电气化铁路同相供电方案及经济性分析

介绍了电气化铁路采用同相供电与牵引变压器配合的综合补偿方案,能够实现取消牵引变电所出口电分相、对电能质量进行综合治理和节省牵引变压器容量,并以铁路工程为例进行了经济性分析。     

地铁同相供电装置可靠性评估分析

随着地铁供电技术的不断发展，采用同相供电技术成为城市轨道交通供电系统发展的新方向，分析地铁同相供电装置可靠性具有重要意义。基于同相供电装置的拓扑结构与逻辑关系，以单个功率单元模块中IGBT的耐压耐流作为约束条件，对同相供电装置设置方案进行可靠性分析；利用FTA分析法建立同相供电装置可靠性评估模型，并借助最小割集法求解可靠性评估指标，量化评估同相供电装置设置方案的可靠性水平，为主变电所同相装置设置方案的选取提供参考与理论依据。     

基于YN,3d-1变压器的同相AT牵引供电系统

提出了基于YN,3d-1变压器并结合两单相变流器和自耦变压器(AT)的供电方式。它实现了同相牵引供电,牵引变电所一次侧不再轮换,变电所单相供电,不用设置分相绝缘器;通过实时检测系统的综合补偿电流控制变流器,平衡三相,动态滤除无功和谐波电流。讨论了其补偿原理,给出了指令电流检测和变流器控制方法。分析和仿真证明,该同相供电系统是可行的。     

单-三相组合式同相供电牵引变电所可靠性评估

单-三相组合式同相供电技术作为牵引供电领域的新技术,对其进行可靠性评估是非常必要的。GO法是一种以成功为导向的可靠性评估方法,本文运用GO法基本原理,根据单-三相组合式同相供电变电所一种典型的主接线建立GO图,编写GO法计算程序,对其进行定量分析和定性分析,从而得出单-三相组合式同相供电变电所可靠性参数及其薄弱环节,进而提出了一些提高变电所可靠性的措施。     

轨道交通柔性牵引供电技术现状及发展综述

针对传统电气化铁路牵引供电系统存在过分相环节、三相不对称、负序电流及多次谐波电流引入电网等难题，本文介绍总结了柔性牵引供电技术两种主要技术形式的特点趋势，侧重分析了贯通式同相供电技术的系统结构与基本特性，提出了贯通式同相供电的关键技术及研究发展方向，建议开展：全贯通线潮流分析与协同控制、车网耦合系统稳定性分析及振荡抑制、全贯通线系统保护等方面的研究。     

同相供电设备保护方案研究

针对同相供电设备继电保护的需要,研究同相供电设备继电保护方案。同相供电系统是在异相牵引供电系统结构上引入同相供电设备构成的。由于同相供电设备的存在,牵引变电所主接线结构将发生变化,现有的保护对同相供电系统是否适用,以及如何实现同相供电设备的保护需要分析和研究。本文介绍同相供电系统试运行方案,讨论同相供电设备接入对原有变压器保护和馈线保护的影响,提出针对同相供电设备的保护方案,并讨论整定计算原则和需要注意的问题。本文提出的保护方案于2010年10月已在成昆线某变电所投入试运行,投运前的试验和投运后2年多的试运行结果证明了所提方案的正确性。     

同相贯通牵引供电系统保护方案研究

针对电气化铁道,在同相牵引供电基础上给出了一种牵引网全线贯通的供电方式。对同相贯通牵引供电系统的整体结构作了简要的介绍。另外,在研究贯通供电方式的前提下,设计了一种适合同相贯通供电的保护配置方案。     

单相组合式同相供电技术及工程应用方案研究

针对电气化铁路对电力系统负序的影响而自身不得不设置很多分相的问题,研究一种单相组合式同相供电技术方案,采用单相牵引变压器为基础,配以适量的同相补偿装置的方法,在牵引负荷较小时,能够实现由单相牵引负荷到三相电力系统的平衡变换;在牵引负荷较大时,在满足国标要求的前提下兼顾同相补偿装置的经济性。同时以工程设计案例的形式加以分析,结果表明:单相组合式同相供电技术在充分发挥同相供电自身技术优势的前提下,能够有效减少主变压器的安装容量,随着大功率电力电子元器件产品国产化后质量提升及造价逐年下降,其在提高电气化铁路运能方面的性价比将大幅提升。     

交-直-交型同相供电系统的研究

为了解决电气化铁路现在普遍存在的电能质量和电分相问题,研究了一种交-直-交型贯通同相供电系统,从铁路牵引供电系统结构、牵引变电所结构、同相供电装置进行了分析,并对系统实施方案进行了探讨。     

考虑功耗的同相补偿变流器可靠性优化分析

以5 MW同相补偿变流器为例,结合重载铁路牵引负荷实测数据,利用Bayerer模型和线性累积损伤理论评估不同运行方式下同相补偿变流器的可靠性,并计算了组合式同相供电系统的功率损耗。结果表明,在牵引负荷波动较小的情况下,增加同相补偿装置的出力可以有效降低同相补偿变流器的故障率,从而提高变流器的可靠性,但是系统的功耗会相应增加。     

温州市域铁路S1线同相供电系统方案研究

温州市域铁路S1线采用公交化的运营模式,对列车速度的控制要求高,牵引负荷较大,列车自动过分相时运行安全得不到很好的保证。采用同相供电技术可以取消变电所出口处的电分相,并可较好地解决负序问题。本文以单相组合式同相供电系统为例,介绍了组合式同相供电系统的结构及原理,并基于相关牵引设计资料搭建单相组合式同相供电系统模型进行仿真分析,仿真结果表明该系统对负序有很好的治理效果。     

树形双边贯通供电系统运行策略及对外部电源的负序影响

树形双边贯通供电系统能够实现长距离无分相贯通供电,提高系统的再生制动能量直接利用率。当树形双边贯通供电方案仅由单相接线变压器构成时,列车在公共连接点处产生的三相电压不平衡度将加剧,一旦负序超标,将面临负序带来的不利影响。为了确保系统的良好运行,避免负序带来的不利影响,有必要评估系统的负序情况。分别研究采用单相接线变压器和采用组合式同相供电装置构成的树形双边贯通供电系统及其运行策略,针对采用组合式同相供电装置的方式提出同相供电装置的就地控制策略。以公共连接点处三相电压不平衡度作为评估树形双边贯通供电系统对外部电源的负序影响的评估指标,分别构建传统Vv接线变压器的单边供电系统、采用单相接线变压器构成的树形双边供电系统和采用组合式同相供电装置构成的树形双边供电系统的负序评估模型。以某线路为例,基于构建的负序评估模型对采用树形双边贯通供电方案后的系统的三相电压不平衡度进行评估,并与既有供电方案的结果进行对比,采用单相组合式同相供电的树形双边供电改造方案后,三相电压不平衡度最大值为1.65%,95%概率大值为1.20%,均符合国家标准。结果表明采用树形双边贯通供电系统方案负序问题得到了极大的改善...     

略论牵引动力交流传动对电气化铁路供电系统的影响

分析了牵引动力的交流传动新技术对牵引供电系统的影响。指出牵引动力采用交流传动后,由于它有功率因数高,谐波电流小,再生制动功率大的特点,可增加供电网的供电能力,在同样牵引负荷条件下,可以增加供电臂的长度,减少变电所设置的数量。同时牵引变电所内的功率因数补偿装置和滤波器的容量可大大降低,甚至可以考虑不设置功率因数补偿装置和滤波器。再生制动的应用则可进一步减少牵引变电所的安装容量和供电网的能耗。因此采用交流传动后可以减少电力牵引供电系统的投资并大大降低线路的运行费用。提出了在新型牵引动力条件下,对原有的牵引供电系统设计规范进行修订的必要性。     

我国高速铁路牵引供电发展的若干关键技术问题

在电力电子技术迅速发展与普及应用的背景下,本文借鉴德国模式,提出一种取电于公用电网而又相对独立的牵引供电系统。它能彻底解决电能质量问题,并完全取消电分相。结合现实,本文提出最小补偿容量的同相供电方案,建议研究三相接入电力系统的平衡接线变压器,一方面便于今后同相(无分相)改造,另一方面亦能与单相变电所实现同相供电。本文在对国内外现行AT供电模式的分析和借鉴的基础上,建议建立我国新的AT供电模式。     

新型同相牵引供电系统设计与评估

为解决现有电气化铁道牵引供电系统存在的大最负序、谐波和无功及相邻供电区段需要用分相绝缘器分隔等问题,提出采用同相牵引供电系统并对牵引变压器和综合补偿装置等关键设备优化选型.利用数学模型对所选电气设备的工作特性进行分析,并结合我国电气化铁路实际需要,建立基于直接供电和AT供电方式的新型同相牵引供电系统.从技术性和经济性方面对新型同相牵引供电系统分析和评估的结果表明:新型同相牵引供电系统能够在改善电能质量和避免电分相的同时,还能够提高系统运行的效率和可靠性.     

复杂艰险高原地区铁路双边贯通供电工程适应性探讨

复杂艰险高原地区铁路建设面临极端的自然环境和复杂的工程条件，为牵引供电系统带来众多挑战难题。在长大坡道处设置电分相存在安全隐患，复杂艰险高原地区铁路对牵引供电提出更高可靠性要求。本文研究了三种带电过分相装置：机械开关切换式地面接触网带电过分相、接触网电分相连续供电系统、电子开关地面自动过分相，但在严苛环境下过分相结构缺乏工程适应性，因此需进一步研究能够取消电分相的双边贯通供电技术。传统双边供电存在较大的穿越电流，不能被电力系统接受。组合式同相贯通供电、全交-直-交同相贯通供电方式通过变流器控制使牵引网电压处于同一相位，提高了电能质量，但整体可靠性一般。最终基于复杂艰险高原地区铁路工程技术条件选择单相牵引变压器同相贯通供电技术，可在工程适应性上达到较优权衡。     

单相组合式同相供电系统及运行方式研究

研究了单相组合式同相供电系统及其2种基本运行方式。以单相牵引变压器为基础,通过平衡接线配以适量的同相补偿装置,实现了牵引供电和负序补偿在结构上相互独立、功能上相互补充,技术与经济兼优的目标。基于实际负荷过程对系统2种运行方式进行了对比分析,研究结果证明运行方式二是一种相对经济的运行方式。     

单相组合式同相供电装置中性点电位漂移影响

通过分析同相补偿装置运行方式对中性点电位漂移的影响,提出了减弱单相组合式同相供电装置中性点电位漂移的建议。     

贯通式同相牵引直接供电系统牵引网边界频率特性研究

分析贯通式同相牵引直接供电系统牵引网及其边界的频率特性。利用牵引网的频域模型,全面分析牵引网频率特性;由牵引变电所与线路的联接方式,提出“牵引网边界”的概念,指出“牵引网边界”由牵引变电所出口处的电容和外侧一段线路组成。分析牵引网和边界对故障暂态分量的衰减特性发现:暂态高频信号在经过牵引网及其边界时都会衰减;牵引网越长,高频暂态量的衰减作用越明显;由于牵引变电所之间的距离较短,牵引网边界对高频量的衰减总大于牵引网的衰减作用。     

太原铁路枢纽高铁供电运行探讨

随着太原铁路枢纽融入高速铁路网,枢纽内高铁列车数量大量增加,但枢纽内高铁接触网仍由榆次变电所、太北变电所这两座既有普速铁路牵引变电所供电。为保证高铁的供电可靠性,结合太原铁路枢纽内线路及牵引供电设施布置,分析在牵引变电设备各种故障情况下如何快速恢复供电。在榆次或太北牵引变电所发生全所停电故障时,对几个可以实现的越区供电方案进行供电能力计算和比较,提出推荐的越区供电方案。通过良好的供电故障恢复方案,能极大地提高太原铁路枢纽内供电故障恢复速度和高铁列车供电的可靠性。