科技成果

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成果名称: 智能低压配电系统在城市轨道交通中的应用研究

成果登记号: 9612018Y0388

第一完成单位: 中铁第一勘察设计院集团有限公司

联 系 人: 刘鹏

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 电子信息

应用行业: 交通运输、仓储和邮政业

成果简介:

1.主要技术内容:

(1)研究了城市轨道交通供电的构成、功能及运行特点,并对现有城市轨道交通供电的技术与方法的缺陷及其发展趋势进行了分析,设计出了一种系统的、实用的智能化城市轨道交通低压配电系统。

(2)研究系统基本电参数和电能质量的实时监测理论及方法。采用交流采样算法实现基本参数的准确高精度测量与监控;研究了基于瞬时无功理论电能质量监测方法,仿真和实验结果验证了此种方法的合理性和科学性,有效实现了基波谐波电能分开计量的目的。

(3)研究了基于灰色系统理论的城市轨道交通低压配电系统智能化预测方法,通过在负荷预测中的实例应用,验证了灰色理论进行数据预测的正确性。

(4)研究系统智能化基本保护理论及方法和系统电气火灾智能化防控理论,提出基于趋势提取和趋势识别的剩余电流防控算法,实验验证该方法满足电气火灾防控系统保护性能要求,实时性保护准确且快速。

(5)研究城市轨道交通低压配电系统智能化技术实现手段。选用高性能智能组件,各功能部分进行环节设计,结合无线网络通信技术实现对城市轨道交通低压配电系统电量测量、状态监视等功能。

(6)对设计的智能化城市轨道交通低压配电系统进行实验室实验,实验结果表明:其测量精度高,保护功能完善。通过在西康二线汉中车站和西安世园会进行的现场实验表明,设计的智能化城市轨道交通低压配电系统能够满足用户的实际性能需求,剩余电流接地故障保护准确;网络通信可靠,保持实时在线;基波谐波电能分开计量方法适用,有效的提高电能质量。 

2.主要技术特点:

(1)提出了一种集电能质量管理系统、电气火灾监控系统于一体的城市轨道交通智能低压配电系统优化模式。

(2)首次在城市轨道交通领域提出一种基于瞬时无功理论的电能质量监测方法,从而实现低压配电系统在各种运行工况下谐波电量、基波电量的分别测量。

(3)首次在城市轨道交通领域采用基于灰色系统理论预测低压配电系统“未来时刻”运行状况的方法。

(4)首次在城市轨道交通领域提出一种二元化(一次元件+智能终端组件)的智能低压配电设备的结构模式。

(5)首次在城市轨道交通领域采用趋势理论分辨低压配电系统电弧型接地剩余电流与正常泄露电流的方法。

3.主要技术指标:

(1) 电压、电流测量数据误差均在0.2%以内,其他电能参数误差也在0.5%以内。

(2)可以准确地监测谐波;装置可以将谐波能量从总的能量中分开并累计计量;装置可以监测并计量无功功率和无功能量,将有功能量和无功能量分开计量。

(3) 保护整定值误差都不超过0.5%,延时时间误差不超过50ms。

(4)平均剩余电流Ir的实时检测数据误差不超过±0.003A,点积聚式剩余电流Id的实时检测数据误差不超过±2mA;平均剩余电流Ir保护动作定值误差和点积聚式剩余电流Id的保护动作值误差均不超过0.1%,动作时间误差不超过50ms;远程遥控状态准确,各项均满足电气火灾防控系统保护性能要求,实时检测精度好,实时性保护准确且快速。

4.应用推广及效益情况:

(1)本课题对智能低压配电系统在城市轨道交通中的应用技术进行了多方面的研究,建设性地提出了城市轨道交通智能低压配电系统的整体解决方案,该研究成果对于以后的城市轨道交通建设、运营都具有指导作用,社会效益明显。

(2)本课题研究的城市轨道交通智能低压系统可建立安全预警体系,具备全景数据采集功能,实时监视现场运行状态,能够及时发现安全隐患,主动避免安全事故的发生,大大降低事故发生概率,为城市轨道交通的安全可靠运行提供了有力保障,具有潜在经济效益。

(3) 本课题所研究的城市轨道交通智能低压系统具有完善的支持和应急体系,能够在事故发生后及时有效的提供故障诊断信息,大大降低了运营维护人员现场查找故障的工作难度,节省运营成本,具有直接经济效益。

(4)本课题提出的城市轨道交通智能低压系统集电能质量管理系统与电气火灾监控系统于一体,大大节省了工程一次性投资,具有直接经济效益。