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。     

27.5 kV牵引供电电缆上网及接地方案研究

随着我国铁路客运专线的规模化建设,为提高牵引供电可靠性,满足GIS开关柜的使用需求,在所亭进出线及接触网供电线上网处普遍采用27.5 kV单芯电缆,而其高可靠性直接影响到牵引供电系统整体的可靠性。根据既有客专电缆上网形式及接地保护要求,以及电缆故障原因分析,总结优化了牵引供电电缆接触网引上方案及直供、AT供电形式下的电缆保护方式,并通过对电缆中间头及终端头的分析探讨,提出了沿桥架或格构式钢柱上网等可靠性保证措施,为牵引供电电缆施工及运营检修维护提供借鉴。     

地铁供电系统中的并行送电技术探讨

通常地铁牵引供电系统由整流变压器、整流器、直流母线、直流断路器、隔离开关和轨道接触网组成。应该引起注意的是:其中的轨道接触网通常被“分段绝缘器”划分为多个供电区段,以利于继电保护的实现以及轨道接触网出现故障时对故障的分段排查,因此各个供电区段可以单独进行停送电操作。地铁供电系统通常都选配了国际、国内较为先进的电力设备,并配备了完善的继电保护系统和电力监控系统,能完全实现通常所说的:遥控、遥信、遥测等功能,实现变电所无人值班;对轨道接触网的停送电操作,完全由中心控制调度员通过电力监控系统进行遥控操作。     

现代有轨电车无接触网牵引供电方式研究

对有轨电车牵引供电方式进行了分类,介绍了几种典型的地面牵引供电方案。从系统基本构成、储能介质选择、充电方式选择几方面对车载储能式牵引供电方案进行分析。提出了实现无架空接触网的技术路线和解决方案。车载储能式牵引和地面牵引供电相结合是现代有轨电车无架空接触网供电方式的发展方向。应结合具体线路工程,经过技术经济等综合评估后确定有轨电车的牵引供电方式。     

城市轨道交通不同牵引供电制式的比较

目前我国城市轨道交通牵引供电制式以DC 1500V上部悬挂接触网为主,有些线路采用DC 750V三轨供电制式。随着城市轨道交通的不断发展,为节能减排提高能效,有必要提高牵引供电电压。近年来城际铁路和地铁的大力发展,使牵引供电技术和动车传动控制技术都得到了极大提高,无论是高铁或地铁动车都采用了先进的交流传动技术,不同的仅是高铁、城际铁路采用单相交流27.5 k V供电,而地铁采用的是DC 1500V供电。从技术上讲地铁也可采用与其上部绝缘净空尺寸相应电压等级的单相交流供电,这无疑是一种节能减排、减少地下杂散电流,又可与高铁、城际铁路线路贯通的新型模式。     

高速铁路接触网隔离开关服役状态分析及技术升级策略

高压隔离开关是接触网系统的关键设备,运行状态直接影响接触网故障率。通过分析高速铁路接触网隔离开关故障和服役状态,指出接触网隔离开关在服役时存在防灾能力较差、安装方式复杂、操作时间长及适应性差等问题,无法满足智能牵引供电系统发展需求。建议将接触网隔离开关升级为性能和安全防护等级更高的真空断路器。真空断路器技术条件同户外27.5 kV变电设备一致,在接触网H型钢支柱上安装,不仅在技术条件、防护等级、安装形式等层面上取得技术提升,而且经济性较好。     

自动过分相装置与电分相区电压的兼容性设计研究

我国电气化铁路牵引供电采用27.5 kV单相供电,由于线路负荷的多样性,按牵引容量及供电线路长度要求,主要采用AT或BT供电方式,牵引变压器接线主要以V/v、V/x、Scott或阻抗匹配平衡变压器接线为主。本文通过对电子开关地面自动过分相适应接触网不同供电模式进行分析,论述了多模式下的适应性,并对电子开关地面自动过分相装置的电压耐受能力提出设计思路。     

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。     

接触网小单元供电在市域铁路的应用

温州S1线供电系统尤其是牵引供电系统性能,易受到同相供电装置和沿海地区恶劣天气的影响.为保障牵引供电质量,提出一种基于小单元的循环供电方案.该方案不但可以实现牵引供电从接触网和开闭所进行越区,还可以缩短故障延时,在市域铁路领域具有一定潜在应用价值.     

徐州铁路枢纽电气化供电方案的优化建议

本文分析了徐州枢纽电力牵引供电方案所存在的一些问题，如：枢纽变电所的主备用设置，外部电源的选用：徐客开闭所的进线；枢纽线路的挂网；接触网的分段与分束等，为确保徐州电力牵引供电的可靠性和电化枢纽的行车组织不受影响，提出了具体的可行性方案。     

全自动驾驶模式车辆基地牵引供电系统方案

针对全自动驾驶模式,研究车辆基地的牵引供电系统方案。根据车辆基地布局及全自动驾驶典型运营场景,提出全自动驾驶模式下牵引供电系统开关应具备遥控、遥信和不停电倒闸等功能需求。通过对各种直流开关进行分析和比选,提出一套完整的牵引供电系统改进方案。分区级采用直流负荷开关替代原手动隔离开关,就地级采用以接触器为主要元件的防误操作检修开关替换原手动检修开关,同时牵引供电系统增加与门禁和信号系统的联锁功能。介绍改进方案中所应用的直流负荷开关及防误操作检修隔离开关,具有成熟产品和技术,能够满足系统的要求。     

城市轨道交通牵引供电系统的主接线设计

根据城轨交通牵引供电系统主接线的工程设计原则及运营经验,结合国内外整流机组、开关设备的技术发展,从技术可靠性、运行灵活性及工程投资经济性等方面对国内常用的城市轨道交通牵引供电系统的中压交流侧和牵引直流侧主接线形式进行详细比较和分析,提出了城轨交通牵引供电系统主接线的建议方案。     

牵引网不停电运行方式转换方案及其运用

对可能涉及直流牵引网运行方式转换的故障类型进行分类,详细分析传统的牵引网越区供电方案在运行方式转换时对线路正常运营及调度管理的不利影响。通过改变越区开关的设备选型方案,提出新型的转换方案,对其在工程实际中的运营调度方案及对直流牵引供电系统后期运营维护管理模式的影响进行分析说明。对牵引网上网开关及越区开关的设置位置的不同选择方案进行详细分析,从以人为本和工程长期运营的可维护性方面,提出将其从线路区间调整至车站室内布置的优化方案。     

基于有源滤波器和AT供电方式的新型同相牵引供电系统

2台YN,d接线变压器十字交叉构成的AT牵引供电系统,接线复杂,变压器容量利用率低,相邻供电区段必需用分相绝缘器分断,不利于高速铁路运行。由1台YN,d接线变压器加四桥臂有源滤波器构成的新型同相AT牵引供电系统,可以实现同相供电,取消分相绝缘器;可以节省变压器,原边中性点可方便接地;在有源滤波器的作用下,可以实现消除三相不平衡、动态滤除谐波和补偿无功,使变压器容量得到充分利用;由于采用了AT供电方式,因此可以获得综合经济性能优越的通信防护效果。仿真实验也证实了这一点。     

建立在信号系统上的牵引供电实时模拟系统

一个建立在信号系统之上的多车运行实时模拟系统可以优化和确定列车最小运行间隔,在预定的时刻表、发车间隔、线路条件、列车性质下,对全线的列车运行情况进行虚拟仿真模拟;同时在该系统中嵌入供电模块,可以实时再现列车、牵引网、供电臂、变电所的电压及电流情况,并就网压变化对列车运行的影响进行模拟分析。因此,该系统将成为铁路运营及牵引供电系统设计有利的计算机辅助设计工具。     

山区城市地铁供电系统设计关键技术

结合贵阳市轨道交通1号线工程,分析山区城市地铁供电系统设计关键技术,分别就列车再生制动能量回馈方案,长大坡道牵引网上、下行并联方案,特殊区段环网电缆敷设方案,特殊区段接触网安装方案和高土壤电阻率地区接地网设置方案进行探讨。随着1号线的试运营,这些设计方案部分已取得预期效果,希望对后续山区城市地铁供电设计有一定的借鉴和参考。     

地铁专用回流轨牵引供电系统应用方案

分析了常规地铁牵引供电系统采用走行轨兼做回流轨存在的问题,以及杂散电流腐蚀问题带来的严重危害。针对目前专用回流轨技术方案发展现状,推荐采用网轨混合牵引供电系统的应用方案。通过对该方案中重点问题的分析,推荐采用专用回流轨和接触网同位置设置电气分段的方案,在牵引供电上网点和回流点处设双极隔离开关;推荐在负极对地之间设置单向导通装置作为漏电保护装置;推荐设置绝缘监测装置对各区段的专用回流轨对地绝缘状况进行定期监测,以便及早发现绝缘薄弱点并清查处理。     

基于PSCAD的高速铁路全并联AT牵引供电系统短路故障仿真计算研究

以长昆高速铁路邓家山变电所至廖家田分区所供电区间为研究对象,根据实际接线方式、系统参数进行等效计算,利用PSCAD/EMTDC元件库元件搭建模型,设置相关参数,搭建全并联AT高速铁路牵引供电系统仿真模型,以实现对变电所及牵引网各种短路故障的仿真计算。以实际短路试验为例进行仿真,仿真计算数据与实测数据比对结果表明,基于PSCAD/EMTDC建立的全并联AT牵引供电系统仿真模型能够准确地模拟实际供电系统不同故障情况下短路电流的大小及短路电流的分布情况。利用该仿真计算结果,根据"横联线电流比"故障测距法进行故障定位计算。结果表明:数据满足故障测距要求,该模型能够为今后深入研究高铁牵引供电系统的故障及保护设备的运行等提供科学依据。     

基于有源滤波器的V,v接同相供电系统

针对电气化铁道牵引供电系统三相严重不平衡,存在大量谐波和无功,尤其是相邻供电区段间必需用分相绝缘器分隔问题,将V,v接变压器与有源滤波器和AT供电方式有机结合,构造出新型同相牵引供电系统。系统中V,v接变压器的一个带中抽头的副边绕组接AT牵引网,并通过有源滤波器接另一副边绕组,使各供电区段电压相同,从而可以取消分相绝缘器;以检测到的同相综合补偿电流为参考,控制有源滤波器消除三相不平衡,并滤除谐波和无功。仿真证实该同相供电系统方案正确可行,适宜应用于高速电气化铁道。     

直流牵引网稳态短路电流计算

城市轨道交通短路故障的分析与计算是提高牵引供电系统安全运行能力及相关保护与控制技术的基础。首先建立精确的直流牵引供电系统模型,将整流机组等效成带内阻的电压源,建立等效模型并利用整流机组的外特性计算稳态短路电流。