严预防的基础上，编制详尽的、合理的管理方案以及维修管理计划，保证高压供电设备维修检查工作能够大范围推广，这样才能更加及时高效的对高压供电设备中存在的问题加以解决，确保高压供电设备能够正常运转。
        2轨道交通直流牵引供电系统短路电流检测方法
        2.1城市轨道交通直流牵引供电系统的主要功能
        城市轨道交通的外部电源包含以下几部分：轨道交通专用主变电所、城市电网变电所、轨道交通变电所和城市电网变电所之间的高压电线等。城市轨道交通，通过外部电源可以，从城市电网系统当中获取相应的电源，从而保证轨道交通能够有足够的电源保证其稳定运行。轨道交通的主变电所可以从城市电网当中来获取高压电源，之后通过合理的分配和降压，从而给城市轨道交通直流牵引供电系统进行供电。而中压供电网络可以把降压变电、牵引变电所和主变电所进行有效的连接。牵引变电所则可以把主变电所经过降压后的中压交流电转变成直流电能。之后，可以通过降压变电所对中压电流进行转换，转变成轨道交通运行当中进行动力照明之外用途的电流。总之，城市轨道交通直流牵引供电系统的主要功能就是保障轨道交通能够正常运行，确保轨道交通的安全性，为广大居民的出行安全提供保障。
        2.2加强供电系统的技术能力
        在针对城市轨道交通直流牵引供电系统的接触网残压问题进行专业维护的时候，需要加强对相关专业技术的引用。其次，要想从根本上保证城市轨道交通运行的稳定性，工作人员要对接触网对地的绝缘电阻的情况全面了解，从而获知在不同的环境下所有绝缘设备的绝缘效果降低的原因，对设计以及施工技术进行优化和创新，这样才能对接触网残压问题有效管控。尽管在实施针对城市轨道交通直流牵引供电系统的管理工作的时候，接触网的残压问题通常都是因为外界环境因素所造成的，但是也可以利用专门的方法来加以规避，诸如提升接触网设备的运行能力，前期做好天气情况的预报工作等等。

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        2.3城市轨道交通直流牵引供电系统漏电保护技术
        在城市轨道交通直流牵引供电系统当中，另一项关键技术就是漏电保护技术，而漏电保护技术的应用主要包括以下3方面内容：①在城市轨道车站中需要设置相应的接地轨，而桥体和接地轨连接之后就可以达到直流供电系统接地良好的目的，轨道交通驶进车站，就可以进行良好的接地，然后在运行过程中释放大量电荷，最大程度上保证乘客生命安全和设备安全；②在城市轨道交通的整个运行过程中架设接地轨，这样就可以借助供电系统漏电保护技术使整个轨道交通处于接地状态，从而保证轨道交通在运行过程中不容易有静电电荷出现，能够最大程度上保证轨道列车的安全可靠性；③负极轨连接轨道车体，之后将负极轨设立在牵引变电所进行接地的位置。通过漏电保护技术可以避免列车在运行过程中积累静电电荷，节约接地轨建设经费。
        2.4接触网残压问题分析
        首先，对于接触网来讲，不同的工件分区所拥有的绝缘子固定以及支撑是不同的，所以如果想要掌握接触网的整体对地绝缘电阻情况，那么就需要对各分区的绝缘部件的绝缘电阻进行掌握。所以，需要事先对单体聚氨酯在不同的工作环境下，所体现出的工作性能进行测试，然后以此对后续的分析工作进行支撑。在对单体绝缘子进行性能检测之后发现，如果处于潮湿环境下，那么电器设备本身的绝缘强度会随之下降，尤其是对于并联绑扎电缆来讲，因为表面的憎水性变差，同时电缆之间容易积水，所以电阻值的下降幅度是最大的。如果处于干燥的情况下，那么各分区段的绝缘器绝缘电阻值会比正线以及车辆段的绝缘电阻值要更大，能够达到100倍以上。对于绝缘强度来讲，总体强度是在兆欧级别。其次，则是绝缘电阻的实测分析。对于接触网来讲，如果存在残留电压，但是接触网整体的绝缘电阻仍然能够满足直流牵引供电系统的绝缘工作要求，能够实现安全可靠的供电。但是对于分段绝缘器来讲，如果绝缘电阻是正线接触网绝缘电阻的17.1倍，同时又达到了车辆段接触网电阻的149.1倍，可以说明在环境不断变得恶化的过程中，分段绝缘器的电阻下降率要比正线接触网更高，所以对于正线接触网来讲，残留电压会持续变大。最后就是如果正线电压的数值为1500V，那么根据对应的电阻情况能够发现车辆段接触网的电压会降低到10V或者是比10V更低。所以对于车辆段接触网来讲，虽然残留电压不能够完全消除，但是接触网所残留的电压要更加微弱，相比较于绝缘电阻的残留电压来讲并不明显。
        2.5制定严格的接触网残压管理方案
        要想将接触网残压管理工作的作用有效施展出来，最为重要的是要结合实际情况以及需求来制定切实可行的管理机制，促进管理工作能够全面地、按部就班地开展，不断提高工作效率，并且还可以促使工作人员树立良好的安全理念，避免危险事故的发生。其次，要针对供电组织流程进行优化和完善，确保设备性能，维持轨道交通系统的正常运营。
        结语
        直流牵引供电保护装置的各种控制功能之间是一个有机的整体，如果线路的保护与控制部分出现故障将会引起中断供电。直接影响地铁电客车的运行，严重影响生产生活和社会秩序。本文对一些典型直流牵引供电系统中控制功能的基本原理、动作逻辑特性等进行了详细的分析研究，为城市轨道交通直流牵引供电系统的设计和运营管理提供了一定的指导意义。
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