四轨牵引供电系统单极对地故障保护策略研究

"四轨牵引供电系统单极对地故障保护方案研究" 这篇硕士研究生学位论文主要探讨了城市轨道交通中的四轨牵引供电系统的单极对地故障保护问题。四轨牵引供电系统采用接触轨供电和回流轨回流的方式，能有效消除杂散电流，防止因杂散电流导致的腐蚀问题。然而，当前对于四轨牵引供电系统的继电保护研究仍存在不足，论文针对这一问题进行了深入研究，旨在快速检测和切除故障区段，减少停电影响，降低故障损失。 作者首先对单极对地故障进行了详细的故障分析。通过对故障电路等值网络的建模，将故障分为负荷分量网络和故障分量网络两部分进行等效处理。接着，分别从正极对地和负极对地两种故障类型出发，推导和简化故障分量网络模型。通过比较故障区段和非故障区段两侧的故障分量电流，可以有效地区分出故障位置。 论文随后提出了电流差动保护作为主要的单极对地故障保护方法。为了确保保护的准确性，论文对电流测量装置的误差进行了分析，并探讨了采样值的同步方法。同时，通过判断故障极，可以区分正极对地和负极对地故障。此外，论文还针对电流传感器和电压传感器的断线情况，提出了相应的传感器断线自检方案。在硬件结构和程序设计层面，详细阐述了单极对地故障保护方案的设计过程。 最后，利用Matlab/Simulink仿真平台构建了四轨牵引供电系统的仿真模型，分别模拟了不同故障极、不同过渡电阻、电流传感器断线和电压传感器断线四种情况下的保护方案，验证了方案的有效性。 关键词：四轨牵引供电系统；单极对地故障；电流差动保护；Matlab/Simulink 这篇论文的研究不仅对四轨牵引供电系统的故障保护理论有重要贡献，也为实际工程应用提供了可靠的参考。通过Matlab/Simulink的仿真验证，确保了提出的保护策略在复杂工况下的可行性和可靠性。