利用行波法進(jìn)行故障測(cè)距在電力系統(tǒng)輸配電中取得了巨大的成功，有學(xué)者利用現(xiàn)代信號(hào)處理方法通過對(duì)行波波頭進(jìn)行有效辨識(shí)從而進(jìn)行故障測(cè)距的理論研究。也有通過對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)故障后的特征進(jìn)行理論分析，提出相應(yīng)的故障測(cè)距算法。有學(xué)者詳細(xì)研究了架空-電纜混合線路的行波傳播特性，以及影響測(cè)距精度的因素。此外，還有將行波法利用到高壓直流輸電系統(tǒng)中的故障定位中。

但行波法并未在電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)故障測(cè)距中得到廣泛的研究與應(yīng)用。牽引供電系統(tǒng)測(cè)距算法因系統(tǒng)運(yùn)行方式改變等影響降低甚至不能達(dá)到要求的測(cè)距精度，由于行波法在故障測(cè)距中具有較高的精度及穩(wěn)定性，將其應(yīng)用于牽引供電系統(tǒng)故障測(cè)距中將是一種新的嘗試。

目前全并聯(lián)自耦變壓器（Auto Transformer , AT）牽引網(wǎng)以其具有傳輸功率大、供電距離長(zhǎng)、接觸網(wǎng)電壓損耗低等優(yōu)點(diǎn)已成為當(dāng)前高速鐵路及客運(yùn)專線的主要供電方式。針對(duì)全并聯(lián)AT牽引網(wǎng)，故障測(cè)距方案主要包括：AT中性點(diǎn)吸上電流比、區(qū)段上下行電流比、橫聯(lián)線電流比。

• 但是，針對(duì)行波法在牽引網(wǎng)中進(jìn)行測(cè)距的參考文獻(xiàn)相對(duì)較少，其中有學(xué)者提出的區(qū)段上下行電流比、橫聯(lián)線電流比故障測(cè)距在牽引網(wǎng)發(fā)生故障后，上下行牽引網(wǎng)解列運(yùn)行導(dǎo)致故障測(cè)距失敗。
• 有學(xué)者對(duì)行波法應(yīng)用于牽引網(wǎng)故障測(cè)距的可行性研究進(jìn)行了有益的探討，但未進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
• 有學(xué)者提出利用電流行波線進(jìn)行故障研究測(cè)距，但是當(dāng)故障發(fā)生在某一AT段內(nèi)時(shí)，牽引網(wǎng)首末端的故障電流行波信號(hào)微弱，不利于提取。
• 有學(xué)者提出在各個(gè)固定位置的桿塔上放置具有磁場(chǎng)測(cè)量與故障信號(hào)發(fā)射功能的裝置，以此來進(jìn)行故障定位，但是存在數(shù)據(jù)量過大不易于處理及各個(gè)裝置之間時(shí)鐘同步的問題。
• 有學(xué)者分析并仿真了在直供方式下牽引網(wǎng)故障行波的傳播特征，但是未能進(jìn)一步研究全并聯(lián)AT供電方式下的故障行波特征以及將行波法應(yīng)用于牽引網(wǎng)故障測(cè)距中。

為此，本文在對(duì)全并聯(lián)AT牽引網(wǎng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介基礎(chǔ)上，通過在AT所的橫聯(lián)線之間串入高頻阻波器解決了由于行波竄入到上行或下行線路造成行波波頭無法準(zhǔn)確檢測(cè)波頭的問題。此外，在變電站出口、AT所、分區(qū)所等三處放置行波采集儀以解決牽引網(wǎng)阻抗不均勻及色散導(dǎo)致的行波波速不穩(wěn)定的問題，從而得到不含行波波速的多測(cè)點(diǎn)測(cè)距方程。

根據(jù)改進(jìn)的希爾伯特-黃變換（Improved Hilbert-Huang Transform,IHHT）獲取不同測(cè)量點(diǎn)行波波頭的到達(dá)時(shí)刻，利用多測(cè)點(diǎn)測(cè)距方程得到故障測(cè)距結(jié)果。最后通過Matlab/Simulink對(duì)某一牽引變電站模型進(jìn)行故障仿真驗(yàn)證，測(cè)距結(jié)果表明所提測(cè)距算法能夠?qū)收线M(jìn)行有效定位。相比于傳統(tǒng)故障測(cè)距法，行波測(cè)距法在線路參數(shù)或牽引網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化的情況下具有更好的適應(yīng)性。

圖1 全并聯(lián)AT供電牽引網(wǎng)

圖8 算法流程

總結(jié)

本文在介紹了全并聯(lián)AT牽引網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，考慮到AT所中牽引網(wǎng)上下行并聯(lián)可能導(dǎo)致電壓行波竄入到其他線路中導(dǎo)致行波波頭無法準(zhǔn)確識(shí)別的基礎(chǔ)上，提出了一種基于多測(cè)點(diǎn)的故障測(cè)距方法，并與傳統(tǒng)的牽引網(wǎng)測(cè)距方法進(jìn)行了對(duì)比分析。

Matlab/Simulink仿真結(jié)果表明，相比于傳統(tǒng)的牽引網(wǎng)測(cè)距算法，本文所提測(cè)距算法不需要固定經(jīng)驗(yàn)波速，能夠有效應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)測(cè)距算法因牽引網(wǎng)阻抗參數(shù)的變化、變電站出口處存在的抗雷線圈等因素對(duì)測(cè)距精度的影響，提高了全并聯(lián)AT牽引網(wǎng)的測(cè)距精度。