双边供电模式下高速铁路AT供电系统供电能力计算与分析

俄罗斯高铁项目是"一带一路"倡议的重要组成部分,与我国单边供电模式不同,其牵引供电系统采用双边供电的AT供电方式。双边供电模式将直接影响牵引供电系统内部的功率潮流分布和主要供电设备容量的选取。在构建高速铁路AT供电系统双边供电模式下牵引供电仿真模型的基础上,研究功率潮流分布特性,给出牵引变压器容量分配、牵引网电压损失、牵引网各导线电流分布和电能损失的计算结果并分析主要影响因素,为双边供电模式下的牵引供电方案设计提供重要基础。     

牵引供电系统电压损失计算方法探讨

介绍了牵引供电系统电压损失准确计算方法和工程近似方法,并针对交直型机车和交直交型机车的不同负荷特性对其在牵引供电系统中产生的电压损失进行了计算和分析,指出采用工程近似方法计算交直交型机车在牵引供电系统中产生的电压损失存在较大误差,分析了误差产生原因,并提出建议解决措施。     

城轨交流牵引供电系统接触网标称电压探讨

介绍城轨交流牵引供电系统的研究现状及设计条件,确定接触网标称电压的论证范围。从牵引供电系统电压损失计算方法适用性、接触网组成、钢轨电位、牵引网电压水平和最长供电距离5个方面对不同标称电压进行分析和对比,得出城轨交流牵引供电系统接触网标称电压宜选择6.0 k V。     

牵引电压损失与电力系统短路容量关系的研究

从分析高速客运专线牵引负荷特点入手,结合京津城际工程具体实践,分析了从高速牵引负荷引起的电压损失与系统短路容量的关系、电力系统的电压损失与系统短路容量的关系、高速牵引负荷引起的初步电压不平衡与系统短路容量的关系,得出电力系统短路容量与客运专线牵引变压器的电压损失无关、与电力系统电压损失成反比、与电压不平衡值成反比,从理论和远期规划上提出电力系统短路容量应满足4000MVA以上.     

城市轨道交通直流自耦变压器牵引供电系统

现有城市轨道交通直流牵引供电系统普遍采用走行轨回流,存在危害性很大的长时间迷流,且防不胜防。提出一种新的直流牵引供电系统,即直流自耦变压器(DCAT)牵引供电系统,能很好地解决轨道电位和迷流问题。以传统的直流牵引供电系统为基础,增加由电力电子开关和直流电容器构成的DCAT及回流线,构成DCAT牵引供电系统。分析表明,DCAT牵引供电系统不仅能解决轨道电位和迷流,还可兼作储能装置,将列车再生制动时的能量回收再利用,同时,在线路绝缘耐压和车辆供电电压不作任何改动的情况下,DCAT牵引供电系统牵引网的电压是传统直流牵引供电系统牵引网电压的2倍,可大大减少线路的电压损失和线路损耗,从而进一步提高能源利用效率。     

带回流线的全并联直供系统研究

根据带回流线的全并联直接供电系统的原理,推导出其电流分布及牵引网电压损失,并通过仿真验证了全并联对降低牵引网压损的有效性,同时从仿真结果定性地分析了全并联次数和全并联位置与牵引网电压损失的关系。     

高速铁路牵引变压器安装容量优化研究

基于牵引变压器温升效应,建立牵引变压器寿命损失计算模型,研究牵引变压器容量与牵引负荷之间的匹配关系。结合高速铁路牵引负荷实测数据,提出牵引变压器容量优化方案,在充分利用牵引变压器运行寿命的同时,有效降低牵引变压器安装容量,达到经济运行的要求。研究结果可应用于我国电气化铁路牵引供电系统设计和运营。     

可调并产电容补偿装置的电气性能

为提高牵引供电系统供电能力，在牵引网末端安装可调并联电容补偿装置是行之有效的方法。该装置可以调节牵引网电压、提高供电设备容量利用率、改善功率因数，具有其它牵引供电系统扩能改造措施无法实现的综合技术经济性能。     

直供加回流方式的牵引供电系统电压损失分析

通过建立直供加回流牵引供电系统,双线牵引网末端并联供电的数学模型,分析了运行中SS4B电力机车在4种不同牵引重量情况下,机车通过供电臂时的电能损耗问题,并根据实际运输计划,分析了直供加回流的牵引供电系统的牵引网、牵引变电所等的电压损失问题,并且进行了理论计算。     

V/X接线牵引变压器温升与寿命损失研究

V/X接线牵引变压器在高速铁路牵引供电系统中有着广泛的运用,本文根据IEC354标准温升模型中变压器各部分温升的计算公式,对V/X接线牵引变压器的温升和寿命损失做了深入的研究,分析了影响牵引变压器温升和寿命损失的因素,并对牵引变压器的容量合理优化提出了建议.     

准东铁路增建二线牵引供电系统研究

结合伊泰准东铁路虎石至周家湾段增建二线电气化工程特点,为增建二线绕行既有线的牵引供电系统提出一种新的设计思路,并对其牵引网的载流能力、牵引变压器容量、牵引网末端电压水平等主要控制因素进行分析,同时对配套电气化工程从不同角度进行优化设计,使研究方案技术更合理,供电能力更强,具有明显的经济效益和社会效益。     

城市轨道交通供电系统综合联调项目研究

根据在地铁供电系统综合联调项目中的实际经验,结合《地铁设计规范》和线路开通试运营专家评审要求,有针对性地提出了相应的联调项目及其实现方式,包括电力监控(PSCADA)子系统功能测试、直流牵引供电能力测试、交流降压负荷能力测试、主变电所支援供电能力测试以及牵引网钢轨回路阻抗测试。并对项目实施过程中的重点难点进行了归纳分析。     

基于四维可视化算法的牵引变电所位置优化

针对牵引供电系统设计的复杂性以及传统优化设计方法过程繁琐且很难找到可靠的最优解,粒子群和遗传算法等的迭代过程复杂并且容易陷入局部最优解的问题,将一种四维可视化算法运用到牵引供电系统的优化设计中。四维可视化算法不需要设定初始解、能够同时展现全局最优解的分布、能判断解的稳定性、方便添加约束条件。四维可视化优化算法通过编程使目标函数的最优解集在四维数据场可视化。以接触网对地电压为约束条件,以牵引网有功功率损失最小为目标函数,运用四维可视化算法进行牵引变电所和分区所位置的优化设计。通过实例计算验证了四维可视化算法可有效降低牵引网的功率损失。研究表明该方法能很好地克服传统方法和粒子群等优化算法在牵引供电系统优化设计中的不足。     

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。     

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。     

智能牵引供电系统现场试验评估技术研究

智能化是高速铁路牵引供电系统未来发展趋势,信息高度共享、智能化程度更高的AT牵引供电系统才能保证高速铁路安全、可靠、舒适的运营。智能牵引供电系统在信号采集和传输方式上的变革,使得变电所内控制、保护以及电流、电压信号均以数字信号方式在网络中传递,传统的测试手段都不再适用。以智能牵引变电所模型为基础,致力于解决智能牵引供电系统现场试验评估困难的问题。通过分析现有智能牵引供电系统检测标准和方法,结合智能牵引变电所评估基本原理和传统测试经验,提出供电系统运行参数测试和短路试验的方法,对符合IEC61850协议的多种类型网络报文进行试验数据解析和重构,从而形成一套有效的智能牵引供电系统现场试验评估方法,对智能牵引供电系统验收试验具有参考意义。     

电缆牵引供电方式电气特性研究

介绍了电气化铁路电缆牵引供电方式原理,分析了电缆供电牵引网电流分配关系,并在MATLAB/SIMULINK仿真环境下,建立了电缆供电方式牵引网仿真模型,仿真分析了不同分段距离下牵引网短路阻抗、牵引臂长距离空载和负载条件下电压损失以及不同电缆截面下电流分配系数。