[发明专利]一种牵引供电系统低频网压波动检测及保护方法

权利要求书

1.一种牵引供电系统低频网压波动检测及保护方法，采用数据采集模块以获取电力机车受电点电压数据；采用数据处理模块以存储分析采集到的电压数据、判定低频网压波动并对同一供电区间内电力机车给予控制指令，包括以下步骤：

(1)牵引网电压检测：电力机车升弓整备后由车载峰值电压检测电路实时检测受电点电压峰值V_peak；电压峰值不超过40kV，返回执行时峰值电压检测；当电压峰值超过40kV，车载有效值电压检测电路对受电点电压进行有效值检测，若电压有效值Vrms不超过29kV，返回执行时峰值电压检测；若电压有效值V_rms超过29kV，触发车载数据采集装置对牵引电压进行实时录波；

(2)牵引网电压数据采集：数据采集模块存储触发步骤(1)采样后1s的电压实测数据，获取的电压数据以文本形式保存在上位机中，对采集到的电压数据进行截至频率为100Hz的低通滤波，保留有效的低频信息，此时数据记为x(t)；

(3)数据预处理：利用数据处理模块上的本地时钟产生一个参考余弦信号其中f₀表示基波频率50Hz，表示该参考信号与实测信号x(t)的相位差，将(2)步骤所获实测数据与参考信号进行变换：

变换后的结果再通过一个截至频率为10Hz的数字低通滤波器，滤除变换后信号中所含有的高频分量，获得含有低频网压波动信息的信号u_t(t)

再利用数据处理模块装载的Prony算法对该信号进行识别，获得振荡频率f₁以及衰减因子d特征信息；

(4)牵引网低频网压波动保护策略：

4.1)判断检测的振荡频率f₁是否满足处于区间1-10Hz，如果不在频率范围内，认为不是低频网压波动现象，不进行保护，但保持继续检测；

4.2)如果振荡频率处于设定频率区间，则判定低频网压波动的衰减因子d是否大于阈值-0.707，如果大于，则由数据处理模块发出保护触发信号，不超过阈值则不进行动作，但保持继续检测；

4.3)保护触发后，数据处理模块调取供电区间内机车的调度信息，根据电力机车升弓时序，发出信号，授权给最后一列升弓并且整流器处于正常工作模式的电力机车，通过电力机车自身的控制器发出指令，将整流器控制方式由全控模式转换为不控模式，封锁IGBT整流桥控制脉冲，利用反并联二极管构成不控整流电路，维持机车继续受流整备，同时保持继续检测；

4.4)若振荡依然存在，重复步骤(1)-(4)；若振荡消失，根据升弓时序，从第一辆整备机车开始，发出指令，使得正常整备的电力机车依次驶出整备区间，并恢复与驶出机车数量相同的电力机车为全控模式，并继续保持检测。

2.根据权利要求1所述的牵引供电系统低频网压波动检测及保护方法，其特征在于，所述数据采集模块用以获取电力机车受电点电压数据；所述数据处理模块用以存储分析采集到的电压数据、判定是否为低频网压波动、纪录同一供电区间内电力机车的升弓时序、发出控制指令给机车控制器，控制整流器工作模式和给出车辆驶出整备区间的指令。