交直流机车混跑牵引网谐波特性仿真研究

随着电气化铁路的快速发展和电力机车的更新换代,交直电力机车与交直交动车组混跑引起的牵引网谐波问题越发严峻。为分析多车混跑线路谐波传输特性,以现阶段运行最多的交直机车SS6B和交直交动车组CRH2为例,利用Matlab/Simulink仿真软件建立车网联合仿真模型。通过对SS6B电力机车和CRH2动车组谐波特性的仿真分析,验证模型的正确性。在车网联合仿真模型的基础上,分别针对不同牵引网长度、不同机车位置及机车工况变化3种情况下的牵引网谐波特性进行分析。该研究结果表明联合仿真模型能精确反映交直流机车混跑对牵引网谐波的影响。     

铁路牵引供电系统设计中的谐波谐振分析及抑制方案研究

为了避免交直交型电力机车(含动车组)与牵引供电系统之间形成谐波谐振,影响电气化铁路运行安全,有必要在牵引供电系统设计阶段开展谐波谐振特性分析。基于四象限变流器拓扑结构与控制策略,构建电力机车谐波源特性模型,针对某新建电气化铁路牵引供电系统设计方案,构建牵引供电系统数学模型,利用MATLAB/Simulink仿真平台,研究系统谐波谐振特性与变化规律,给出便于工程应用的滤波器设计方案,并验证该方案的可行性。     

HX_D1B型机车谐波特性分析

自2007年,以HXD1型机车投入运用为标志,我国电气化铁路牵引动力开始了＂交—直＂传动向＂交—直—交＂传动转化的进程。目前,已有超过4 500台交流传动电力机车投入运营。随着交流传动电力机车的大量投入使用,一方面极大地提高了铁路运输效率和质量,另一方面也给电气化线路带来了谐波谐振的问题,影响系统的稳定和安全运行。文章阐述了HXD1B型机车的电气原理,然后通过仿真和线路实测数据对其谐波特性进行了分析,最后通过理论结合实测数据的统计分析,阐述了车网系统谐波谐振特性。这些基础工作对分析该系列车型运用性能和研究高次谐波谐振抑制方案具有一定的参考价值。     

新一代国产电力机车与日本东芝19E电力机车粘着性能比较

主要介绍了以"神华"号和南非20E电力机车为代表的新一代国产电力机车粘着控制水平。针对电力机车面临的牵引需求,对"神华"号和南非20E电力机车粘着利用控制软件进行了相应优化改进,阐述了加速度微分粘着控制法和粘着力直接控制法的控制策略,提供了相关试验数据和曲线,并与日本东芝19E电力机车的粘着性能进行了比较,结果证明"神华"号和南非20E电力机车粘着控制软件达到较高粘着控制水平。     

车网系统高频谐振特性分析

近年来,随着交—直—交型电力机车和动车组的大量上线运行,在提高铁路运输效率和质量的同时,也使得牵引供电系统中的谐波特性发生变化,即低次谐波大大减少的同时,也带来了丰富的高次谐波。虽然这些高次谐波含有率不高,但却大大增加了系统发生高频谐振的可能性。当系统发生高频谐振时,往往会形成较大的过电压,影响系统的安全和稳定运行。文章选取由交流传动电力机车和牵引供电系统组成的车网系统作为研究对象,建立了车网系统联合仿真模型,并基于仿真分析结果和线路实测数据,对车网系统高频谐振特性进行了分析研究。     

电气化铁路混合宽频滤波器研究

为解决电气化铁路中交-直型和交-直-交型电力机车混跑产生的3~100次宽频谐波问题,提出采用由无源部分和有源部分构成的混合宽频滤波器(Hybrid Wideband-harmonics Filter,HWF)。通过对HWF拓扑结构、滤波原理及滤波特性、有源部分承受电压情况、谐波补偿系数对HWF补偿特性的影响和稳定性进行分析,研究HWF控制策略,并进行仿真和试验验证。结果表明:HWF对宽频谐波具有良好的滤波效果,能够很好地抑制无源部分阻抗与电网阻抗之间的谐振;基波谐振电路能减小有源部分的基波电压,使其适用于中高压电力系统;谐波补偿系数取值越大,HWF对谐波的抑制能力越强。仿真和试验结果验证了HWF的有效性。     

交直流机车混合运行牵引供电网谐波特性分析

针对机车调度中交直型和交直交型机车单独运行以及2种类型机车在同一牵引变压器供电下混合运行等复杂工况对网侧电流影响严重的问题,分析了交直型SS4电力机车及交直交型HXD3电力机车的牵引传动系统原理,建立了根据机车级位和速度自动判别机车行驶段位的交直型和采用空间矢量脉宽调制控制策略(SVPWM)的交直交型机车的SIMULINK仿真模型。在此基础上建立了同一牵引变压器不同类型机车混合运行模型,对典型工况进行仿真分析,得出各工况运行下的网侧电流谐波次数、谐波含有量及总电流畸变率,可用于供电网谐振分析、谐波治理、调度运行等方面。     

交直交电力牵引谐波的影响与改进

测试结果表明交直交动车组、大功率电力机车与传统电力机车相比最显著的特征是其谐波特性不同,对牵引供电系统、动车组的影响较大。本文列举上海铁路局管内交直交电力牵引负荷的谐波特性及其对牵引供电系统、动车组的影响,经研究试验采用了相应技术措施进行改进,确保牵引供电系统和动车组的正常运行。     

SS_(4B)型与HX_D2型电力机车电气负荷性能对比分析

针对用于铁路货运的直流传动SS4B型电力机车和交流传动HXD2型电力机车,结合线路实测数据,从工作原理、功率因数、谐波电流、机车能耗等4个方面进行了电气负荷性能对比,说明了交流传动电力机车的技术优势。随着直流传动电力机车的停产和交流传动电力机车的大量投运,在设计牵引供电系统时,必须充分考虑交流传动机车功率因数高、谐波电流小、能全功率范围再生制动的特点,同时,应尽快通过实测掌握各型交流传动电力机车的谐波特性,为牵引供电设计提供基础数据。     

国内外技术动态

ＳＳ９型电力机车及第一批神华ＳＳ４Ｂ型电力机车竣工剪彩１９９８年１２月２６日，ＳＳ９型电力机车和ＳＳ４Ｂ型神华电力机车竣工剪彩典礼在株洲电力机车厂隆重举行。这一天，也是中国第１台电力机车诞生４０周年的日子。前来参加庆典活动的来宾有铁道部、中车公司、铁...     

交直交机车谐波特性及其诱发过电压的治理

针对现代铁路大量采用交直交电力机车后,在牵引供电系统中频繁出现的设备绝缘击穿、避雷器爆炸、变电所跳闸、牵引网接触线烧损等问题,利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立分布参数的牵引网模型和变流器-电机联合控制的电力机车模型,研究分析牵引网长度、机车位置与不同谐波阻抗测量点阻频特性的关系;牵引功率和牵引网电压对交直交电力机车谐波特性的影响。基于以上两点总结谐振过电压的分布特点,利用GA算法优化高通滤波器的参数并仿真分析不同安装位置时的谐波电压分布情况,得出在变电所出线安装可使电压畸变率降为0.35%,满足公用电网电能质量3%的指标,且有充足的安全裕量。     

基于PSCAD／EMTDC的SS6B型电力机车仿真模型研究

电力机车牵引负荷是牵引供电系统中的主要谐波源之一,谐波含量已经成为电力机车的一个重要电气性能指标。利用PSCAD/EMTDC仿真软件建立了SS6B型电力机车仿真模型。通过机车牵引控制特性函数与整流电路的关系确定导通角α,采用仿真软件内嵌的编程语言FORTRAN77编程实现了电力机车控制策略。通过对仿真波形与下庄变电所实测波形进行比较,验证了该仿真方法的有效性和可靠性。     

神华号HXD1型电力机车的新型自动过分相控制

针对神朔铁路的供电分相区多数处于长大坡道,电力机车传统过分相方式存在速度损失大和通过分相区时间过长等问题,电子开关过分相作为一种新型的带电过分相技术,首次在神朔铁路得到了应用。为适应电子开关快速换相,神华号电力机车的控制方式进行了相应的优化,在重载试验中,列车牵引、制动、惰行等工况均能实现带电、快速无故障通过电分相区。试验结果表明,神华号电力机车能适应基于电子开关的带电自动过分相的方式,速度几乎无损失,提高了重载铁路的运输能力。     

机车感应电台运用中的问题探讨

在 DJ 型交直交电力机车上安装400kHz 感应电台后,电台运用不良。原因在于 DJ 型电力机车受电弓对接触网上的传输信号有旁路作用,同时机车的高压供电回路产生的交流谐波分量很多,因而产生较大的干扰信号,对感应电台产生的有用信号有较强的干扰所致。经改造,在供电回路加装400kHz 信号阻波器后,电台使用正常。     

基于小波变换的电气化铁道牵引负荷谐波分析

电力机车作为牵引供电系统的主要不平衡负荷、谐波源负荷,其运行过程中产生的高频谐波电流对电力机车的安全、稳定运行造成很大危害.为精确实时地检测牵弓l供电系统中的谐波,采用时频域内均可局部化的小波变换进行谐波分析.以HXD3型0017电力机车为例,分析牵引负荷谐波电流的特点,采用最小描述长度准则(MDL)确定分析谐波的最佳...     

电气化铁路负序电流治理方式的综合比较

传统交直型电力机车的电气化铁道主要电能质量问题是负序、无功与谐波,高速交直交型机车的运用会使无功与谐波问题最终得到解决,但负序电流问题则会因高速铁路牵引功率增大而变得更为突出。在系统侧加装SVC设备可以有效抑制负序电流。基于新型快速磁阀控电抗器MCR构成的动态补偿设备在高电压等级应用时,其经济性、可靠性、安全性和适用性等方面都较传统SVC装置有了较大的提高。     

中国铁道学会牵引动力委员会电力机车及电传动学组第九次学术会议在株洲举行

中国铁道学会牵引动力委员会电力机车及电传动学组于1996年6目28～29日以”交一直一交干线电力机车交流传动技术”为主题,由株洲电力机车研究所主办召开了第九次学术会议.本次学术会议是在我国第一台AC4000型交一直一交传     

交直型电力机车主电路接地检测保护系统研究

通过分析交直型电力机车主电路接地检测保护系统原理,提出接地检测保护装置的系统方案,并进行系统软硬件设计。交直型电力机车主电路接地检测保护系统提高了电力机车的安全性和可靠性,具有广阔的应用前景。     

SSI型电力机车动态谐波仿真

本文分析了SSI型电力机车谐波产生机理及其统计特征．文中首先在一般条件下用解析法和数值方法综合求解了SSI型电力机车的周期工作电流方程，给出了比较切合实际的计算模型．而后结合实际线路，根据SSI型电力机车的牵引计算结果，从仿真的角度对其谐波幅值和相频特征进行了统计分析．作出了其统计特征的直方图，为进一步进行电气化铁道全线动卷谐波过程仿真提供了基础．     

交流传动电力机车谐波特性研究

通过理论分析和试验验证手段,重点分析了HX_D1C型交流传动电力机车对供电网电压谐波含量的影响,并对该机车单独网内运行和该机车与直流传动机车共网运行两种工况下谐波特性进行了对比分析研究。