本文關(guān)鍵詞：礦井剛性懸掛直流牽引供電系統(tǒng)漏電檢測方法研究

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【摘要】：近幾年,為了提高煤礦輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)輸效率,解決傳統(tǒng)燃油車動力不足,空氣污染等問題,神華神東煤炭集團(tuán)公司在其新開煤礦的運(yùn)輸系統(tǒng)中創(chuàng)新性地引入了無軌電車的形式,并采用了特型剛性懸掛接觸網(wǎng)系統(tǒng)。由于潮濕的空氣、粉塵等因素,在剛性懸掛接觸網(wǎng)系統(tǒng)中的聯(lián)系絕緣子上會存在泄漏電流,影響牽引供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,因此對泄漏電流的檢測是礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)中必須要考慮的問題。然而傳統(tǒng)的漏電檢測方法不但存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、母線對地電壓偏離度過大等問題,而且針對煤礦井下這一全新的應(yīng)用背景,在使用中也存在較大的局限性。針對上訴問題,本文提出了一種基于補(bǔ)償切換電橋法的漏電檢測新方法。首先,確定了漏電檢測方法的總體方案并分析了檢測原理,在分析直流系統(tǒng)漏電故障類型的基礎(chǔ)上確定了各種故障的判定方法。從降低母線對地電壓偏離度與提高檢測靈敏度的角度出發(fā),建立了平衡橋臂電阻與切換橋臂電阻阻值選擇的理論模型,通過對這兩組測量電阻阻值、功率與精度的合理選型,保證了母線對地電壓偏離度滿足應(yīng)用需要。同時,推導(dǎo)出了在正泄漏與負(fù)泄漏狀態(tài)下母線對地絕緣電阻與泄漏電流的計算模型,并分析了漏電流出現(xiàn)最大值的時刻。其次,利用MATLAB/SIMULINK構(gòu)建了軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)24脈波整流機(jī)組的仿真模型。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了直流牽引供電系統(tǒng)漏電故障與漏電檢測方法的仿真研究,并利用GUI設(shè)計了監(jiān)控界面實(shí)現(xiàn)了聯(lián)合仿真。仿真結(jié)果表明:本文提出的漏電檢測方法能準(zhǔn)確地響應(yīng)直流牽引供電系統(tǒng)中的不同泄漏故障,對絕緣電阻與泄漏電流的檢測誤差不超過1%,在理論上滿足應(yīng)用需要。通過進(jìn)一步仿真研究發(fā)現(xiàn)電力機(jī)車的干擾是影響檢測精度的主要原因。再次,研制了直流牽引供電系統(tǒng)漏電檢測方法的實(shí)驗系統(tǒng),其硬件電路主要包括信號調(diào)理電路、線性光耦隔離電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路等,給出了各主要元器件與電阻的選擇依據(jù),并進(jìn)行了硬件抗干擾設(shè)計。下位機(jī)軟件程序中實(shí)現(xiàn)了信號的采樣與處理、通訊及顯示報警等功能。同時利用C#語言完成了實(shí)驗樣機(jī)上位機(jī)軟件的設(shè)計。實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互界,多路數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)測、存儲及查詢等功能。最后,通過擬合實(shí)驗校正了實(shí)驗系統(tǒng)的正負(fù)母線對地電壓采樣精度,擬合結(jié)果表明:電壓采樣單元的測量誤差小于0.5%,滿足設(shè)計要求。同時搭建了實(shí)驗測試平臺模擬了直流牽引供電系統(tǒng)的各種泄漏故障。通過實(shí)驗研究發(fā)現(xiàn):實(shí)驗系統(tǒng)在不同絕緣泄漏狀態(tài)下的檢測誤差均小于1%,且能對各種故障進(jìn)行實(shí)時響應(yīng),檢測過程中的電壓偏離度也小于12.5%。監(jiān)控系統(tǒng)的各功能運(yùn)行正常,整體性能良好。
【關(guān)鍵詞】：剛性懸掛接觸網(wǎng) 牽引供電系統(tǒng) 漏電檢測 切換電橋 電壓偏離度
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD634
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 變量注釋表16-18
• 1 緒論18-25
• 1.1 選題背景和意義18-19
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-23
• 1.3 目前存在的問題23
• 1.4 主要研究內(nèi)容及目標(biāo)23-25
• 2 直流牽引供電系統(tǒng)漏電檢測方法分析25-35
• 2.1 方案總體設(shè)計25-26
• 2.2 漏電檢測方法原理分析26-28
• 2.3 測量電阻計算模型的建立28-33
• 2.4 絕緣電阻與漏電流計算模型的建立33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 3 直流牽引供電系統(tǒng)漏電故障仿真35-55
• 3.1 軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)35-40
• 3.2 整流機(jī)組仿真模型40-45
• 3.3 直流牽引供電系統(tǒng)漏電故障模型45-50
• 3.4 仿真結(jié)果分析50-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 4 漏電檢測方法實(shí)驗系統(tǒng)設(shè)計55-75
• 4.1 硬件設(shè)計55-65
• 4.2 硬件抗干擾設(shè)計65-68
• 4.3 軟件設(shè)計68-74
• 4.4 本章小結(jié)74-75
• 5 實(shí)驗測試75-86
• 5.1 實(shí)驗系統(tǒng)組成75-76
• 5.2 電壓擬合實(shí)驗76-79
• 5.3 漏電檢測系統(tǒng)實(shí)驗測試79-85
• 5.4 本章小結(jié)85-86
• 6 總結(jié)和展望86-88
• 6.1 總結(jié)86-87
• 6.2 展望87-88
• 參考文獻(xiàn)88-94
• 作者簡歷94-96
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集96

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1043088