1、 南京理工大學泰州科技學院畢業設計(論文)開題報告學 生 姓 名： 學 號： 專 業：電氣工程及其自動化設計(論文)題目：鐵路配電網故障診斷研究指 導 教 師:張俊芳 2011年 1 月 10 日開題報告填寫要求1開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業設計（論文）工作前期內完成，經指導教師簽署意見及所在專業審查后生效；2開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見；3“文獻綜述”應按論文的格式

2、成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目內，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書最多相當于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊）；4有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 740894數據元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規定的要求，一律用阿拉伯數字書寫。如“2010年3月15日”或“2010-03-15”。 畢 業 設 計（論 文）開 題 報 告1結合畢業設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫2000字左右的文獻綜述：文 獻 綜 述摘要 鐵路配電網作為鐵路電力系統運行的重要環節，專門為鐵路信號系統和車站輔助系統供電，其可靠性

3、直接關系著鐵路行車的安全，對整個鐵路系統起著至關重要的作用。因此，研究鐵路配電網故障診斷方法具有重要意義。本文主要講述目前鐵路配電網的特點及其故障診斷的研究概況，在此基礎上，研究鐵路配電網故障診斷系統，配電網故障診斷方法。關鍵詞 鐵路配電網 電力系統 故障診斷1 鐵路配電網故障診斷問題鐵路配電網作為鐵路電力系統的重要環節，負責對鐵路車站及區間的信號、通信和其他重要負荷供電，其供電的可靠性直接關系列車的安全運營，對鐵路系統至關重要。然而，長期以來對鐵路配電網的故障檢測缺少行之有效的方法，主要依靠人工尋線查找配合分段送電方法1。當輸電線路發生故障時，在很短的時間內會有大量的報警信息，如果僅憑運行人

4、員的經驗進行故障診斷，其快速性和正確性難以保證2。因此建立一個對鐵路配電網故障特征提取，故障信息管理及分析診斷的系統是研究的方向。鐵路配電網的特點：鐵路配電網由鐵路沿線的變配電所、電力貫通線路、貫通線分段開關房以及信號電源設備等組成，電壓等級為10kV，具有供電線路長、供電點多、維護困難等特點3，且屬于小電流接地系統。鐵路配電網故障信息管理及診斷系統的原理：通過對大量監控數據的篩選，提取反映故障特征的故障信息，并按照故障信息來源和特征，設計能夠分層分類管理故障信息的數據庫，同時能夠根據故障信息進行配電網的故障綜合診斷，包括故障元件的識別、故障類型的判斷以及故障區間的定位等，并生成格式化的分析報

5、告供調度運行人員參考。鐵路配電網故障信息管理及診斷系統研究的意義:故障信息管理及分析系統作為調度端的故障分析軟件為調度員事故處理提供輔助決策支持，以提高鐵路配電網調度自動化水平4 。鐵路配電自動化的技術基礎：(1) 現代計算機技術。(2) 現代控制技術。(3) 現代通信技術。(4) 圖像顯示技術(GUI)。這些技術基礎現在基本已經具備，是可以考慮鐵路配電自動化的時候了。鐵路配電網故障檢測的方法：目前主要依靠人工巡線查找配合分段送電法。2 鐵路配電網故障診斷研究的現狀2.1 國內研究現狀近年，鐵路行車速度不斷提高，直接與行車有關的新工藝、新裝備如調度監督、微機售票、紅外線軸溫探測、TMIS（鐵路

6、運輸信息管理系統）等，無不要求電力供應穩定可靠。而鐵路配電自動化在近幾十年來并無較大突破，自動閉塞供電線路及10kV貫通線路的自動化僅局限于配電所自動重合閘(ZHC)和備用電源自動投入(BZT)裝置的使用上，盡管許多有志之士有許多構思并多方試驗，鐵路配電自動化仍然無可靠的經驗可資借鑒。按照中國電機工程學會城市供電委員會起草的配電系統自動化規劃設計導則，所謂配電系統自動化“是利用現代電子、計算機、通信及網絡技術，將配電網在線數據和離線數據、配電網數據和用戶數據、電網結構和地理圖形成信息集成，構成完整的自動化系統，實現配電網及其設備正常運行及事故狀態下的檢測、保護、控制、用電和配電管理的現代化5”

7、。鐵路配電網作為鐵路電力系統的重要環節，負責對鐵路車站及區間的信號、通信和其他重要負荷供電，其供電的可靠性直接關系列車的安全運營，對鐵路系統至關重要。然而，長期以來對鐵路配電網的故障檢測缺少行之有效的方法，主要依靠人工巡線查找配合分段送電法，導致故障排除時間長，嚴重影響行車安全。目前，電力遠動技術在鐵路配電網中得到推廣應用6 ，但其仍以配電網監控為主要目的，大量反映故障的特征信息未能得到提取、利用，調度端缺少能夠分析故障的高級應用軟件，鐵路配電自動化未能得到充分體現。2.2 國外研究現狀目前，城市軌道交通電力監控系統已經經歷了三個發展階段：人工監控、分立自動化綜合監控系統。電力監控系統又稱電力

8、SCADA系統或者遠動系統，往往簡稱SCADA系統，有事也稱PSCADA系統。從20世紀中后期開始，通過應用計算機技術網絡技術建立了自動化程度較高的電力監控系統。目前，典型的電力監控系統由四部分組成：位于控制中心的電力調度中心主站系統(即中央監控系統)、位于變電所的遠程終端(RTU,即變電所綜合自動化系統)、通信網絡、位于供電維修基地的供電復示系統。20世紀末隨著計算機技術和網絡技術的快速發展，各個分立的自動化系統逐步走向綜合集成，城市軌道交通各專業的自動化系統采用統一的計算機網絡平臺和統一的軟件體系，構成綜合監控系統，從而實現不同自動化系統的集成7。SCADA系統發展歷程 SCADA(Sup

9、ervisory Control and Data Acquisition)系統，全名為數據采集與監視控制系統。SCADA系統自誕生之日起就與計算機技術的發展緊密相關。SCADA系統發展到今天已經經歷了三代。 第一代是基于專用計算機和專用操作系統的SCADA系統，如日本日立公司為我國鐵道電氣化遠動系統所設計的H-80M系統。這一階段是從計算機運用到SCADA系統時開始到70年代。 第二代是80年代基于通用計算機的SCADA系統，在第二代中，廣泛采用VAX等其它計算機以及其它通用工作站，操作系統一般是通用的UNIX操作系統。在這一階段，SCADA系統在電網調度自動化中與經濟運行分析，自動發電控制

10、(AGC)以及網絡分析結合到一起構成了EMS系統(能量管理系統)。第一代與第二代SCADA系統的共同特點是基于集中式計算機系統，并且系統不具有開放性，因而系統維護，升級以及與其它聯網構成很大困難。90年代按照開放的原則，基于分布式計算機網絡以及關系數據庫技術的能夠實現大范圍聯網的EMS/SCADA系統稱為第三代1416。這一階段是我國SCADA/EMS系統發展最快的階段，各種最新的計算機技術都匯集進SCADA/EMS系統中。這一階段也是我國對電力系統自動化以及電網建設投資最大的時期，國家計劃未來三年內投資2700億元改造城鄉電網可見國家對電力系統自動化以及電網建設的重視程度。 第四代系統的基礎

11、條件已經或即將具備，預計將與21世紀初誕生。SCADA系統在電氣化鐵道遠動系統的應用技術上已經取得突破性進展，應用上也有迅猛的發展。由于電氣化鐵道與電力系統有著不同的特點，在SCADA系統的發展上與電力系統的道路并不完全一樣。這些系統性能可靠、功能強大，在保證電氣化鐵道供電安全，提高供電質量上起到了重要的作用，對SCADA系統在鐵道電氣化上的應用功不可沒。3 本次設計的主要內容本設計主要是通過學習鐵路配電網的特點，在此基礎上，研究設計鐵路配電網故障診斷系統，從而完成故障的診斷。最后進行仿真與分析。參 考 文 獻1 郭忠. 10kV自閉線路單相接地故障自動檢測及切除系統的研究J.上海鐵道科技，2

12、002，3（2）：2931.2 喬飛. 具有可變規則的專家系統在輸電線路故障診斷與監測中的應用研究D. 南京：南京理工大學，2007. 3 李瑞生，王玉國. 適用于鐵路自動閉塞及電力貫通線路的微機保護的研究J.繼電器，2001，29（2）：3941.4 管亞敏. 鐵路配電網故障信息管理及診斷系統研究J. 中國鐵路，2008，16（6）：1720.5 趙恂傳，秦仁偉. 鐵路配電自動化的發展與建議J. 鐵道標準設計，2000，14（6）：7172.6 王學峰. 電力遠動裝置在鐵路供電系統中的應用J. 高電壓技術，2005，31（9）：9293.7 于松偉. 城市軌道交通供電系統設計原理與應用M.

13、成都：西南交通大學出版社, 2008.8 蔣偉，管亞敏. 中國高等學校電力系統及其自動化專業第二十四屆學術年會論文集C. 北京：北京農業大學出版社，2008. 9 錢清泉. 中國科協2004年學術年會鐵道分會場論文集C. 北京：中國鐵道出版社，2004. 10 舒輝. 鐵路配電網故障信息管理及診斷系統D. 成都：西南交通大學， 2008.11 張明亮. 河南電網穩態監測及故診斷專家系統D. 北京：華北電力大學，2001.12 許軍德. 地區電網故障診斷實用化研究與實現D. 北京：華北電力大學，2005.13 鐘明. 輸電網絡故障診斷專家系統D. 南京：南京理工大學，2004.14 馬旭輝. 專

14、家系統在電力系統故障診斷中的應用D. 杭州：浙江大學工業控制技術研究所，1996.15 葉俏嫣，丁祖泉. 醫療輔助診斷專家系統中的規則可信度計算方法J. 計算機輔助工程，2005，14（4）：58.16 H.L.Zeynelgil,A.Demiroren,N.S.Sengor.The application of ANN technique to automatic generation control for multi-area power systemJ. Electrical Power Energy Systems, 2002，3(24): 345354. 畢 業 設 計（論 文）開 題 報 告本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：研究或解決的問題：了解目前鐵路配電網故障診斷的研究概況，學習配電網故障診斷方法方法;研究鐵路配電網故障診斷系統，并進行仿真與分析。研究的手段：(1) 廣泛閱讀有關鐵路配電網故障診斷方法書籍和文獻資料，分析并整理有關料。(2) 學習有關鐵路配電網的特點。(3) 學習配電網故障診斷方法的方法。(4) 研究設計鐵路配電網故障診斷系統。(5) 學習MATLAB仿真軟件。(6) 結合某一算例具體情況進行仿真分析。 畢 業 設 計（論 文）開 題 報 告指導教師意見：1對“文獻綜述”的評