[发明专利]一种基于同步测量的牵引供电信息采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于同步测量的牵引供电信息采集系统。

背景技术

在牵引供电计算中（如潮流计算、谐波潮流、谐波谐振等分析），往往难以得到精确的机车电路模型，计算中多是用恒功率、理想谐波源模型进行等效，计算中难免有失准确，从而难以准确的进行牵引供电电能质量的控制与调节，严重时会产生供电事故，影响列车的安全运行。复杂的“交直交”动车组的详细建模更是受到限制，因为动车组与牵引网环境之间存在较强的耦合、匹配关系；也就是说在不同的电压供应条件下将产生不同的动车组功率、谐波响应，而功率和谐波响应反过来也会影响牵引网的线路环境，二者存在较强的耦合关系。因此，对不同供电条件下的动车组电压与电流数据进行采集分析，建立动车组准确的电路分析模型，以考察动车组的功率特性、谐波特性、车网匹配、谐波谐振，进而保证动车组的安全运行具有重要的理论和实际意义。但是，现有的牵引供电系统能输出的电压电流信息不包含时间、位置信息，即便使用牵引供电综合自动化（SCADA）系统，也只能得到部分所内同步的电压电流信息，从而无法综合利用与分析牵引供电系统所有关键节点同步的电压电流信息，以建立准确的机车电路分析模型。

发明内容

本发明的目的就是提供一种基于同步测量的牵引供电信息采集系统，该系统能得到包括动车组在内的牵引供电系统所有关键节点的同步的电压电流信息，从而能据以建立准确的机车电路模型，以准确分析动车组的功率特性、谐波特性、车网匹配、谐波谐振，保证牵引供电电能质量及动车组的安全运行；且其实现成本低，同步信息获取准确、精度高，不影响牵引供电系统的正常运行。

本发明为实现其发明目的所采用的技术方案是，一种基于同步测量的牵引供电信息采集系统，其组成是：

在牵引变电所、AT所和分区所均安装供电同步信息采集单元，在动车组上安装受电同步信息采集单元，其中：

所述的供电同步信息采集单元的构成是：低压电压互感器的输出端和低压电流互感器的输出端分别与带GPS模块的数据采集卡的输入端一、输入端二相连，带GPS模块的数据采集卡的输出端与数据存储器的输入端相连；低压电压互感器的输入端与牵引变电所、AT所或分区所的电压互感器的输出端相连；低压电流互感器的输入端与牵引变电所、AT所或分区所的电流互感器的输出端相连；

所述的受电同步信息采集单元的构成是：车载电压互感器的输出端和车载电流互感器的输出端分别与带GPS模块的数据采集卡的输入端一、输入端二相连，带GPS模块的数据采集卡的输出端与数据存储器的输入端相连；车载电压互感器的输入端与受电弓电压互感器的输出端相连；低压电流互感器的输入端与受电弓电流互感器的输出端相连。

本发明的工作过程和原理是：

供电同步信息采集单元的低压电压互感器和低压电流互感器将牵引变电所、AT所和分区所中电压互感器及电流互感器测出的高电压的电压、电流信号转换成低电压的电压、电流信号送数据采集卡，数据采集卡将其GPS模块产生的时间、位置信号标记在供电电压电流信号上，最后送数据存储器存储；

受电同步信息采集单元的车载电压互感器和车载电流互感器将受电弓电压互感器及受电弓电流互感器测出的高电压的电压、电流信号转换成低电压的电压、电流信号送数据采集卡，数据采集卡将其GPS模块产生的时间、位置信号标记在受电电压电流信号上，最后送数据存储器存储。

将所有数据存储器存储的包含时间、位置信息的供电电压电流信号、受电电压电流信号，送往计算分析单元进行分析处理即可得出不同牵引供电条件下机车电路模型，进一步可准确分析出动车组的功率特性、谐波特性、车网匹配、谐波谐振，从而保证牵引供电电能质量及动车组的安全运行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、能得到包括动车组在内的牵引供电系统所有关键节点的同步的电压电流信息，从而能据以建立准确的机车电路模型，以准确分析动车组的功率特性、谐波特性、车网匹配、谐波谐振，保证牵引供电电能质量及动车组的安全运行。

二、该系统的低压电压互感器和低压电流互感器的输入端与变电所电压互感器及电流互感器的输出端相连，也即它安装在变电所二次侧的预留测量接口，不增加一次侧互感器等设备。结构简单，现场安装方便，易于操作，整个系统小巧轻便，便于随身携带。同时没有增加现场接口，不会对牵引供电系统的安全运行造成影响。

三、数据信息量丰富。因将数据存储到数据存储器中，因而可以通过扩展数据存储器容量的方式来实现对现场大容量的数据信息进行获取。

上述的数据存储器的输出端还与计算分析显示单元相连。