【技术实现步骤摘要】
本公开涉及轨道交通牵引供电系统，更具体地，涉及一种牵引供电系统谐波阻抗测量装置。
技术介绍
1、随着对交通的需求日益增长，电气化的高速铁路的里程不断增加。牵引供电系统作为高速铁路的动力来源，必须确保其良好的供电品质，才能保证高速铁路和电力机车安全、可靠、高效运行。
2、然而，电力机车具有行驶速度快、功率波动剧烈、负载不对称的特性，使得牵引供电系统时常会有谐波谐振、谐波不稳定、低频网压振荡等稳定性问题。对于此类稳定性问题，可以通过分析牵引供电系统的阻抗频率特性，找到牵引供电系统的谐振点，并在谐振点加装滤波装置，以抑制谐振现象的发生。
技术实现思路
1、有鉴于此，本公开提供了一种牵引供电系统谐波阻抗测量装置。
2、本公开提供的牵引供电系统谐波阻抗测量装置包括：
3、干扰引入模块，被配置为与降压变压器的副边线圈并联设置，上述降压变压器的原边线圈的两端分别被配置为连接牵引供电系统的接触网和上述牵引供电系统的钢轨回路。
4、控制模块，被配置为基于信号处理模块提供的目标频率，生成控制信号，并向上述干扰引入模块发送上述控制信号。
5、其中，上述干扰引入模块被配置为基于上述控制信号，生成干扰谐波信号，并通过上述降压变压器向上述牵引供电系统输入上述干扰谐波信号。
6、上述信号处理模块被配置为采集上述降压变压器的副边线圈的电流信息和电压信息，并基于上述电流信息、上述电压信息和上述目标频率，得到上述牵引供电系统的阻抗频率特性。>
7、根据本公开的实施例，上述干扰引入模块包括第一电感、第二电感、电容和开关单元。
8、其中，上述第一电感的一端被配置为连接上述干扰引入模块的第一连接端，上述第一电感的另一端被配置为分别连接上述第二电感的一端和上述电容的一端，上述第二电感的另一端被配置为连接上述开关单元的第一端，上述开关单元的第二端被配置为分别连接上述干扰引入模块的第二连接端和上述电容的另一端。
9、其中，上述干扰引入模块被配置为基于上述开关单元的工作状态，生成上述干扰谐波信号。
10、根据本公开的实施例，上述开关单元包括第一晶闸管和第二晶闸管。
11、其中，上述第一晶闸管的阴极和上述第二晶闸管的阳极均被配置为连接上述开关单元的第一端，上述第一晶闸管的阳极和上述第二晶闸管的阴极均被配置为连接上述开关单元的第二端，上述第一晶闸管的门极和上述第二晶闸管的门极均被配置为连接上述控制模块。
12、其中，上述第一晶闸管和上述第二晶闸管分别被配置为基于门极接收的上述控制信号，在导通状态和截止状态之间进行切换，以使得上述开关单元的工作状态在第一导通工作状态、第二导通工作状态和截止工作状态之间进行切换。
13、根据本公开的实施例，上述控制模块发送的上述控制信号包括第一门极脉冲信号和第二门极脉冲信号。
14、其中，上述第一晶闸管被配置为在接收上述第一门极脉冲信号的情况下，自截止状态切换为导通状态，以使得上述开关单元的工作状态切换为上述第一导通工作状态。
15、上述第一晶闸管被配置为在接收上述第二门极脉冲信号的情况下，自上述截止状态切换为上述导通状态，以使得上述开关单元的工作状态切换为上述第二导通工作状态。
16、在上述第一晶闸管未接收到上述第一门极脉冲信号且上述第二晶闸管未接收到上述第二门极脉冲信号的情况下，上述第一晶闸管和上述第二晶闸管均被配置为处于上述截止状态，以使得上述开关单元的工作状态切换为上述截止工作状态。
17、根据本公开的实施例，上述控制模块包括锁相环，上述锁相环被配置为获取上述电容的电压相位角。
18、其中，上述控制模块被配置为基于上述目标频率，确定晶闸管导通角，并基于上述电压相位角和上述晶闸管导通角，生成上述控制信号。
19、根据本公开的实施例，上述控制模块被配置为基于上述晶闸管导通角，确定第一触发区间和第二触发区间，并在上述电压相位角位于上述第一触发区间的情况下，向上述第一晶闸管的门极发送上述第一门极脉冲信号，在上述电压相位角位于上述第二触发区间的情况下，向上述第二晶闸管的门极发送上述第二门极脉冲信号。
20、根据本公开的实施例，上述控制模块被配置为利用公式(1)，基于上述目标频率，确定上述晶闸管导通角：
21、
22、其中，f表示上述目标频率，l1表示上述第一电感的电感值，l2表示上述第二电感的电感值，c表示上述电容的电容值，α表示上述晶闸管导通角。
23、根据本公开的实施例，上述信号处理模块包括电压测量单元、电流测量单元和处理单元。
24、其中，上述电压测量单元被配置为与上述降压变压器的副边线圈并联设置，上述电流测量单元被配置为与上述降压变压器的副边线圈串联设置，上述处理单元被配置为分别与上述电压测量单元和上述电流测量单元电连接。
25、根据本公开的实施例，上述电压测量单元被配置为上述干扰谐波信号输入前上述降压变压器的副边线圈的第一电压信息，和上述干扰谐波信号输入后上述降压变压器的副边线圈的第二电压信息。
26、上述电流测量单元被配置为上述干扰谐波信号输入前上述降压变压器的副边线圈的第一电流信息，和上述干扰谐波信号输入后上述降压变压器的副边线圈的第二电流信息。
27、上述处理单元被配置为分别对上述第一电压信息、上述第二电压信息、上述第一电流信息和上述第二电流信息进行傅里叶变换，得到第一频域电压信息、第二频域电压信息、第一频域电流信息和第二频域电流信息，并基于上述第一频域电压信息、上述第二频域电压信息、上述第一频域电流信息和上述第二频域电流信息，得到上述牵引供电系统的频域阻抗，以便基于上述频域阻抗和上述目标频率，得到上述牵引供电系统的阻抗频率特性。
28、根据本公开的实施例，上述处理单元还被配置为在确定与上述目标频率对应的频域阻抗之后，基于上述目标频率确定新的目标频率，并向上述控制模块发送上述新的目标频率。
29、根据本公开的实施例，利用设置与降压变压器的副边线圈的干扰引入模块向牵引供电系统输入干扰谐波信号，在信号输入后，可以基于采集变压器的副边线圈得到的电压信息和电流信息来得到牵引供电系统的阻抗频率特性，降低了阻抗频率特性的测定成本，提高了测定精度。
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1.一种牵引供电系统谐波阻抗测量装置，包括：
2.根据权利要求1所述的牵引供电系统谐波阻抗测量装置，其中，所述干扰引入模块包括第一电感、第二电感、电容和开关单元；
3.根据权利要求2所述的牵引供电系统谐波阻抗测量装置，其中，所述开关单元包括第一晶闸管和第二晶闸管；
4.根据权利要求3所述的牵引供电系统谐波阻抗测量装置，其中，所述控制模块发送的所述控制信号包括第一门极脉冲信号和第二门极脉冲信号；
5.根据权利要求4所述的牵引供电系统谐波阻抗测量装置，其中，所述控制模块包括锁相环，所述锁相环被配置为获取所述电容的电压相位角；
6.根据权利要求5所述的牵引供电系统谐波阻抗测量装置，其中，所述控制模块被配置为基于所述晶闸管导通角，确定第一触发区间和第二触发区间，并在所述电压相位角位于所述第一触发区间的情况下，向所述第一晶闸管的门极发送所述第一门极脉冲信号，在所述电压相位角位于所述第二触发区间的情况下，向所述第二晶闸管的门极发送所述第二门极脉冲信号。
7.根据权利要求5所述的牵引供电系统谐波阻抗测量装置，其中，所述控制
8.根据权利要求1所述的牵引供电系统谐波阻抗测量装置，其中，所述信号处理模块包括电压测量单元、电流测量单元和处理单元；
9.根据权利要求8所述的牵引供电系统谐波阻抗测量装置，其中，
10.根据权利要求9所述的牵引供电系统谐波阻抗测量装置，其中，所述处理单元还被配置为在确定与所述目标频率对应的频域阻抗之后，基于所述目标频率确定新的目标频率，并向所述控制模块发送所述新的目标频率。
...【技术特征摘要】
1.一种牵引供电系统谐波阻抗测量装置，包括：
2.根据权利要求1所述的牵引供电系统谐波阻抗测量装置，其中，所述干扰引入模块包括第一电感、第二电感、电容和开关单元；
3.根据权利要求2所述的牵引供电系统谐波阻抗测量装置，其中，所述开关单元包括第一晶闸管和第二晶闸管；
4.根据权利要求3所述的牵引供电系统谐波阻抗测量装置，其中，所述控制模块发送的所述控制信号包括第一门极脉冲信号和第二门极脉冲信号；
5.根据权利要求4所述的牵引供电系统谐波阻抗测量装置，其中，所述控制模块包括锁相环，所述锁相环被配置为获取所述电容的电压相位角；
6.根据权利要求5所述的牵引供电系统谐波阻抗测量装置，其中，所述控制模块被配置为基于所述晶闸管导通角，确定第一触发区间和第二触发区间，并在所述电压相位角...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹江，谢立军，王升晖，施孟阳，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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