目前,现有的国家标准和相关研究多聚焦于公共电网或公共连接点的电能质量问题,对牵引电网内部的电能质量研究一直以来不够重视。然而,近年来牵引供电系统中高次谐波谐振等事故时有发生,车网电气匹配及电压质量问题日益凸显,造成车载或地面设备的损坏、寿命缩短、甚至列车停运等后果,对电气化铁路的供电安全性及运输可靠性产生严重威胁。同时,由于该问题具有随机性、隐蔽性、损伤累积性等特点,以及现有监测技术手段的不适用性,导致故障发生后往往无法快速确定原因。因此,对牵引网电压实时监测及质量评估变得尤为重要。本文围绕牵引网电压质量在线监测系统的开发与数据分析进行研究,从故障发生机理、分析方法、评估指标、系统设计以及实际应用方面开展工作。研究成果可以有效实现对牵引网供电的安全可靠性评估,在智能监测、事故预警、健康管理以及未来电力物联网搭建方面具有重要意义。(1)由于牵引网电压质量问题与公共电网有所差异,结合国家标准及牵引网相关规范,设计了一套针对牵引网的电压质量特点评估指标体系,并从供电稳定性及电气损伤累积程度角度对电压进行分层多指标评估,为牵引供电系统的故障预测与健康管理提供分析基础。(2)为了满足牵引网监测环境特点及功能技术指标要求,提出了牵引网电压质量在线监测及分析评估系统的软硬件实现方案,并采用监测终端装置与上位机软件系统相结合的设计思路,有效实现采集数据的可视化监测及辅助决策功能。(3)在监测终端装置中,为实现连续采集、暂态捕捉、特征波形提取及上传、异常预警及定位的目的,在硬件开发过程中,选择了基于DSP芯片进行算法编程,并增加了短信预警及GPS定位功能模块,使监测数据更加多元化。而对于装置封装设计,则遵循了小型化及整体化原则,使装置的可移植性较强且便于安装。(4)在上位机软件系统中,为实现智能监测及人机交互目的,选择了基于C#的可视化监测界面开发及算法设计,并集成了数据分析处理、过电压类型识别、异常地图定位以及数据库管理功能,为电压质量评估提供了充足的数据支持。(5)最后,通过系统现场安装测试以及实测数据分析,达到了系统预期目标,验证该系统的实际应用可行性及电压质量评估的价值性,具有研究意义。