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目前我国大部分铁路都实现了电气化,同时在大力发展高速铁路。一方面中国正在积极参与海外铁路项目竞争,另一方面也在争取美国等发达市场的合同。伴随着高速铁路的普及,高铁正在影响着人民的生活方式,同时铁路牵引供电是高铁高速运行的基本条件。因此,铁路牵引供电系统能否安全可靠的运行关系到铁路运营的稳定。 牵引网需要承担给铁路沿线传输电能的责任,电力机车通过受电弓与接触网持续滑动而获得电能,由于机车频繁发生撞击,加之铁路沿线复杂的环境和气候影响,供电线路短路故障频繁发生,当线路故障发生后,并没有备用的可以替代使用,因此电气化铁路的安全性和可靠性操作受到了很严重的影响。快速准确地找到故障发生的位置不但可以快速恢复线路来保证可靠性供电,还可以减少由于停电带来的损失,大大减少工作人员排除故障的时间,保证人们安全出行。我国电气化铁路供电牵引系统多采用 AT(Auto-Transformer,自耦变压器)供电方式,因此为保证电气化铁路安全并且可靠的运行,研究出一套AT供电牵引网故障定位系统是很有意义的。 本文首先介绍了牵引供电系统,利用多导体传输线路理论计算了牵引网中各个导体电阻电感等参数,同时得到整个AT供电线路的阻抗矩阵和导纳矩阵,并对牵引网中的12根导线进行等效合并,得到六维的耦合线路阻抗矩阵和导纳矩阵。接着针对多导体传输线路的模量进行分析,推导出线路解耦的方法,求出相模变换矩阵,并计算出行波波速度。 最后,利用求出的线路参数矩阵,在MATLAB/Simulink平台上搭建了AT牵引供电网的仿真模型。对不同的线路故障距离进行仿真,得到的牵引网线路故障电压电流数据,利用计算得到的相模变换矩阵对电压电流进行模变换,得到故障行波的各个去耦合模量,根据行波测距理论,利用小波基函数,在多个尺度下对行波线模进行小波变换,根据模极大值原理得到行波波头到达时间,计算得到故障距离。仿真计算结果表明,本文选取的解耦方法能有效的对AT牵引网线路解耦,同时本文选择的小波基和分解尺度能够准确地实现AT供电牵引网行波故障测距定位。