一种分析地铁时变负荷特性的牵引回流在线监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及电气化铁路牵引回流技术领域，特别涉及一种分析地铁时变负荷特性的牵引回流在线监测系统。


背景技术：

2.近年来，为了适应我国城市经济的快速发展，城市轨道交通工具正经历着前所未有的高速发展期。地铁回流系统中流过的直流牵引电流由于机车加减速频繁、大小变化剧烈、负荷冲击性大，加之再生制动以及机车位置的不断变化，电流方向也在不断改变，使得回流电流超越了直流的范围，成为具有一定交流特性的暂态时变变量。一方面，快速变化的回流电流影响回流系统参数，并对钢轨点位产生影响；另一方面，由于钢轨点位限制装置在接触器动作整定值设置上没有考虑交流分量的影响，所以快速变化的回流也会影响钢轨点位限制装置运行特性。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术中所存在的上述快速变化的回流电流影响回流系统参数，并对钢轨点位产生影响；以及由于钢轨电位限制装置在接触器动作整定值设置上没有考虑交流分量的影响，快速变化的回流也会对钢轨电位限制装置的运行特性产生影响的不足，提供一种分析地铁时变负荷特性的牵引回流在线监测系统。
4.为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：
5.一种分析地铁时变负荷特性的牵引回流在线监测系统，包括：多个信号采集装置、通信模块和控制模块；
6.所述信号采集装置用于采集多路电流和电压信号；
7.所述通信模块与所述信号采集装置通信连接，用于发送所述信号采集装置采集到的所述多路电流和电压信号；
8.所述控制模块与所述通信模块通信连接，用于处理接收到的所述多路电流和电压信号。
9.采用上述技术方案，通过控制模块对接收到的电压、电流信号数据进行实时统计、分析和分频变化处理，将牵引回流、钢轨电压分解为给频率对应分量，能够实现对牵引回流、钢轨点位的在线监测，并且能够得到牵引回流、钢轨电位信号中各频率下回流、钢轨电位的分布，便于分析地铁时变负荷对钢轨电位的影响。
10.作为本实用新型的优选方案，所述信号采集装置安装在监测点处。
11.作为本实用新型的优选方案，所述监测点分布在牵引供电系统内的牵引变电所和钢轨处。
12.作为本实用新型的优选方案，所述信号采集装置包括：
13.电流传感器：所述电流传感器的输入端与监测点电连接，用于采集所述监测点的电流信号，所述监测点布置在牵引供电系统内的牵引变电所和钢轨处；
14.电压传感器：所述电压传感器的输入端也与所述监测点电连接，用于采集所述监测点的电压信号；
15.数据采集模块：所述数据采集模块与所述电流传感器和所述电压传感器的输出端通信连接，用于汇集和存储所述电流传感器和所述电压传感器采集的电流和电压信号；
16.ad模数转换模块：所述ad模数转换模块与所述数据采集模块通信连接，用于将采集到的电流和电压模拟信号转换成数字信号。
17.作为本实用新型的优选方案，所述控制模块安装在牵引变电所内。
18.作为本实用新型的优选方案，所述控制模块包括：
19.数据处理模块：用于对接收到的电流和电压信号进行实时统计、分析和分频变换处理，将牵引回流、钢轨电压分解为各频率对应分量，所述数据处理模块中嵌入了小波变换算法，用db5小波对接收到的电流和电压信号进行5层分解，得到所述电流和电压信号各个频率段的分量(直流分量、低频交流分量、中高频交流分量)；
20.数据存储模块：所述数据存储模块与所述数据处理模块通信连接，用于按照采集时间存储采集的电流和电压信号，以及存储所述数据处理模块处理的信号；
21.显示模块：所述显示模块与所述数据处理模块通信连接，用于显示分解过后的各频率分量对应的牵引回流、钢轨电压幅值数据。
22.作为本实用新型的优选方案，所述控制模块还包括gps模块，所述gps模块与所述数据处理模块通信连接，用于在地理定位和授时。
23.作为本实用新型的优选方案，所述通信模块采用光纤通信。
24.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
25.1.通过布置在牵引变电所和钢轨的多个监测装置来实时高速采集电流、电压信号，并且通过控制模块对采集的电流、电压数据进行统计、分析和处理，从而完成对牵引回流、钢轨电位的在线监测。
26.2.应用分频变换处理实测信号，能够得到牵引回流、钢轨电位信号中各频率下回流、钢轨电位的分布，便于分析地铁时变负荷对钢轨电位的影响。
27.3.采用gps装置能够实现精确对时，保证了多个监测点发送与接收的电流和电压信号的同时性。
附图说明
28.图1为本实用新型实施例一所述的一种分析地铁时变负荷特性的牵引回流在线监测系统的结构示意图；
29.图2为本实用新型实施例一所述的一种分析地铁时变负荷特性的牵引回流在线监测系统的结构框图；
30.图中标记：1-电流传感器，2-电压传感器，3-数据采集模块，4-ad模数转换模块，5-通信模块，6-gps模块，7-数据存储模块，8-显示模块，9数据处理模块，10-信号采集装置，11-控制模块。
具体实施方式
31.下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此
理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。
32.实施例1
33.一种分析地铁时变负荷特性的牵引回流在线监测系统，如图1所示，包括：多个信号采集装置10、通信模块5和控制模块11；
34.信号采集装置10：用于采集多路电流和电压信号；
35.通信模块5：所述通信模块5与所述信号采集装置10通信连接，用于发送所述信号采集装置10采集到的所述多路电流和电压信号；
36.控制模块11：所述控制模块11与所述通信模块5通信连接，所述控制模块 11安装在牵引变电所内，用于处理接收到的所述多路电流和电压信号。
37.具体的，如图2所示，信号采集装置10包括电流传感器1，电压传感器2，数据采集模块3和ad模数转换模块4，其中电流传感器1和电压传感器2的输入端分别与监测点电连接，并且分别对所述监测点的电流、电压数据进行采集，电流传感器1和电压传感器2的输出端与数据采集模块3通信连接，ad模数转换模块4余数据采集模块3通信连接；所述监测点布置在牵引供电系统内的牵引变电所和钢轨处。
38.通信模块5使用光纤通信。
39.具体的，如图2所示，控制模块11包括数据采集模块9、数据存储模块7 和显示模块8，数据存储模块7和显示模块8均与数据处理模块9通信连接。数据处理模块9对接收的电流和电压信号进行实时统计、分析和分频变换处理，将牵引回流、钢轨电压分解为各频率对应分量，从而完成对牵引回流、钢轨点位的在线监测，所述数据处理模块9中嵌入了小波变换算法，用db5小波对接收到的电流和电压信号进行5层分解，得到所述电流和电压信号各个频率段的分量(直流分量、低频交流分量、中高频交流分量)。数据存储模块7能够按照采集时间存储采集的电流、电压信号，并且能够存储数据处理模块9处理的数据。显示模块8显示分解过后的各频率分量对应的牵引回流、钢轨点位幅值数据。
40.如图2所示，控制模块11还包括gps模块6，gps模块6余数据处理模块9 通信连接。在地理定位和授时，gps模块6保证了多采集点发送与接收电压、电流信号的同时性。
41.采用上述技术方案，能够实现对牵引回流、钢轨点位的在线监测，并且能够得到牵引回流、钢轨电位信号中各频率下回流、钢轨电位的分布，便于分析地铁时变负荷对钢轨电位的影响，采用gps装置能够实现精确对时。
42.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。