随着我国铁路建设的不断发展,列车的运行速度越来越快,而传统的铁路贯通/自闭线管理方法普遍存在自动化程度不高,供电可靠性差的现象,严重制约了铁路运输系统向高速、密集的发展。铁路供电系统迫切需要一种安全、可靠且能发现、定位和隔离电网故障的在线监测系统。首先,本文根据铁路贯通/自闭线的特点,对贯通/自闭线的各种故障在理论上进行了分析,给出了两相间短路,三相间短路,两相同时接地,单相接地等故障状态下的线路特征,为故障定位打下了理论基础。其次,本文以TI公司的TMS320LF24070A型号的数字信号处理器为核心,设计了故障定位装置STU。详细介绍了STU的硬件电路设计,包括开数字量输入、数字量输出、模拟量输入、CAN总线和RS-485总线接口、时钟模块DS12887等模块的设计。并给出了与典型慢速设备间的接口模型。第三,本文以汇编语言为工具,编写了主程序以及各个模块的子程序。给出了PC机和STU,STU和FTU间通信的详细通信协议。对于采样数据的处理和计算,本设计每周期采样32点,并采用快速傅立叶变换对采样数据进行处理和计算,求得电流幅值和相位。对原有的矩阵算法进行了改进,不再涉及大规模矩阵的乘法运算,而代之以比较的方法,使该算法更加容易编程实现。最后,为验证文中理论的正确性,把10KV线路的实际参数折算到380V线路的模拟参数,组建了实验平台,模拟了一段铁路自闭线路。主要对单相接地故障进行了大量的实验和分析,经过验证,文中的故障定位方法稳定、有效。故障定位装置STU经过长时间的烤机测试,也十分安全、稳定。