[发明专利]铁路牵引电流不平衡监测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电气化铁路领域，特别涉及铁路牵引电流不平衡监测方法及系统。

背景技术

电气化铁路牵引电流不平衡是电气化铁路电力机车牵引列车行进过程中在两条钢轨和提供牵引电流回路的扼流变压器上产生的不平衡电流。我国电气化铁路的信号大量采用了站内25Hz相敏轨道电路，该轨道电路用于检测列车占用轨道区段的情况，通过铁路信号联锁设备实现信号、道岔、进路的安全控制，确保铁路行车安全，该轨道电路是我国电气化铁路的主要技术装备。25Hz相敏轨道电路较好地解决了轨道占用检测与机车50Hz牵引电流回归的通路，由于25Hz轨道电路与牵引回流作用于同一轨道区段，牵引电流不平衡将对25Hz轨道电路的正常工作产生干扰，当牵引不平衡电流超出规定值时，导致25Hz轨道电路继电器错误动作，其后果将对铁路行车安全和行车效率产生严重的影响。

发明内容

本发明的目的一在于提供一种铁路牵引电流不平衡监测方法，通过采集25Hz轨道电路电流和50Hz牵引不平衡电流，并推算出牵引不平衡电流的数值，以起到预警和保证铁路行程安全的效果。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种铁路牵引电流不平衡监测方法，包括以下步骤，

S1，实时采集轨道电路的电流，并通过对电流频谱分析得出25HZ电流和50HZ电流；

S2，当监测到25HZ电流在某一时刻电流突变时，检测突变电流中的50HZ电流，如果该时刻50HZ电流大于一阈值，则生成干扰电流数据；

S3、实时监测25HZ电流和50HZ电流以及干扰电流数据分别发送至终端。

通过采用上述技术方案，将采集到的电流建立数学模型，通过频谱分析得出25HZ电流和50HZ电流，再对25HZ电流进行处理和评估，并以25HZ电流变化时间为参照，看此刻是否有50HZ电流，如有50HZ电流则表示有不平衡电流发生即50HZ电流并入25HZ电流中，此时判断进入的突变电流是否大于一阈值，当大于时则存在风险，并且实时将25HZ电流和50HZ电流以及干扰电流数据上传至终端保存和显示。

进一步的，所述的步骤S1还包括：

在信号控制机械室内通过电流互感器采集轨道电路的电流。

通过采用上述技术方案，通过电流互感器采用非电气接触方式检测25HZ电流和50HZ电流的不平衡干扰电流，这样，避免了轨道旁大量铺设信号电缆，节约投资。

进一步的，所述电流的采集位置在轨道继电器、防护盒至室外的连接线上。

通过采用上述技术方案，合理选择采样地点和采样时机，解决了通常在现场采集测试信号引起的传输困难、检测地点分散、不方便管理维护的困难。

进一步的，S2中干扰电流数据的检测方法为，依据理想变压器三个基本公式：

公式1：P1=P2

公式2：U1/n1=U2/n2

公式3：I1* n1＝I2* n2

其中，P1为输入功率，P2为输出功率，U1为轨道变压器一次侧电压，U2为轨道变压器两次侧电压，n1为轨道变压器一次侧匝数比，n2为轨道变压器二次侧匝数比，I1为轨道变压器一次侧电流，I2为轨道变压器二次侧电流；

并且，结合变压器与负载间的电路关系和扼流变压器和轨道变压器的匝数比，按照理想变压器公式3得到公式4：

i＝(I1* n1) *（1/ n2)

其中，i为50Hz电流；

同理，扼流变压器与轨道变压器间的电流依据公式3得到公式5：

I1＝(⊿I* N1) *（1/ N2)

其中，⊿I为牵引不平衡电流；N1为扼流变压器一次侧匝数比，N2为扼流变压器二次侧匝数比；

将公式5带入公式4得到公式6：

i＝n1 /n2*N1 /N2 *⊿I。

通过采用上述技术方案，如此推断出扼流变压器轨道侧进入了多少50HZ不平衡电流。

进一步的，在步骤S2中所述阈值设置为1，当i＞1时，生成干扰电流数据。

通过采用上述技术方案，当i＞1表示受到不平衡电流的影响较大，则生成干扰电流数据。

本发明的目的二在于提供一种铁路牵引电流不平衡监测系统，通过采集25Hz轨道电路电流和50Hz牵引不平衡电流，以起到预警和保证铁路行程安全的效果。

一种铁路牵引电流不平衡监测系统，包括