城市轨道交通牵引供电系统专用轨回流技术综述

近年来,为彻底解决城市轨道交通直流供电制式下杂散电流的泄漏问题,开始应用专用轨回流技术。为充分了解专用轨回流方式给城市轨道交通建设带来的变化和影响,文章首先采用对比的方法,分别从供电系统组成、牵引所间距、接地方式、接地保护、列车检修静调、限界、车辆和轨道设计几个方面与走行轨回流方式进行比较;其次,针对目前几种专用轨电分段原则的特点对其进行比对,得出专用轨只有在与折返小交路电分段对齐设置分段时对运营维护将更有利的结论;再次,针对存在多条线大架修共享同一车辆基地,不同回流方式线路间存在跨线运行的情况,简述回流方式转换段设置的工程应用案例;最后,展望未来专用轨回流技术在城市轨道交通牵引供电系统的发展方向。     

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。     

基于牵引回流的电气化铁道实时断轨检测方法

本文提出了一种利用钢轨中牵引回流进行断轨检测的方法,并利用MATLAB／Simulink仿真软件针对交流牵引供电系统建立了断轨检测模型。通过对不同断轨情况、列车负载、列车位置的仿真分析,得出牵引回流断轨检测方法能够准确判定断轨范围。为实现实时检测功能,提出利用小电阻代替机车沟通牵引回路进行断轨检测的方案。从理论上证明牵引回流断轨检测方法完全能够检测出断轨,是一种有实际应用前景的检测方法。     

直流牵引回流实时断轨检测方法研究

提出了一种利用钢轨中牵引回流进行断轨检测的方法,并利用MATLAB/Simulink仿真软件针对直流牵引供电系统建立了断轨检测模型.通过对不同断轨情况、列车负载、列车位置的仿真分析,得出牵引回流断轨检测方法能够准确判定断轨范围.为实现实时检测功能,提出利用小电阻代替机车沟通牵引回路进行断轨检测的方案.从理论上证明牵引回流断轨检测方法完全能够检测出断轨,是一种有实际应用前景的检测方法.     

一种考虑列车运行图的高速铁路牵引供电系统再生能量评估方法

基于动车组的负荷特性和再生制动特性,定量分析牵引供电系统再生能量的传输规律;在建立牵引供电系统动态数学模型的基础上,通过初始化参数考虑列车运行图、辨识各个设备消耗的再生功率、计算再生能量消耗情况,提出高速铁路牵引供电系统再生能量的评估方法,并以某高速铁路区段实例进行验证。结果表明:提出的方法能定量评估牵引供电系统各类供电设备以及系统全线24h内的再生能量消耗情况,从而验证了动态数学模型和评估方法的有效性。     

城市轨道交通第四回流轨牵引供电技术

基于当前轨道交通牵引供电系统利用走行轨作为回流系统存在的问题,提出了在普通地铁线路采用四轨回流技术的必要性。结合目前运行的三轨和第四接触轨技术方案,研究和分析,提出普通地铁线路四轨技术实现方案,并提出正极采用架空接触网线路,采用四轨回流技术的可行性。此外,目前国内四轨技术的采用,需要对常用的普通地铁车辆回流接线方式做出...     

轨道交通牵引系统再生能量利用方案研究

研究目的:城市轨道交通普遍采用VVVF动车组列车,在列车制动时,将再生大量能量,如果能够对这部分能量加以有效利用,则对于整个轨道交通的节能降耗将意义重大。目前工程上有几种再生电能利用方案,但不同方案的节能效果相差较大,部分方案甚至浪费能量。因此,有必要将理论计算和工程实际测量相结合,对现有再生电能利用方案的节能效果进行综合分析。研究结论:本文通过构建轨道交通牵引供电系统模型,并将计算结果与工程实际测量结果进行比较分析,结果表明:(1)当牵引变电所不设置再生制动装置时,车辆间的再生能量相互利用率很高;(2)传统的将再生制动电阻置于牵引变电所不但不会节省能量,相反会浪费能量;(3)当再生电能利用装置的容量达到一定值时,再增加容量,对于节能效果影响已经很小;(4)该研究结果可应用于轨道交通牵引供电系统的设计中。     

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。     

城轨屏蔽门绝缘状态对回流安全参数的影响研究

城轨直流牵引供电系统回流安全问题逐渐成为目前的重点研究之一,然而与走行轨等电位连接的屏蔽门往往因绝缘不理想而对线路回流安全参数的分布造成影响.针对屏蔽门绝缘状态对城轨回流安全参数的影响,建立了多列车动态潮流仿真模型,并基于无锡地铁2号线的数据进行了仿真分析.结果表明,屏蔽门绝缘状态薄弱将导致线路回流安全参数明显增加,威...     

城市轨道交通专用轨回流供电系统设计及应用

通过对既有城市轨道交通线路沿线杂散电流的现场测试和数据分析,提出采用专用轨回流供电系统是解决杂散电流泄漏和对沿线管线腐蚀的根本方案.分析了走行轨回流与专用轨回流的区别,根据实际工程适用范围提出了"架空接触网结合专用轨回流"的系统设计方案.对采用专用轨回流供电系统后性能进行了分析,并对专用回流轨设计要求进行了详细阐述.     

城市轨道交通专用回流轨系统研究

城市轨道交通直流牵引供电系统采用走行轨回流会产生杂散电流,影响沿线金属管线、土建结构的安全和使用寿命.为彻底消除杂散电流的危害,经过研究采用架空接触网加专用回流轨系统方案,可消除杂散电流长期对沿线金属管线的不利影响,有效降低城市轨道交通杂散电流防护的全寿命周期成本.     

高速动车组牵引供电系统对外射频建模仿真分析

该研究的目的在于搭建一个高速动车组牵引变流器及其供电系统的模型,并通过仿真来验证其薄弱点。因此每个牵引系统中的基本组件都会被建模,包括接触网、接地回流、牵引变压器、牵引变流器等,其对外射频的仿真结果重点关注了列车在牵引供电网络中所处的位置和额定功率下的对外射频数值的峰值点。这些成果可以用于牵引供电系统的改进。     

简析城市轨道交通钢轨电位

介绍城市轨道交通钢轨电位的产生及危害。以广州市轨道交通21号线为例,分析牵引变电所设置、牵引回流系统设置、列车运行图、设置接地支路的排流柜的运行方式、回流轨与均流电缆的连接方式对钢轨电位的影响,提出限制钢轨电位的工程实施建议。     

再生制动条件下的城轨列车节能驾驶综合模型

当供电区段内有列车进行电力再生制动时,所产生的再生电能会向牵引供电网反馈,若邻近无处于牵引状态的列车吸收此部分再生电能,则会造成牵引变电所两端的电压升高。由此提出通过检测牵引供电网第三轨电压并在牵引供电网网压升高时适当提高邻近列车运行速度,以充分利用再生电能,从而实现城轨列车的节能运行。基于此思路建立列车节能运行优化控制与牵引供电系统相配合的城轨列车节能驾驶综合模型。该模型由列车节能运行优化控制算法和牵引供电模型组成。前者为牵引供电模型提供列车运行动态信息;后者基于牵引供电系统特性生成列车运行控制最佳策略所需的数据,供列车节能运行优化控制算法使用。以北京地铁亦庄线为例,验证综合模型的可行性和有效性。结果表明:在该线4站3区间10个列车全部准点运行的情况下,采用综合模型后列车的运行能耗降低了7.18%。     

轨道交通架空接触网防雷综合技术研究

在轨道交通中,牵引供电系统提供列车牵引动力,架空接触网作为牵引供电系统的重要组成部分,向动车组供电授流。轨道交通供电系统一般采用架空接触网授流制式,在轨道交通采用高架桥敷设形式时,接触网系统则成为区域内的相对高点,遭受雷害的几率增加。针对供电系统架空接触网防雷综合技术策略进行研究,分析架空接触网防雷综合技术需重点解决的关键问题,归纳提出了行之有效的技术对策。     

城市轨道交通列车再生制动能量穿越时钢轨电位分布规律仿真分析

当前,城市轨道交通钢轨电位过高引起的钢轨电位限制装置频繁动作、轨旁设备打火、杂散电流泄漏量增大等现象严重,对乘客人身安全及线路杂散电流水平有较大影响,而针对多列车动态运行过程汇总再生制动能量穿越时钢轨电位分布规律尚待进一步研究.对城市轨道交通供电系统动态运行过程中钢轨电位分布规律进行研究,建立系统供电-回流-列车全模型下钢轨电位动态分布模型.分析了多区间多列车并列动态运行情况下再生制动列车回馈至牵引网功率被其他供电区间列车利用情况下钢轨电位的变化情况.研究分析表明,系统多列车动态运行时,再生制动能量穿越情况对钢轨电位影响较大.     

地铁再生能量回馈系统优化配置方案研究

以徐州地铁1号线为例介绍了一种包含中压型能量回馈装置的城轨牵引供电系统仿真方法,对全线直流牵引网进行了潮流计算分析,对直流牵引网的实际影响和再生能量回馈在全线中的容量、位置、数量等进行分析研究,给出再生能量回馈系统的最优配置方案。     

多区间多列车动态杂散电流建模分析

城市轨道交通普遍采用直流牵引供电系统,多变电所多列车并列运行,线路上所有变电所均有可能向各列车供电。针对多区间多列车杂散电流动态分布,建立了多电源叠加的杂散电流分布模型,仿真分析出全线杂散电流、钢轨电位、排流网对地电位等相关参数随时间、位置的变化。所提出的仿真模型及结果可有效应用于直流牵引供电系统回流参数动态规律分析。     

轨道电力牵引中高效友好的电能利用

针对轨道电力牵引的驱动系统、直流牵引供电系统及交流牵引供电系统等轨道交通能量传输和变换的几个重要环节,介绍了最新的节能发展趋势和提升能量利用率的技术措施,为提升整体轨道电力牵引交通领域电能利用率提供了思路。     

城市轨道交通专用回流轨研究

为彻底消除杂散电流的危害,提出架空接触网加专用回流轨方案.着重阐述了专用回流轨与限界、车辆、供电系统、轨道及站台门等专业的配合性设计.从建设投资和全寿命周期成本进行专用回流轨的经济性分析.经论证,专用回流轨可有效降低杂散电流防护的全寿命周期成本.