一种线路阻抗特性模拟系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种线路阻抗特性模拟系统，包括：模拟牵引网电源、继电保护装置、调压器、线路阻抗特性模拟器、负载、谐波发生器、控制器和电压电流采集装置；谐波发生器根据控制器发送的谐波指令，通过载波移相调制发出与谐波指令相对应的谐波电压分量，谐波电压分量依次通过线路阻抗特性模拟器和调压器转化为谐波电流分量，并注入到模拟牵引网中；然后，电压电流采集装置采集调压器的一次侧电压电流和二次侧电压电流，并将一次侧电压电流和二次侧电压电流输出至控制器，以使控制器根据一次侧电压电流和二次侧电压电流得到谐波指令包含的谐波频率下的牵引网谐波阻抗。本实用新型专利技术实现了对牵引网谐波阻抗的模拟，为线路谐振特性研究提供依据。

【技术实现步骤摘要】
一种线路阻抗特性模拟系统
本技术涉及电气
，更具体的说，涉及一种线路阻抗特性模拟系统。
技术介绍
近年来，高速电气化铁路在我国发展十分迅速，随着大量交直交机车(动车组)在高速铁路上的应用，交直交机车与牵引网之间的匹配关系问题日益突出，主要表现为交直交机车和牵引网之间的高次谐波谐振问题。牵引供电系统的外部电源短路容量差异较大，从而等效至牵引供电系统进线处的系统阻抗差异较大。另外，牵引供电系统存在越区供电等运行方式的改变，导致系统等效参数变化，造成牵引供电系统的特征频率具有多样化特点。与此同时，电气化铁路采用的直接供电方式、AT供电方式等结构的电气参数各异。因此，交直交机车的谐波频谱和牵引供电系统特征频率变化导致高次谐波放大，共振具有随机性。综上所述，如何提供一种线路阻抗特性模拟系统，实现对牵引网谐波阻抗的模拟，从而为线路谐振特性研究提供依据，成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术公开一种线路阻抗特性模拟系统，以实现对牵引网谐波阻抗的模拟，从而为线路谐振特性研究提供依据。一种线路阻抗特性模拟系统，包括：模拟牵引网电源、继电保护装置、调压器、线路阻抗特性模拟器、负载、谐波发生器、控制器和电压电流采集装置；所述模拟牵引网电源依次通过所述继电保护装置、所述调压器与所述线路阻抗特性模拟器的输入端连接，所述线路阻抗特性模拟器的输出端连接所述负载；所述线路阻抗特性模拟器用于对线路阻抗特性进行模拟；所述继电保护装置用于对所述模拟牵引网电源进行过压保护；所述控制器的信号控制端口分别与所述线路阻抗特性模拟器的控制端和所述谐波发生器的输入端连接，所述谐波发生器的输出端连接所述线路阻抗特性模拟器和所述负载的公共端；所述谐波发生器用于根据所述控制器发送的包含谐波频率和谐波幅值的谐波指令，通过载波移相调制发出与所述谐波指令相对应的谐波电压分量，所述谐波电压分量依次通过所述线路阻抗特性模拟器和所述调压器转化为谐波电流分量，并注入到模拟牵引网中；所述电压电流采集装置的输入端分别与所述调压器的输入端和所述调压器的输出端连接，所述电压电流采集装置的输出端连接所述控制器的信号采集端，所述电压电流采集装置用于采集所述调压器的一次侧电压电流和二次侧电压电流，并将所述一次侧电压电流和所述二次侧电压电流输出至所述控制器，以所述使控制器根据一次侧电压电流和二次侧电压电流得到所述谐波指令包含的谐波频率下的牵引网谐波阻抗。可选的，所述调压器为降压变压器。可选的，所述谐波发生器内部使用数字信号处理器作为控制器，采用IGBT作为开关器件，并采用三电平拓扑。可选的，所述线路阻抗特性模拟器包括：可调电阻、可调电容器和可调电抗器，所述可调电阻的一端作为所述线路阻抗特性模拟器的输入端，所述可调电阻的另一端连接所述可调电抗器的一端，所述可调电抗器的另一端作为所述线路阻抗特性模拟器的输出端，所述可调电容器的一端连接所述可调电阻和所述可调电抗器的公共端，所述可调电容器的另一端接地。可选的，所述电压电流采集装置包括：第一电流互感器、第二电流互感器、第一电压互感器和第二电压互感器；所述第一电流互感器用于设置在所述调压器的输入端，采集一次侧电流；所述第二电流互感器用于设置在所述调压器的输出端，采集二次侧电流；所述第一电压互感器用于设置在所述调压器的输入端，采集一次侧电压；所述第二电压互感器用于设置在所述调压器的输出端，采集二次侧电压。可选的，还包括：电能质量优化装置和断路器；所述电能质量优化装置的一端分别与所述控制器和所述电压电流采集装置连接，所述电能质量优化装置的另一端通过所述断路器接入所述调压器与所述负载之间，所述电能质量优化装置用于对所述电压电流采集装置输出的一次侧电压电流和二次侧电压电流进行滤波，并将滤波后的一次侧电压电流和二次侧电压电流输出至所述控制器。可选的，电能质量优化装置为滤波器。从上述的技术方案可知，本技术公开了一种线路阻抗特性模拟系统，包括：模拟牵引网电源、继电保护装置、调压器、线路阻抗特性模拟器、负载、谐波发生器、控制器和电压电流采集装置；谐波发生器根据控制器发送的包含谐波频率和谐波幅值的谐波指令，通过载波移相调制发出与谐波指令相对应的谐波电压分量，该谐波电压分量依次通过线路阻抗特性模拟器和调压器转化为谐波电流分量，并注入到模拟牵引网中；然后，电压电流采集装置采集调压器的一次侧电压电流和二次侧电压电流，并将一次侧电压电流和二次侧电压电流输出至控制器，以使控制器根据一次侧电压电流和二次侧电压电流得到谐波指令包含的谐波频率下的牵引网谐波阻抗。因此，本技术实现了对牵引网谐波阻抗的模拟，从而为线路谐振特性研究提供依据。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。图1为本技术实施例公开的一种线路阻抗特性模拟系统的结构示意图；图2为本技术实施例公开的一种线路阻抗特性模拟器的结构示意图；图3为本技术实施例公开的另一种线路阻抗特性模拟系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的专利技术人经过研究后发现，牵引供电系统的谐振可近似看作是牵引网分布电容与电源等值电感(包含变压器漏感和系统电感)的并联谐振。牵引网谐振频率由其自身电气参数和变压器以及系统阻抗频率特性决定，与负荷位置无关。供电臂越长，总分布电容越大，牵引网谐振频率越低，谐振频率近似与供电臂长度的平方根成反比。基于此，本技术实施例公开了一种线路阻抗特性模拟系统，包括：模拟牵引网电源、继电保护装置、调压器、线路阻抗特性模拟器、负载、谐波发生器、控制器和电压电流采集装置；谐波发生器根据控制器发送的包含谐波频率和谐波幅值的谐波指令，通过载波移相调制发出与谐波指令相对应的谐波电压分量，该谐波电压分量依次通过线路阻抗特性模拟器和调压器转化为谐波电流分量，并注入到模拟牵引网中；然后，电压电流采集装置采集调压器的一次侧电压电流和二次侧电压电流，并将一次侧电压电流和二次侧电压电流输出至控制器，以使控制器根据一次侧电压电流和二次侧电压电流得到谐波指令包含的谐波频率下的牵引网谐波阻抗。因此，本技术实现了对牵引网谐波阻抗的模拟，从而为线路谐振特性研究提供依据。参见图1，本技术一实施例公开的一种线路阻抗特性模拟系统的结构示意图，该系统包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线路阻抗特性模拟系统，其特征在于，包括：模拟牵引网电源、继电保护装置、调压器、线路阻抗特性模拟器、负载、谐波发生器、控制器和电压电流采集装置；/n所述模拟牵引网电源依次通过所述继电保护装置、所述调压器与所述线路阻抗特性模拟器的输入端连接，所述线路阻抗特性模拟器的输出端连接所述负载；/n所述线路阻抗特性模拟器用于对线路阻抗特性进行模拟；/n所述继电保护装置用于对所述模拟牵引网电源进行过压保护；/n所述控制器的信号控制端口分别与所述线路阻抗特性模拟器的控制端和所述谐波发生器的输入端连接，所述谐波发生器的输出端连接所述线路阻抗特性模拟器和所述负载的公共端；/n所述谐波发生器用于根据所述控制器发送的包含谐波频率和谐波幅值的谐波指令，通过载波移相调制发出与所述谐波指令相对应的谐波电压分量，所述谐波电压分量依次通过所述线路阻抗特性模拟器和所述调压器转化为谐波电流分量，并注入到模拟牵引网中；/n所述电压电流采集装置的输入端分别与所述调压器的输入端和所述调压器的输出端连接，所述电压电流采集装置的输出端连接所述控制器的信号采集端，所述电压电流采集装置用于采集所述调压器的一次侧电压电流和二次侧电压电流，并将所述一次侧电压电流和所述二次侧电压电流输出至所述控制器，以使所述控制器根据一次侧电压电流和二次侧电压电流得到所述谐波指令包含的谐波频率下的牵引网谐波阻抗。/n...

【技术特征摘要】
1.一种线路阻抗特性模拟系统，其特征在于，包括：模拟牵引网电源、继电保护装置、调压器、线路阻抗特性模拟器、负载、谐波发生器、控制器和电压电流采集装置；
所述模拟牵引网电源依次通过所述继电保护装置、所述调压器与所述线路阻抗特性模拟器的输入端连接，所述线路阻抗特性模拟器的输出端连接所述负载；
所述线路阻抗特性模拟器用于对线路阻抗特性进行模拟；
所述继电保护装置用于对所述模拟牵引网电源进行过压保护；
所述控制器的信号控制端口分别与所述线路阻抗特性模拟器的控制端和所述谐波发生器的输入端连接，所述谐波发生器的输出端连接所述线路阻抗特性模拟器和所述负载的公共端；
所述谐波发生器用于根据所述控制器发送的包含谐波频率和谐波幅值的谐波指令，通过载波移相调制发出与所述谐波指令相对应的谐波电压分量，所述谐波电压分量依次通过所述线路阻抗特性模拟器和所述调压器转化为谐波电流分量，并注入到模拟牵引网中；
所述电压电流采集装置的输入端分别与所述调压器的输入端和所述调压器的输出端连接，所述电压电流采集装置的输出端连接所述控制器的信号采集端，所述电压电流采集装置用于采集所述调压器的一次侧电压电流和二次侧电压电流，并将所述一次侧电压电流和所述二次侧电压电流输出至所述控制器，以使所述控制器根据一次侧电压电流和二次侧电压电流得到所述谐波指令包含的谐波频率下的牵引网谐波阻抗。


2.根据权利要求1所述的线路阻抗特性模拟系统，其特征在于，所述调压器为降压变压器。


3.根据权利要求1所述的线路阻抗特性模拟系统，其特征在于，所述谐波发生器内部使用数字信号处理器作为控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄殿君，赵子琦，陈海康，孙亮，于树永，马研，徐海波，范亮亮，
申请(专利权)人：通号北京轨道工业集团有限公司轨道交通技术研究院，通号北京轨道工业集团有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11