高速铁路供电专业论文题目

[论文关键词]铁路 电力 远动终端 干扰 [论文摘要]研究分析电磁干扰产生的原因、特点及干扰对电力远动系统的影响，从设计的角度对铁路电力远动监控系统进行抗干扰分析研究。 抗干扰设计是电力远动监控系统安全运行的一个重要组成部分，在研制综合自动化系统的过程中，如果不充分考虑可靠性问题，在强电场干扰下，很容易出现差错，使整个电力远动监控系统无法正常运行或出错误（误跳闸事故等），无法向站场和区间供电，影响铁路行车安全。 一、电磁干扰产生的原因及特点 （一）传导瞬变和高频干扰 1．由于雷击、断路器操作和短路故障等引起的浪涌和高频瞬变电压或电流通过变（配）电所二次侧进入远动终端设备，对设备正常运行产生干扰，严重还可损坏电路。2．由电磁继电器的通断引起的瞬变干扰，电压幅值高，时间短、重复率高，相当于一连串脉冲群。3．铁路电力供电中，特别是现代高速铁路对电力要求都比较高，一般都是几路电源供电，母线投切转换比较频繁，振荡波出现的次数较多。 （二）场的干扰 1．正常情况下的稳态磁场和短路事故时的暂态磁场两种，特别是短路事故时的磁场对显示器等影响比较大。2．由于断路器的操作或短路事故、雷击等引起的脉冲磁场。3．变电所中的隔离开关和高压柜手车在操作时产生的阻尼振荡瞬变过程，也产生一定的磁场。4．无线通信、对讲机等辐射电磁场对远动终端会产生一定的干扰，铁路中继站通常会和通信站在一处，通信发射塔对中继站电力远动终端设备的干扰比较大。 （三）对通信线路的干扰 1．铁路变电所远动终端的数据由串口通信经双绞线进入车站通信站，再经过转换成光信号沿铁通专用通信光缆送至电力远动调度中心，遥信和遥控数据在变电所到通信站的过程走的是电信号，由于变电所高低压进出线缆很多，远动终端受的干扰比较大。2．中继站一般距铁路都比较近，列车通过时的振动对远动终端设备有一定的干扰。 （四）继电器本身原因 继电器本身可能由于某种原因一次性未合到位而产生干扰的振动信号，或负荷开关、断路器、隔离开关等二次侧产生振动信号。 二、干扰对电力远动系统的影响 无论交流电源供电还是直流供电，电源与干扰源之间耦合通道都相对较多，很容易影响到远动终端设备，包括要害的CPU；模拟量输入受干扰，可能会造成采样数据的错误，影响精度和计量的准确性，还可能会引起微机保护误动、损坏远动终端设备和微机保护部分元器件；开关量输入、输出通道受干扰，可能会导致微机和远动终端判断错误，远动调试终端数据错误远动终端CPU受干扰会导致CPU工作不正常，无法正常工作，还可能会导致远动终端程序受到破坏。 三、抗干扰设计分析 （一）屏蔽措施 1．高压设备与远动终端输入、输出采用有铠装（屏蔽层）的电缆，电缆钢铠两端接地，这样可以在很大程度上减小耦合感应电压。2．在选择变电所和中继站电力设备时尽量选设有专门屏蔽层的互感器，也有利于防止高频干扰进入远动终端设备内部。3．在远动终端设备的输入端子上对地接一耐高压的小电容，可以有效抑制外部高频干扰。 （二）系统接地设计 1．一次系统接地主要是为了防雷、中性点接地、保护设备，合适的接地系统可以有效的保障设备安全运行，对于断路器柜接地处要增加接地扁铁和接地极的数量，设备接地处增加增加接地网络互接线，降低接地网中瞬变电位差，提高对二次设备的电磁兼容，减少对远动终端的干扰。2. 二次系统接地分为安全接地和工作接地，安全接地主要是为了避免工作人员因设备绝缘损坏或绝缘降低时，遭受触电危险和保证设备安全，将设备外壳接地，接地线采用多股铜软线，导电性好、接地牢固可靠，安全接地网可以和一次设备的接地网相连；工作接地是为了给电子设备、微机控制系统和保护装置一个电位基准，保证其可靠运行，防止地环流干扰。3．由于高低压柜本身都是多都是采用镀锌薄钢板材料，本身也有屏蔽作用，将高低高柜都可靠接地。4．远动终端微机电源地和数字地不与机壳外壳相连，这样可以减小电源线同机壳之间的分布电容，提高抗共模干扰的能力，可明显提高电力远动监控系统的安全性、可靠性。 （三）采取良好的隔离措施 1．为避免远动终端自身电源干扰采取隔离变压器，电源高频噪声主要是通过变压器初、次级寄生电容耦合，隔离变压器初级和次级之间由屏蔽层隔离，分布电容小，可提高抗共模干扰的能力。2．电力远动监控系统开关量的输入主要断路器、隔离开关、负荷开关的辅助触点和电力调压器分接头位置等，开关量的输出主要是对断路器、负荷开关和电力调压器分接头的控制。3．信号电缆尽量避开电力电缆，在印刷远动终端的电路板布线时注意避免互感。4．采用光电耦合隔离，光电耦合器的输入阻抗很小，而干扰源内阻大，且输入/输出回路之间分布电容极小，绝缘电阻很大，因此回路一侧的干扰很难通过光耦送到另一侧去，能有效地防止干扰从过程通道进入主CPU。 （四）滤波器的设计 1．采用低通滤波去高次谐波。2．采用双端对称输入来抑制共模干扰，软件采用离散的采集方式，并选用相应的数字滤波技术。 （五）分散独立功能块供电，每个功能块均设单独的电压过载保护，不会因某块稳压电源故障而使整个系统破坏，也减少了公共阻抗的相互耦合及公共电源的耦合，大大提高供电的可靠性。 （六）数据采集抗干扰设计 1．在信息量采集时，取消专门的变送器屏柜，将变送器部分封装在RTU内，减少中间环节，这样可以减少变送器部分输出的弱电流电路的长度。2．遥信由于合闸一次不到位或由于二次侧振动而产生的误遥信干扰信号，并且还会产生尖脉冲信号，也可能对遥信回路产生干扰误遥信号。 （七）过程通道抗干扰设计 （八）印刷电路板设计。在印刷电路板设计中尽量将数字电路地和模拟地电路地分开；电源输入端跨接10～100μF的电解电容。 （九）控制状态位的干扰设计 （十）程序运行失常的抗干扰设计 （十一）单片机软件的抗干扰设计 （十二）对于终端至通信站的数字通信电缆加穿钢管，特别是穿越其他电力电缆时，避免和其他电力电缆等同沟敷设并保持一定的交叉距离。 （十三）对于特殊的变（配）电所或区间信号站的环境 （十四）提高远动信息传输的可靠性，在电力调度中心和远动终端之间建立出错重发技术直到住处确认信息为止。

随着我国综合运输体系的发展，综合运输结构不断调整和完善。在城市与全国联系的对外大通道中，已逐步形成铁路运输为主导，高速公路和航空相配合的模式；在城际通道中形成了以轨道交通为主，公路为辅的分工模式，在城市交通中将形成以城市轨道交通为主、大容量地面快速公交为骨架的公共交通网络，这是我国大城市综合交通发展的方向。可以看出铁路运输与城市轨道交通在未来城市综合运输体系中都承担着极为重要的责任。二者运输能力必须辅助良好的换乘衔接系统才能得以发挥。铁路运输与城市轨道交通换乘枢纽是综合运输网络的重要节点，其功能的发挥直接影响整体综合运输的效率，合理方便的换乘系统不仅可以满足乘客的交通需求，换乘枢纽的合理布局更为发展一个和谐、快捷、舒适、安全的公共交通体系，协调运输系统内两种运输方式的衔接提供了有力的条件。论文首先对换乘枢纽的演变过程做了剖析，然后对换乘枢纽的功能、需求特性、影响因素及发展条件等做了详细的研究。在归纳和总结我国目前换乘枢纽中存在的主要问题后，对我国的换乘枢纽的发展方向做了展望。论文重点研究了换乘枢纽的换乘模式、换乘枢纽的布局规划和换乘枢纽信息系统构建三方面的内容。在参考国内外换乘枢纽换乘模式先进经验的基础上，论文对铁路运输与城市轨道交通之间的换乘模式做了详细的研究，并针对每种换乘模式做了详细的优缺点分析；换乘枢纽的布局规划是换乘枢纽设计过程中的重点，通过对布局模型的分析，论文确定了换乘枢纽位置的初选、优选、确定和评价的方法；信息系统的构建是现代换乘枢纽的重要组成部分，通过对信息系统规划目标、总体结构、技术支持手段三方面的具体研究，得出了换乘枢纽信息系统构建的方法。论文最后针对铁路运输与城市轨道交通的换乘枢纽，建立了相应的换乘系统综合评价体系，并附以实例做出分析和比较。 [1] 林世生. 城市轨道交通与常规公交衔接探析[J]. 现代城市轨道交通. 2007(01)[2] 张海波. 高速铁路与城市地铁的衔接换乘[J]. 交通标准化. 2006(11)[3] 郑荣洲. 城市轨道交通与铁路车站的衔接方式探讨[J]. 城市轨道交通研究. 2006(10)[4] 顾保南,黄志华,邱丽丽,卫超. 上海南站的综合交通换乘系统[J]. 城市轨道交通研究. 2006(08)[5] 杜昌锦. 轨道交通和地下铁路多线换乘枢纽的设计[J]. 中国市政工程. 2005(06)[6] 朱沪生. 轨道交通网络化建设中大型换乘枢纽的探讨[J]. 都市快轨交通. 2004(05)[7] 孙伟,刘亚刚,晁军. 铁路交通与城市交通衔接模式的分析[J]. 低温建筑技术. 2004(04)[8] 高振华,韩宝明,茹祥辉. 城市轨道交通换乘站规划研究[J]. 综合运输. 2003(11)[9] 余兴. 城市轨道交通与国有铁路的衔接方式[J]. 城市轨道交通研究. 2001(02)[10] 刘迁. 城市交通大型换乘枢纽的交通规划(下)[J]. 道路交通与安全. 2001(02)