基于ANSYS的接触线烧伤热分析

在接触网运行了多年、牵引运能不断增加的情况下,接触线的电气烧伤现象越来越突出。本文依据热传导理论,利用ANSYS大型有限元分析软件对弓网系统电流通过接触电阻时和弓网系统产生电弧时进行瞬态热分析,了解接触线被侵蚀程度,分析仿真结果,并根据仿真结果提出了相应的解决措施,为牵引供电系统的设计和运营维护提供参考。     

带加强线的全并联直供电气特性研究

在MATLAB／SIMULINK仿真环境下,根据带加强线的全并联直接供电系统的结构特点建立仿真模型。仿真分析了牵引网短路故障时的阻抗特性,并比较了牵引网不带加强线和带加强线时短路阻抗的大小;同时还仿真分析了正常运行情况下牵引网的电流分配关系。     

RTDS在牵引供电系统中的应用研究

分析现有AT牵引供电系统仿真研究的特点,基于RTDS平台对牵引供电系统各元件如牵引变电所,牵引变压器及接触网系统进行了建模,实现了AT供电方式下的高速铁路牵引供电系统数字实时仿真,比较了AT供电方式下单线和复线牵引供电系统的网压水平,证明本文建立的牵引供电系统仿真模型具有较高的可用性和精确性,可以满足工程需要。     

复线电气化铁路直供牵引网精确故障测距研究

针对含有较长供电线的牵引网现有故障测距方法精度不高问题,通过对复线电气化铁路牵引网等效模型进行计算,在传统牵引网故障测距方法基础上引入供电线与接触网等效阻抗比这一参数,提出了修正后上下行电流比测距法和修正后分段线性电抗测距法,有效解决了复线电气化铁路直供牵引网的精确故障测距问题,修正后的分段线性电抗法为复线牵引网电抗值的精确计算提供了理论支撑;利用RTplus智能电网实时数字仿真仪器建立牵引供电动态模拟试验系统进行仿真测试,测试结果表明所提算法具有良好的可行性和准确性,完全满足工程需求.     

基于模态分析的牵引供电系统谐波谐振过电压研究

针对高铁牵引供电系统的谐振过电压问题,通过分析其谐波特性,综合考虑线路集肤效应及分布参数的特性,研究由接触网、馈线、钢轨回路(包括大地)、回流导线以及牵引变电所至接触网的馈电线等构成的牵引网的参数计算方法,建立牵引网线路等效模型,使用该模型计算牵引网线路参数;采用模态分析方法解耦牵引网与电力机车的耦合关系,确定基于车网耦合的牵引供电系统的谐波谐振次数、电压波形、影响范围等数据以及所引起的牵引网过电压机理;通过EMTP-ATP软件建立基于AT供电方式与CRH2型动车组的车网耦合仿真模型,得到牵引网网压状态.通过与实测的机车负荷、谐波电流等数据对比可知,仿真结果与实测数据分析结果一致,验证了该方法的正确性.     

地铁列车牵引电流对接触网磨耗影响分析

深圳地铁目前正式运营的若干条刚性接触网线路弓网磨耗情况表现不同,体现在不同线路的接触线磨耗严重程度不同、受电弓碳滑板使用寿命差异较大,甚至在相同车型、弓型、碳滑板品牌及接触网拉出值布置下,仍有明显差别,值得运维人员关注。根据大量学术研究成果,电气磨耗是弓网磨耗的主要原因之一,因此本项研究主要从列车牵引电流的角度分析接触网磨耗,牵引电流数据是从列车控制及管理系统（TCMS）下载的真实数据,主要选择早晚高峰期的时段,此时的牵引电流最大,对弓网磨耗影响最大。结果证实,接触线磨耗的主要成因是电气磨耗,接触线的磨耗程度与牵引电流幅值大小、列车受电弓分布有较高相关性,最终提出“优化信号列车自动运行系统（ATO）牵引策略,减少列车启动时牵引级数”的建议,以降低弓网磨耗。     

二维和三维弓网耦合动力学模型适用性分析

针对二维和三维弓网耦合动力学模型,根据接触网模态、接触压力、接触线抬升位移、弓头振动加速度及其频谱特性,分析了两种模型在弓网耦合动力学仿真中的区别;采用三维弓网模型分析了接触网在横风作用时,接触线风振位移对弓网接触压力的影响。计算结果表明二维和三维弓网模型获得的仿真结果基本一致,弓网横向相对运动对其垂向动力学行为影响较小;三维模型适用于横风条件下的弓网动力学仿真,横风载荷对弓网接触压力具有显著影响,导致弓网受流质量变差。     

电气化铁路接触网载流量计算方法

接触网载流量是电气化铁路的基础设计参数。传统方法计算接触网载流量时,只考虑接触网各导线自阻抗和导线间互阻抗对电流分配系数的影响。本文基于牵引网多导体传输线数学模型,给出了考虑回流电路影响时的接触网载流量计算方法,结合带回流线的直接供电方式牵引网和AT牵引网实例,对接触网载流量及各导线的载流利用率进行了计算。结果表明,当牵引网中存在距离接触网较近的回流导体时,传统方法计算出的导线电流分配系数存在明显误差。     

基于多折线外特性模型的直流牵引供电系统稳态短路计算

直流牵引供电网络故障分析对城市轨道交通牵引供电系统设计有着重要的作用.针对整流机组,采用多段折线的外特性模型,使用变化理想电压源、内阻的戴维南等效电路模拟,并通过迭代的方法确定短路时的工作区间.建立了包括杂散电流收集网在内的供电系统仿真模型,可较准确地仿真短路时各整流机组负荷以及接触网、钢轨与杂散电流收集网电位等的变化情况.     

高速铁路接触网硬点检测与成因分析

在运行状态下受电弓与接触线持续可靠的接触,是保证电力机车良好取流的重要条件。接触网硬点的存在使弓网关系恶化,发生机械损伤或电弧烧伤,甚至导致弓网故障,危及行车安全。加强对接触网硬点的认识、提高检测手段并能快速有效地判别缺陷类型并消除,对确保良好的弓网关系意义重大。介绍接触网硬点的含义,分析产生原因,并介绍接触网硬点检测技术的基本原理、检测数据的分析处理、缺陷判别方法,论述消除接触网硬点应采取的措施。该研究可改进接触网硬点检测方法,提高检测准确率,指导运营维护单位排查接触网设备故障与维修,保证铁路电力牵引供电接触网及列车受电弓的运营安全。     

集装箱站装卸线不挂网列车牵引供电设计创新

针对电气化铁路集装箱站装卸线采用不悬挂接触网运输方式,结合目前集装箱站设置方案,研究集装箱装卸线两端接触网行车可能的安装方式,对牵引供电系统的接触网悬挂及下锚安装进行分析,为实现列车牵引供电—接触网在集装箱站装卸线范围内不悬挂接触网行车,设计出两种有针对性的接触网终锚结构方式,满足了列车进出集装箱站装卸线的牵引供电需要。     

集中质量对接触网仿真的影响研究

电气化铁道弓网动态受流一直是牵引供电系统的关键技术之一.建立高精度的接触网仿真模型,深入研究弓网的动态受流关系,是解决受流质量一个主要途径和方法.在接触网系统中,安装的定位器、定位管、线夹等零部件形成的荷载会影响接触悬挂的弹性,进而对弓网受流产生影响.此文在建立接触网仿真模型中,把零部件荷载视为集中质点,来研究接触悬挂模型的等效质量,进而研究集中质量对接触网仿真的影响.通过研究表明,集中质量的等效质量越大,集中质量处的接触压力越小;反之亦然;列车行驶速度越快,集中质量产生的影响越明显.     

三种AT供电模式的比较

高速铁路一般使用AT供电方式。本文介绍3种AT供电模式:并从牵引变压器容量、牵引网输送容量和钢轨电位3方面对这3种供电模式进行对比分析。仿真结果表明新模式下的钢轨电位最大值较其他两种模式稍高,而对接触网的载流能力需求低于其他两种模式。法国模式对牵引变压器二次侧绕组容量要求较高,且需要中间抽头;日本模式居于两者之间。     

铁路站场牵引回流系统的回流特性研究

在一些大型站场中,存在回流不畅、钢轨电位过高等回流问题,当发生接触网对支柱短路时,上述问题更加严峻。为了研究大型站场中牵引回流系统的回流特性,需要针对列车正常运行和接触网对支柱短路两种状态进行研究,运用接地分析软件CDEGS搭建相应的仿真模型,并根据所建模型进行仿真分析。由仿真结果可知:无论列车正常运行还是发生接触网短路故障,站场中只有小部分吸上线工作,因此导致钢轨上有较高的牵引电流;在发生接触网对单独接地支柱短路故障时,支柱周围存在地电位过高等安全问题。针对以上问题,提出在牵引变电站附近多架设两条吸上线、将站场两端的贯通地线与回流线相连和将单独接地支柱底端与两侧钢轨的扼流变中性点相连的措施。通过仿真分析,提出的措施方案能够较好地改善站场中存在的回流问题并解决短路故障带来的安全问题。     

接触网线岔处弓网故障分析及对策

接触网线岔处是弓网故障的多发区,通过对接触网线岔处弓网故障原因进行分析,结合接触网线岔静态和动态分析,提出防止接触网线岔处弓网故障的具体措施,以提高接触网运行的安全性和可靠性。     

基于响应面法的高速铁路接触网参数优化研究

当列车运行速度提高,弓网受流质量恶化,甚至造成离线,为了保证列车高速运行时弓网之间良好接触,因此对接触网设计参数进行优化。采用有限元分析法,利用MSC. Marc软件建立了弓网耦合模型,对接触网和受电弓的耦合运动进行仿真计算。首先,分析接触网线索张力、线索线密度单独变化时对接触力的影响。其次,考虑到多参数共同变化对接触力的影响,引入响应面法,研究两个参数一起变化对弓网受流质量的影响。最后,基于线索张力、接触线线密度一起影响时,对速度500 km/h时接触网设计参数提出优化方案。研究结果表明:增大接触线张力,减小承力索张力和接触线的线密度能够有效地改善弓网受流质量。     

哈大线牵引供电分相处接触网烧损的原因分析

哈大线电气化牵引供电系统自2001年正式开通运营以来，在分相处接触网曾发生多次烧损，造成接触网塌网，不仅给牵引供电接触网造成了损失，还严重干扰了运输秩序，给国家造成了严重损失。下面结合哈大线牵引供电特点，对事故原因进行分析。     

高速弓网系统动态振动性能的仿真研究

基于MSC-Marc软件建立弓网系统模型,对受电弓-接触网动态振动性能进行仿真研究.建立接触网、受电弓两个系统的有限元模型,模型之间通过接触实现耦合,使弓网作为耦合系统进行低速条件下的动态仿真.将结果与国外仿真、实测及运行结果相比较,验证软件分析的正确性.在此基础上,针对我国京津城际铁路受电弓-接触网系统参数,对高速下的弓网系统动态振动性能进行仿真,分析影响弓网受流的主要参数,得到高速下接触网动态抬升量、弓网接触压力及离线现象,并通过参数的调整保证弓网可靠作用达到良好受流性能.对高速受电弓与接触网的相互作用进行大量的仿真并对结果进行分析,为进一步研究高速下不同受电弓与接触网参数的配合奠定基础.     

计入保护线影响的AT牵引网等值电路推导

为了方便分析AT牵引网的电气特性,通常采用等值电路的分析方法。目前采用的AT牵引网等值电路忽略了保护线对牵引网电气特性的影响,势必带来较大的误差。本文通过比较AT牵引网中保护线与钢轨辅助连接不同间隔距离的牵引网阻抗特性,发现当该间隔为1.5km甚至更小时,进行牵引网阻抗计算可以近似把保护线和钢轨等效成一条线路。对等效后的AT牵引网电路根据戴维宁等效定理消去AT,并应用AT牵引网中的各电流关系立电流方程组,采用比较系数法消去互感,最后推导得出计入保护线影响的AT牵引网等值电路。采用Matlab/Simulink按照原电路分析的假设条件建立仿真模型,通过仿真实验值与理论计算值对比,验证了公式推导的正确性。     

刚性接触网下120km/h地铁列车弓网燃弧分析

针对广州地铁3号线北延段刚性接触网下120 km/h地铁列车弓网连续燃弧问题,分析了燃弧产生原因,建立弓网系统仿真模型,从受电弓、接触网两方面进行仿真计算,提出适合120 km/h地铁列车运营的受电弓和接触网参数。通过运营线路试验验证,取得良好效果。