电压互感器对牵引网行波故障测距法的影响分析

牵引网行波故障测距技术通常采用牵引系统中已有的电压互感器设备获取电压暂态行波信号。为了研究电压互感器的传变特性对牵引网行波故障测距方法的影响,本文采用ATP-EMTP建立电压互感器仿真模型,并将其植入牵引网仿真线路中进行仿真研究。仿真实验综合考虑牵引供电方式、短路故障类型、电力机车以及故障发生位置等主要影响因素,运用bior4.4小波变换对互感器一次侧和二次侧的电压行波信号进行分析。研究结果表明,在不同的牵引线路情况和故障条件下,互感器均能准确无延时地传输故障行波和波头极性,说明电压互感器对故障行波的传变特性基本不会对行波故障测距法产生影响。因此可以利用线路已有的电压互感器获取故障信号进行行波测距法。     

基于分段距离判别的电气化铁路混合线路故障测距方法

近年来,电气化铁路对10 kV自闭/贯通线的改造一定程度上增加了架空线-电缆混合输电的线路结构,随之而来的是故障测距过程当中,判别距离结果精度偏低的问题。首先分析了在架空线-电缆混合输电线路中,故障行波的传播特性,提出了一种分段距离判别的电气化铁路混合线路故障测距方法。该方法通过对故障发生范围进行假设分区,然后利用小波变换的奇异性检测原理通过对故障行波进行小波变换求取模极大值来识别波头,在此基础上根据双端测距原理,计算出不同区段所对应的故障距离,得到不同的计算结果;将不同的故障结果,通过距离约束条件进行筛选,从而确定最终测距结果。实验结果表明,所提出的方法对混合线路的故障判别具有较好的适用性,并且不受故障类型、过渡电阻的影响。     

V/x型牵引变压器匝间短路识别方法研究

V/x型牵引变压器匝间短路是威胁重载货运专线牵引供电系统运行安全的重要因素,欲实现匝间故障的快速、准确识别,必须建立高效的模态特征提取方法。组合经验模态分解(EMD)和能量权重原理的多尺度能量熵识别方法,可从差动电流信号中准确提取牵引变压器匝间的动态特征信息。该方法首先对差动电流信号进行EMD分解,以获得若干固有模态函数(IMF)分量;然后计算差动电流信号和各个IMF分量的能量权重;最后构建基于能量权重的多尺度能量熵,并以熵值作为识别匝间短路的特征矢量。实验案例证明,该方法不仅能快速准确识别出变压器匝间短路,而且具有原理清晰、模式空间划分简单的优点。     

AT供电系统阻抗频率特性及谐波电流放大分析

为研究高速列车注入谐波电流与AT供电系统之间参数匹配引起的谐波谐振问题,根据经典Carson理论和多导体传输线理论,建立牵引网多导线等值∏型谐波模型。利用Matlab/Simulink仿真平台搭建模型进行仿真,研究了机车不同位置时、牵引网不同长度时和外部电源短路容量改变时对系统阻抗频率特性和谐波电流放大情况的影响,探讨了阻抗频率特性和谐波电流放大的相关性,得到了AT供电系统谐波谐振的相关规律,可以对AT牵引供电系统的谐波谐振现象研究提供参考。     

基于VMD-FastICA的齿轮箱故障诊断

针对齿轮箱故障信号微弱且易受周围噪声影响的问题,提出了一种基于变分模态分解(VMD)的独立分量(ICA)算法。该方法首先将采集的信号进行MCKD降噪,将降噪后的信号利用VMD算法分解为多个不同的本征模态分量(IMF),然后依据快速谱峭度图和相关系数选取有效的IMF分量进行重构信号,对于重构信号利用FastICA再次进行降噪处理,根据FastICA降噪后得到的故障特征分量,可以有效地识别故障。结果表明:该方法可以更清晰、准确地提取出故障特征频率和找出故障发生的位置。     

全并联AT双边供电方式的故障测距方法

高速铁路已经成为我国铁路的必然发展趋势。介绍了适宜于高速铁路发展的双边供电方式，对双边供电方式下全并联AT供电系统的等值电路进行了分析和仿真，在等值电路的基础上研究了全并联AT双边供电方式的故障测距方法，并提出了基本的测距流程。     

小电流接地系统单相接地故障的行波选线研究

为了克服传统选线方法原理复杂,可靠性低,利用实小波变换处理行波信号的缺乏相位信息和平移敏感性的缺点,在对小电流接地系统发生单相接地故障后各线路电流初始行波的故障特征进行分析的基础上,通过从电流互感器二次回路提取故障电流行波信号,利用双树复小波变换得到的相位信息和幅值信息进行故障选线,原理简单,适于在线分析.通过仿真验证了此选线方法的准确性和可行性.     

基于行波理论的10kV自闭/贯通线路故障测距研究

10 kV自闭/贯通线是铁路供电系统重要组成部分,其故障定位宜采用行波测距法。在供电线路中,架空线和电缆多次交替使用而引起的波速不同与截面处反射是制约测量精度的关键因素。为解决不同线路混用带来的系列问题,提出基于等值线路的速度归一化方法。该方法首先给出了等值长度的概念,然后在线路模型的基础上通过等值变换实现了波速的统一。大量的仿真实验验证,该方法不仅概念清楚,而且定位精度达到设计要求。     

有线电视终端故障的排除

一、插头插好了反而效果不好这是由于用户线两端其中有一上屏蔽网与芯线短路造成的。当插头插牢后，有线电视的终端信号通过短路点损失了，收看效果就差。当用户插头接触不牢时，电缆线相当于一根导线连接在终端与电视机之间，虽无回路与屏蔽作用，但信号也能顺利到达电视机，所以，效果反而好一些。只要找出用户线短路点，故障即可排除。二、图像时好时坏，彩色时有时无，图像雪花点大这类故障多为接触不良造成。接触不良不外乎电视机与有线电视线路终端盒的输入、输出的插孔变大，或虚焊以及用户插头接触不良这几方面。造成接触不良的原因…     

基于EtherCAT分布时钟的伺服控制系统研究

为解决运动控制领域多轴伺服系统同步问题,提出了基于EtherCAT分布时钟的控制策略。研究了EtherCAT分布时钟同步机制及实现过程,分析了从站在SM模式和DC模式下的中断信号误差,在DC模式下获得误差小于10 ns的高精度同步信号。搭建了基于LAN9252 和ARM的具有同步功能的伺服控制平台;利用EtherCAT从站在DC模式下产生的的同步信号对位置环、速度环和电流PWM环的定时器进行同步,实现了伺服系统的同步算法架构。在一个二轴的系统上进行了实验,实验结果表明系统具有较好的可靠性和实时性,能够实现从站间的精确同步。     

基于DFB光纤激光拍频解调的高分辨率声发射检测技术

提出了一种结构简单的基于分布式反馈(DFB)光纤激光器的拍频解调系统,该解调系统的应变分辨率可以达到6.4×10~(-3)με,动态范围可以达到400 MHz。提出的基于DFB光纤激光拍频解调技术的应变分辨率高于基于匹配光栅、线性滤波器和阵列波导光栅滤波器波长解调技术。动态范围大于基于可调谐激光器的相移光纤布拉格光栅强度解调技术和基于光纤干涉仪的光纤激光相位解调技术。整个系统的2个激光相互拍频得到拍频信号,通过基于虚拟仪器的信号采集处理系统进行处理。由高采样率的数据采集卡采集数据,通过基于LabVIEW的软件系统进行信号分析,得到拍频信号的频谱图。由频谱图得到拍频信号的带宽,再根据波长与频率的关系,DFB光纤激光器的灵敏度得到解调系统的应变分辨率。根据NI数据采集卡的采样率得到解调系统的动态范围。采用短时傅里叶变换法的时频分析方法提高应变分辨率。提出的DFB光纤激光拍频解调的声发射检测技术能够以较高的应变分辨率实现对由磨损或断裂等故障引起的高频声发射信号的检测。     

PSO-COT与EEMD的变转速滚动轴承故障特征提取

针对滚动轴承在变转速工况下微弱故障特征难以提取的问题,提出了PSO-COT与EEMD的变转速滚动轴承故障特征提取方法。首先,通过粒子群优化算法(particle swarm optimization, PSO)寻找最优过采样率,对采集到的滚动轴承振动信号进行过采样;然后,利用计算阶比跟踪(computed order tracking, COT)将过采样后的时域信号转变成角域的平稳信号;最后,通过集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition, EEMD)去噪,经过阶次谱分析滚动轴承故障特征阶次。实验表明该方法具有较好的故障特征提取精度,可以有效提取变转速工况下滚动轴承故障特征信息。     

小电流接地电网单相间歇性电弧接地故障定位方法

在小电流接地电网中发生单相间歇性电弧接地故障的情况下,故障定位的难度较大,而传统的扰动信号方法对于间歇性电弧接地的处理能力不足。通过分析间歇性电弧燃弧及熄灭过程的特点,以及扰动信号对于电弧燃烧过程的影响,提出应在电弧燃烧时加入扰动信号的改进方法。利用多尺度小波变换对故障相电压信号进行分解,记录电压突变点,利用电压突变次数辨识间歇性电弧并捕捉电弧重燃时刻,利用快速电力电子开关实现扰动信号的快速投入。仿真结果证明了所提改进方法的有效性。     

感应发电机接入配电网的不对称短路电流峰值评估

短路电流计算是分布式发电接入配电网规划和保护的基础。研究了感应发电机(IG)的不对称故障暂态特性,推导配电网不对称故障时IG定子短路电流的解析式。由于配电网不同位置发生短路故障时,故障瞬间电压相位变化和发电机转速在故障过程中快速上升,都将对IG注入电网的短路电流产生影响。在计及配电网不对称故障后IG转子转速变化的同时,利用转子运动方程和正负序静态等值电路,得到了估计电网发生故障后IG的短路冲击电流算法,最后利用电磁暂态分析软件中IG的5阶动态模型仿真验证该方法的正确性。     

基于均值耦合的双振动台阵系统同步控制

对于双振动台系统,需要保证每个振动台的跟踪精度和2个振动台的同步精度。由于系统非线性耦合作用和负载质量偏心等问题,2个振动台的跟踪精度和同步精度都很差。为解决这一问题,提出一种基于均值耦合的振动台阵同步控制策略,将2个振动台的跟踪误差和同步误差组合成耦合误差,结合模糊PID控制算法将耦合误差补偿到控制回路中,实现台阵系统同步控制。最后,采用Adams和Matlab/Simulink软件进行联合仿真,结果表明,该控制策略可以使系统误差全局耦合,保证2振动台输出姿态同步的基础上,实现对期望信号的高精度波形复现。     

无线光通信脉冲位置调制的符号同步技术

讨论了PPM序列的符号同步原理;在分析随机PPM序列的精确符号同步概率上限的基础上,给出了一种在PPM序列中插入同步信号来实现PPM精确符号同步的方案及其数字逻辑电路实现。该方案通过改变PPM调制序列结构,按照一定的间隔在PPM序列中插入脉冲时隙肩并肩的2个相邻符号作为同步符号,通过对同步符号的检测来提取同步信号。理论及仿真实验表明,该方案能实现PPM精确符号同步。     

DMB单频网及适配器电路的设计与实现

针对目前数字多媒体广播(digital multimedia broadcasting,DMB)单频网组网成本高、系统复杂的问题,提出了一种使用局域网传输数据,利用全球定位系统(global positioning system,GPS)校准DMB发射机的发射时间和系统频率、并可用于小区和校园等小型DMB系统的低成本单频网实现方法。在发射机中增加单频网适配器模块,利用GPS的秒脉冲信号实时校准本振时钟,通过传输帧缓冲机制,在普通局域网内能使多路发射机的基带信号实现比特同步,降低了DMB单频网的实现成本。测试结果表明:IQ基带信号同步误差小于0.1μs,发射机之间的频率偏差约为0.1 Hz,DMB信号同步误差小于0.5μs。在约500 000 m2的校园内进行了DMB小功率单频网的测试,证明该方法适用于学校、景区、社区等对成本敏感的场景。     

基于LabVIEW的牵引供电电能质量检测与分析装置研究

针对现有电能质量检测装置只适用于三相四线制电力系统,在分析牵引供电系统多达16路电量信号时,不能对各电量信号间进行相关性分析的不足,以LabVIEW 为平台开发了一套适合牵引供电系统特点的电能质量检测与分析程序。该系统实现了多路同步信号采集;利用三点法实现对牵引供电系统频率的测量、对称分量法精确计算牵引供电系统负序含量、离散傅里叶变换(DFT)实现S级谐波和间谐波检测;同时完成5类稳态电能参数的实时计算、存储、统计分析、报表等功能模块,并具备对暂态电能质量事件捕获、分析等初步功能,满足了铁路牵引供电不同供     

基于频闪微视觉的MEMS微运动测试系统研究

MEMS广泛应用于智能手机、3D打印等领域,MEMS动态性能测试对故障定位,优化MEMS设计、加工工艺,降低封装成本具有重要意义。分析了MEMS微运动测试系统方案和原理,以图像处理为核心,通过计算机显微系统,引入频闪同步控制技术,构建了一套频闪微视觉MEMS动态测试系统,并以MEMS谐振器为例,激励正弦振动信号,驱动谐振器作正弦振动,对频闪微系统采集的图像序列进行观察和分析。Matlab计算仿真结果表明:该方法有效估计了谐振器的运动特性,具有较高的应用价值。     

三颗星的AGPS定位算法与实现

为了在弱信号情况下更有效地实现定位,对辅助全球定位系统(AGPS)中三颗星定位算法进行了研究。采用AGPS定位系统结构改善接收机捕获性能,AGPS系统通过通用无线分组业务(GPRS)服务提供定位辅助数据;当接收机只能捕获三颗卫星信号时,利用边界模糊处理技术进行伪距处理,构成3个方程,附加地球椭球方程,采用Gauss-Newton算法对方程组进行位置解算.最后根据实测数据分析初始高度不同时的位置解算结果,当高度差为10 m时,平均水平定位偏差小于16 m.算法运算量相当于传统定位算法的2/5。