[发明专利]城轨牵引供电系统与城市电力主变直流偏磁同步监测系统

说明书

本发明公开了一种城轨牵引供电系统与城市电力主变直流偏磁同步监测系统，监测由城轨杂散电流引起的城市电力主变直流偏磁问题，其系统组成是：整个同步监测系统分为城轨排流网电流监测子系统、电力主变中性点电流监测子系统、综合分析子系统三个子系统；所述的城轨排流网电流监测子系统硬件由霍尔传感器、信号调理板、数据采集卡、GPRS无线传输模块、工控机依次构成；所述的电力主变中性点电流监测子系统硬件由霍尔电流传感器、信号调理板、数据采集卡、工控机依次构成。

技术领域

本发明涉及设备在线监测领域，具体为一种城轨牵引供电系统与城市电力主变直流偏磁同步监测系统。

背景技术

近年来，城市轨道交通在我国取得了迅猛的发展，截止2016年底，中国大陆地区已有30个城市开通运营共计133条城市轨道交通线路，运营线路总长度达4152.8公里。城市轨道牵引供电系统一般采用直流供电方式，地铁列车从接触网（或第三轨）进行取流并通过钢轨实现回流。然而，由于地铁钢轨很难做到与大地完全绝缘，导致一部分电流泄露到地中形成地中杂散电流，随着城轨列车大规模、高密度运行、地中杂散电流呈现网络化、叠加增大化的特点，导致地电位畸变，足以对城市电力主变产生影响并通过直流偏磁现象表现出来。

以往认知中，变压器的直流偏磁现象主要是由高压直流输电系统或地磁感应电流导致，城轨杂散电流引起的电力主变直流偏磁现象是近几年才被发现并得到重视的，目前尚无监测装置对此展开监测，因此需要一种城轨牵引供电系统与城市电力主变直流偏磁同步监测系统，对城轨杂散电流引起的电力主变直流偏磁现象展开监测分析。

发明内容

本发明的目的就是提供一种城轨牵引供电系统与城市电力主变直流偏磁同步监测系统，该系统的实现成本低，获得信息准确、可靠，系统部分实现无线传输数据，便于监测系统的安放与回收，不会影响城市电网与城市轨道交通的正常运行。

整个同步监测系统分为城轨排流网电流监测子系统、电力主变中性点电流监测子系统、综合分析子系统三个子系统；所述的城轨排流网电流监测子系统硬件由霍尔传感器、信号调理板、数据采集卡、GPRS无线传输模块、工控机依次构成；所述的电力主变中性点电流监测子系统硬件由霍尔电流传感器、信号调理板、数据采集卡、工控机依次构成；所述的同步综合分析子系统硬件由后台服务器构成。电力主变中性点电流监测子系统和城轨排流网电流监测子系统中的工控机都加装GPS授时模块，利用GPS系统为全系统采集各路信号提供统一时钟信号。

本发明为实现其第二个目的所采用的技术方案是，一种城轨牵引供电系统与城市电力主变直流偏磁同步监测系统的功能应用如下。

1）城轨排流网电流信号的采集与处理：在城市轨道交通线路中排流网的连接电缆处加装开合式霍尔电流传感器。开合式霍尔传感器的安装不需要停电操作，不影响城市轨道交通的正常运营。将开合式霍尔传感器采集到的多路城轨排流网电流模拟信号输入到信号调理板，经等比例放大处理后变为可用模拟信号，该模拟信号输入到数据采集卡经过低通滤波电路、温度零漂修正电路、模数转换电路处理变为去除交流干扰信号的排流网电流数字信号，该数字信号利用GPRS无线传输和接收模块进行无线信号传输，最终多路排流网电流数字信号汇入工控机，利用工控机内置硬盘将多路排流网电流数字信号存储以备后期与电力主变中性点直流电流分量数字信号同步分析，利用工控机VGA视频输出接口外接显示屏实现城轨排流网电流信号就地可视化输出。

在工控机配置GPS授时模块对各路信号进行同步授时，保证各路排流网电流数字信号时间同步。 多个监测节点的布置需要综合考虑牵引变压器区间位置与距离，确定布置原则如下：找到离出现直流偏磁现象电力主变地理位置最近的城轨线路位置，以该城轨线路位置为基准点，从基准点开始双向布置城轨排流网电流监测节点，从基准点开始各监测节点间距位置依次为500m、1000m，形成3000m范围的城轨排流网电流监测区段。若出现直流偏磁现象电力主变附近存在多条城轨线路，则多条城轨线路按同样原则布置监测节点。