地铁作为展现城市综合实力的最佳名片和解决城市交通压力问题的重要工具,必须通过技术革新来保障其供电系统的运行安全。直流牵引网是地铁牵引供电系统的唯一不配置备份的电力元件,对其馈线保护的可靠性要求更高。但是,不明原因形成的非典型负荷电流频繁造成地铁牵引网馈线保护误动,甚至造成长时间停运等重大交通事故。为使既有的馈线保护具备躲避非典型负荷电流的功能,本文以地铁牵引供电系统为工程背景,在利用系统模型和电流波形分析两类方法分析非典型负荷产生机理和特征差异的基础上,提出一种基于分形关联维数的地铁牵引供电非典型负荷的识别方法,并结合录波数据进行实验验证。主要研究如下:首先,对地铁直流牵引供电系统的供电方式和主要结构进行详细的阐述和分析,以此为基础进行牵引供电系统仿真建模,对双边供电下的短路故障进行分析。建立地铁车辆仿真模型,并以此为基础分析非典型负荷状态振荡电流的产生原因。其次,先从直观角度对非典型负荷振荡电流和故障电流进行波形分析,再采用EMD分析法和全波傅氏算法对非典型负荷电流与故障电流的波形进行分析,发现其波形特征上的区别。再次,采用条件熵法联合确定关联维数法中的两个重要参数嵌入维数m和延迟时间τ,选取出最佳组合值。并通过关联维数法计算启动状态、非典型负荷状态和故障状态的分形维数,通过大量实验分析出不同状态所处的分形维数范围,确定好故障判据的整定值以实现状态识别,之后利用GUI进行算法直观显示。最后,利用实时数字仿真系统RTplus和直流保护测控装置KF1305对关联维数状态识别算法进行半实物验证。经实验验证证明关联维数状态识别算法在状态识别中的可行性与有效性。