基于牵引电缆的电气化铁路牵引网长距离供电方案

将牵引电缆与电气化铁路既有牵引网通过横向连接线并联,基于并联后的牵引网(简称"电缆牵引网"),将供电方式分为电缆+直供方式和电缆+AT供电方式(包括日本方式、法国方式和新型方式),并以电缆+日本AT供电方式为例,设计同相供电和异相供电方式下的电缆牵引网长距离供电方案;在建立电缆牵引网等值电路模型和链式电路模型的基础上,以列车工作电压为约束条件,基于多列车负荷的潮流计算,给出确定电缆牵引网供电距离的计算公式和流程;仿真分析电缆+AT供电方式下电缆牵引网阻抗和供电距离,并以某线路为例进行方案设计对比。结果表明:电缆+AT供电方式下电缆牵引网等值阻抗更小,供电距离约为AT供电方式下的2.5倍,可有效提高供电距离,增加外部电源选址的灵活性。     

动车组并联辅助变流器组网控制策略研究

辅助变流器是动车组的重要部件，为整车的交流负载供电。其中，牵引系统冷却风机、空调等是十分重要的负载代表，或与动车组的安全性相关，或与乘客舒适度密切相连，因此辅助变流器的供电可靠性十分重要。冗余是保障供电可靠性的有效措施，主流的动车组都采用了并联冗余方案。当辅助变流器采用并联冗余方案时，需先完成各个辅助变流器并联组网，而后才能为负载供电，即组网控制策略，是辅助变流器并联冗余方案可靠工作的前提。文章针对并联组网控制问题，分析了动车组辅助变流器的组网控制方式以及存在的问题，提出了一种新型同步软启动组网控制策略，首先从理论角度详细分析了控制策略的原理，然后分别通过MATLAB仿真和试验验证了控制策略在各种组网工况下的有效性和可靠性。最终说明提出的组网控制策略解决了输出电压幅值软启动过程中的并联组网难题，实现了辅助变流器并联在网络正常工况和紧急牵引工况下均可快速可靠完成组网，相对于一般组网控制逻辑，组网时间可至少缩短50%。     

全并联AT供电牵引网断线接地故障分析

对全并联AT供电牵引网断线接地故障时变电所出口处的测量阻抗进行了理论分析与推导;结合接触网实际参数,采用Matlab/Simulink进行了仿真,给出全并联AT供电牵引网各种短路、断线接地故障的测量阻抗—距离特性曲线;最后针对全并联AT供电方式供电臂以负荷开关进行并联的接线形式,给出供电臂保护配置方案,以期为全并联AT供电牵引网馈线保护的配置提供参考。     

重载条件下牵引电流对桥梁区间信号电缆的影响研究

以重载铁路的信号电缆烧损故障为研究背景,研究AT供电方式和贯通地线的条件下牵引电流在信号电缆中的分布以及桥梁因素对其影响。首先,利用连续性微分方程和离散的节点方程对钢轨电流进行仿真计算和对比,并对重载条件下牵引电流分布模型中的关键阻抗参数进行计算。然后,建立AT供电方式和贯通地线条件下复线铁路全并联牵引供电系统的节点模型,给出不同牵引回流路径中的电流分配比例。研究桥梁因素对电流分配的影响,得出信号电缆双端接地时电缆外铠装和护套中的传导性电流。现场实际测试结果证明,实际电流分配与仿真结果基本一致。本综合模型可为分析牵引电流对电缆产生干扰的机理提供参考。     

电缆牵引供电系统工频过电压传播特性研究

基于分布参数线路推导了电缆牵引供电系统牵引网空载线路沿线工频过电压分布,并利用Matlab/Simulink搭建了单线电缆供电分布参数线路模型,对电缆供电工频过电压的传播特性进行了研究。通过理论分析及仿真验证,发现供电臂长度及电缆芯线间的互感抗的大小是影响电缆供电沿线工频过电压传播特性的主要因素,而电缆分段的长度对空载线路沿线工频电压的大小基本无影响。     

高铁馈线电缆金属护层环流影响因素仿真研究

针对馈线电缆屏蔽层和铠装层的不同接地方式,利用CDEGS仿真软件仿真了电缆线芯电流大小、电缆长度、电缆间距、电缆铠装层厚度以及电缆双端接地等因素对护层环流大小的影响,找出了护层环流的主要影响因素,并给出了减小护层环流的电缆选择与敷设建议。     

津秦客运专线信号电缆受电磁影响测试与分析

研究目的:高速铁路沿线的信号电缆会受到牵引供电系统电磁危险影响。本文结合津秦客专联调联试,在唐山牵引变电所供电区段对一段2.7 km铁路信号电缆进行感应电压测试,设置电缆屏蔽层单端接地和双端接地,测试不同速度级正常行车情况下和接触网短路故障情况下,信号电缆芯线和屏蔽层的感应电压(电流),为评估高速铁路信号电缆受电磁干扰影响程度以及优化今后信号电缆电磁防护设计提供依据和参考。研究结论:(1)津秦客运专线正常行车情况下信号电缆芯线感应电压可达36 V,接触网故障情况下可达360 V;(2)目前信号电缆采用每3 km分段单端接地的设计方案在接触网正常运行情况下满足电磁干扰防护要求;(3)电缆近侧线路负荷产生的纵向感应电动势为远侧线路的1.3倍,牵引网直供方式产生的纵向感应电动势为全并联AT供电方式的4倍以上;(4)测试电缆屏蔽层双端接地时,对回流的分流很小,但同时在接触网发生短路故障时存在造成电缆烧损的风险,因此应根据信号电缆信息传输可靠性要求等级以及线路的具体情况来合理选择屏蔽层接地方式;(5)本研究成果能够为高速铁路信号电缆接地方式的选择和电磁兼容设计提供指导和参考。     

全并联AT供电牵引网短路故障分析

针对全并联AT供电牵引网的3种短路故障,结合当量等值电路进行了理论分析,得出了各种不同故障下的电流分布情况。通过对电流分布分析,提出了适合全并联AT供电牵引网的故障测距方法,并给出了3种情况下的线路测量阻抗。     

问与答

交流异步牵引电机试验与一般异步电机试验有什么不同 ?答 :(1)交流异步牵引电机由牵引变流器供电 ,电源为非正弦波 ,频率及幅值均可在一定的范围内调节 ;而一般异步电机电源为某一固定频率的正弦波。因试验电源不同 ,交流异步牵引电机试验必需配备配套的牵引变流器 ,而一般异步电机只需配备调压器或同步发电机。(2 )两种电机试验时所使用的仪器也有所不同。牵引变流器供电时 ,电压及电流波形均为非正弦波 ,谐波含量非常丰富 ,为了准确测量各种电量 ,并进行具备数字滤波功能的 FFT分析 ,显示各种波形 ,要求测试仪器能够满足变流器输出电量…     

中间直流环节杂散参数对变流器支撑电容电流的影响分析

在牵引变流器的主电路设计过程中,由于采用多重四象限并联供电,使中间直流环节无法完全实现低感连接,导致线路杂散阻抗引入,多重支路电容之间产生谐振,引起电容电流额外增加等情况。为此,文章通过搭建牵引变流器主电路的等效仿真模型,结合中间直流环节增加线路杂散参数的两重并联主电路结构,推导得出了中间直流环节引入线路杂散电感的主电路传递函数。根据传递函数的幅频特性可知,线路杂散电感会使主电路存在除二次谐振点外还会增加1个高次谐振点,并且杂散电感越大,谐振增益越大,造成支撑电容电流增大。     

中低速磁浮列车牵引特性分析和计算

磁浮列车牵引特性具有特殊性,直线电机法向力会影响悬浮稳定性。文章对中低速磁浮列车牵引特性进行了分析和计算,并综合了两种情况确定了牵引电机的额定输出功率。     

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。     

中低速磁浮列车牵引性能研究

中低速磁浮列车是磁浮交通系统的关键装备,由于脱离了轮轨接触,其牵引方式也与传统列车差别巨大.以3节编组中低速磁浮列车为例,对该列车的运行阻力、牵引力、电制动力进行了计算分析,根据计算结果对列车的牵引和电制动性能进行了评价,并完成了列车的故障运行能力校核.     

一起由电力机车故障引发的保护问题的探讨

通过对石家庄供电段辖内镇内变电所的一起由电力机车故障引发的差动保护误动和馈线保护拒动问题的分析,找出了保护配置方面存在的问题,提出了通过差动保护增加电流互感器(TA)饱和判别功能和改变馈线电流速断(过电流)保护方式的方案、消除既有高速区段铁路牵引变电所保护存在的死区,讨论了保护的整定模式.     

高速铁路27.5kV单芯电缆接地方式的研究

高速铁路建设中,接触网系统出所馈线采用单芯电缆。根据高速铁路接触网电流大的特点,同时考虑电气化铁道沿线电气回路的影响,对单芯电缆金属护套感应电势进行计算,对不同的电缆接地方式进行分析和比选,得出结论：单芯电缆敷设长度小于1km时,采取一端直接接地、一端保护接地方式;长度为1～2km时,采取电缆中间接地、两端保护接地方式;长度大于2km时,采用金属护套交叉互联接地方式。     

高速列车应急自走行辅助驾驶研究

当牵引供电网发生故障,高速列车应急自走行系统受车载储能装置容量限制,特别是在线路条件复杂时,如何操纵列车实现就近停车变得异常困难。为了解决高速列车应急自走行系统的速度曲线规划问题,进行了应急自走行辅助驾驶装置的功能设计和系统结构设计。根据列车应急运行的特点,设计了应急自走行优化算法。以CR400BF复兴号动车组列车运行于国内某高速铁路线路为例进行仿真,仿真结果表明,该装置可在能量受限的情况下规划列车自走行的运行速度曲线,与司机巡航驾驶相比实现了良好的节能性;同时,基于节能优化操纵策略,采用不同的牵引目标恒速速度进行仿真,仿真结果表明,根据线路条件选择合适的牵引目标恒速速度,对于车载储能装置容量受限的高速列车应急自走行驾驶具有重要的指导意义。     

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。     

高速列车的动态环境及其技术的根本特点

讨论了高速列车所处的动态环境。指出高速列车与普通列车的根本不同在于列车所处的动态环境发生了质的变化,由机械、电气作用为主,变为以气动作用为主。正是由于这一巨大变化,才产生了一系列高速列车技术的特点。例如,由于需要特大牵引功率来克服地表稠密大气所产生的阻力,高速列车必须放弃机车牵引,采用动车组模式;对高速列车必须进行“噪声设计”,才能分别按环保要求决定高速通道不同区段的最高限制速度。本文根据上述观点得出一些不同于通常所理解的关于地面高速交通的结论。比如:指出磁浮列车只有在低速下运行,才能凸显其低噪声的优点,高速度并不是它的特长。本文还进一步指出,地面开敞式高速交通,最高速度不宜高于400 km/h,超过这一限速必须采用真空管道高速交通。     

客运专线牵引供电系统对电力电缆的影响分析

结合客运专线中电力供电系统电力贯通线采用全电缆、金属护层与综合接地线相接的设计方式,以京津城际铁路为例,从牵引供电系统角度出发,通过建立网络模型、仿真计算和分析,提出了电缆金属护层的接地方式和截面选择建议。     

城市轨道交通大分区中压供电系统保护方案研究及应用

针对城市轨道交通大分区中压供电系统,提出一种在不同运行状态及各种故障情况下均能满足保护选择性、速动性和可靠性的完整继电保护方案。区间电缆以线路差动保护为主保护,线路电流比较保护为第二套主保护,过流保护为后备保护;母线上以母线差动保护为主保护,母线电流比较保护为后备保护。介绍进出线、母联、馈线保护和断路器失灵保护的应用,以及备自投功能的实现方式。分析大分区中压供电系统保护的配置、原理和逻辑,对区间电缆故障、母线故障、馈线故障情况下的动作行为,论证该方案对于故障点电源切除、非故障点电源恢复的性能。最后,介绍该方案在实际项目武汉地铁6号线上的应用。