综自系统保护在福厦客运专线上的应用

国内客专牵引供电系统普遍采用全并联的AT供电方式。但各条客专线在运行方式上都有所不同，本文主要针对福厦客运专线的运行特点，对变电所、AT所及分区所的保护配置进行讨论。     

全并联AT供电网络的电气特性分析及其故障测距方法的研究

全并联AT供电方式是我国高速铁路发展的主要供电形式.本文分析了全并联AT牵引网的电流分布规律和牵引网阻抗特性,并在全并联AT短路故障电流分布规律的基础上提出了适合于全并联AT的故障测距原理.仿真了电流分布规律和阻抗特性.结果表明,其特性曲线和实际的相符合,从而证明了牵引网模型的精确性.仿真了AT漏抗、上下行互感和钢轨漏导对故障测量精度的影响.结果证明这些因素对故障测距精度不会产生影响.     

论新一代牵引供电系统及其关键技术

与既有电气化铁路牵引变电所换相接入电力系统不同,提出新一代牵引供电系统,即在同一电力系统内实现电气化铁路无分相的同相贯通供电系统.本文讨论了与新一代牵引供电系统相关的三项关键技术:一是牵引变电所采用组合式同相供电技术,治理负序,取消变电所出口处的分相;二是新型双边供电技术,取消分区所处的分相,减小均衡电流及其对电力系统的影响,同时,调整功率因数,保证牵引网电压水平;三是牵引网分段供电与测控技术,将供电臂适当分段,运用同步测量技术,更准确、更及时地判别故障类型与部位,并把故障限制在最小范围内.文章还说明了系统的经济性和可靠性.      

市域铁路牵引电缆贯通供电方案及潮流算法

研究了市域铁路牵引电缆贯通供电方案，该方案全线贯通式供电，设置一主一备两个主变电所，在主变电所内设置同相供电装置. 对贯通式供电时双边供电、单边供电下供电臂距离的设置进行了建模求解，模型以电压损失作为约束条件，通过逐渐增加列车数量的方式，求得供电臂所能承担最大列车数量，进一步得到供电臂距离的可行值，为牵引变压器位置的设置提供参考和校验. 采用基于线路的牵引供电系统建模，将牵引供电系统分为电缆层和牵引层，提出适用于牵引电缆贯通供电的分层交互迭代潮流算法. 该算法在层内进行潮流求解，同时层之间进行变量取值修正，以实现交互迭代，能够达到矩阵降阶、提高计算效率的目的. 在本文案例分析中，相较于传统供电方案，牵引电缆贯通供电方案再生制动能量利用率提升至99.15%，每年通过再生制动能量利用可以节省的电费为2 955万元，一次性投资可以节省大约13 672万元.      

全并联 AT 双边供电方式的故障测距方法

高速铁路已经成为我国铁路的必然发展趋势。介绍了适宜于高速铁路发展的双边供电方式,对双边供电方式下全并联AT供电系统的等值电路进行了分析和仿真,在等值电路的基础上研究了全并联AT双边供电方式的故障测距方法,并提出了基本的测距流程。     

基于微电网技术的高铁AT所所内设备供电方案设计

基于微电网技术提出了一种向高铁AT所所内设备供电的设计方案,建立了光伏发电、风力发电和燃料电池发电模型,然后给出微电网结构图,最后探究了微电网向AT所供电时的控制策略.验证了该方案的可行性,并且提出了微电网向AT所供电面临的问题,为以后进一步研究微电网向高铁AT所所内设备供电提供理论依据.     

城市轨道交通交流牵引供电系统及其关键技术

在地铁、轻轨等城市轨道交通中,为了避免现行直流牵引供电系统的迷流,同时发挥其无分相的优势,提出并研究了一种交流牵引供电系统.该系统由主变电所(MSS)和电缆牵引网(CTN)构成,主变电所由单相主牵引变压器(MTT)和负序补偿装置(NCD)组合而成,电缆牵引网由双芯电缆(DCC)、牵引变压器(TT)和接触网(OCS)、钢轨(R)等构成.讨论了该系统的3项关键技术:电缆牵引网的供电原理,等效电路和输电能力,电缆与接触网的匹配技术,接触网电压等级选择等;牵引网分段供电技术,牵引网供电状态辨识方法,分布式保护与集中式保护方案等;单条线路主变电所供电方案,2条及以上线路共用主变电所的供电方案.该系统技术性能优良,经济性好,可靠性高,为地铁、轻轨等城市轨道交通提供了新的、更好的选择.      

基于能量比法识别波头的AT牵引网故障行波测距研究

针对AT供电方式牵引网的故障定位问题,提出了一种新的基于能量比法的故障测距算法,目标在于提高故障测距精度,缩短定位时间,满足高速铁路列车的应用需求.利用MATLAB软件建立了AT供电方式下的某牵引网结构的仿真模型,并对故障测距算法进行了仿真验证.仿真结果表明:与在变电所调研的故障测距结果相比,误差小于变电所中故障测录仪获得的故障测距误差,定位时间较短,故障测距精度提高,这为后续相关研究及探索奠定了重要基础.     

基于车网耦合的高速铁路AT供电系统谐振特性

为研究高速列车与AT供电系统之间电气耦合（简称车网耦合）引起的谐波谐振,构建了基于节点导纳方程的高速铁路AT供电系统数学模型和基于高速列车功率源特性以及等效阻抗的谐波源模型,提出了基于车网耦合的高速铁路AT供电系统谐波谐振评估算法,研究了3种AT供电模式、3种AT牵引网运行方式以及不同AT变压器漏感大小对系统谐振特性的影响,分析了系统阻频特性与相频特性,指出并联和串联谐振点及其变化规律.仿真分析表明:列车位于不同AT段时3种AT供电模式下并联谐振点和串联谐振点均存在差异,牵引供电系统运行方式的多变性也造成了串联和并联谐振点的偏移,AT漏抗越大则谐振点数目越多而第1个串联谐振点频率越低.      

重载铁路树形贯通式同相供电系统的运行状态

重载铁路树形贯通式同相供电系统能够最大限度降低线路中电分相带来的安全隐患,提升牵引供电系统再生制动能量直接利用率、供电能力和供电品质.为保障树形贯通式同相供电系统的良好运行,从均衡电流、供电能力、负序评估、故障分析及保护配置4个方面研究该系统的运行状态.构建不同拓扑结构下双边供电系统均衡电流评估模型,揭示重载铁路树形贯通式同相供电系统的外部电源构成方式;以某重载铁路树形贯通式同相供电改造方案为例,探究正常和故障运行工况下系统的供电能力以及系统对外部电网的负序影响;对该系统不同类型的故障进行分析,并提出保护配置方案.研究结果表明：相较平行双边供电,当两相邻牵引变电所变压器变比相同时,树形贯通式同相供电系统不会产生均衡电流;改造方案上、下行牵引网最低网压为22.74 kV,满足牵引网电压要求;设置组合式同相供电装置后,系统的三相电压不平衡度95%概率大值和最大值分别为1.20%和1.65%;相较于传统保护装置方案,所提保护配置方案能够确保牵引网停电区间最小.     

智能变电站站域后备保护装置开发与测试

利用智能变电站信息共享优势,提出了基于电流差动原理的站域后备保护方法,并开发了符合IEC 61850标准的智能变电站站域后备保护装置.为了验证站域后备保护装置的工作性能,提出了基于RTDS的全数字化保护测试系统方案.通过搭建变电站仿真模型,并配置GTNET-SV和GTNET-GSE模块,完成了站域后备保护装置的闭环测试.针对变电站正常运行、站内故障及站外故障等不同工况,测试了保护装置的动作逻辑和动作时间,其性能指标满足设计要求.     

城市轨道交通牵引变电所继电保护可靠性评估

为了掌握城市轨道交通牵引变电所继电保护可靠性,寻找继电保护系统薄弱环节,为故障排查提供指导,进行城市轨道交通牵引变电所继电保护可靠性评估研究. 首先针对城市轨道交通牵引变电所继电保护系统特点,确定可靠性指标;其次根据系统构成及其故障模式,建立继电保护装置故障树模型以及不同配置方案的保护系统故障树模型;最后考虑微机自检功能,基于马尔科夫理论及蒙特卡洛方法,仿真计算城市轨道交通牵引变电所继电保护可靠性指标. 研究结果表明:方法能够获取丰富的可靠性指标,进行牵引变电所继电保护可靠性评估,从而识别系统薄弱环节;自检率为0.9时,继电保护装置误动故障概率占装置故障概率比例高出拒动故障17.93%,装置误动及拒动自检成功率分别为86.09%与74.37%,保护装置可用度为99.88%;后备保护能够降低保护系统拒动概率,但由其误动造成的保护系统误动占比30%～50%,因此,在选用保护配置时需要考虑保护误动风险影响.      

用容错控制技术提高微机保护系统的可靠性

在介绍容错控制技术基本理论的基础上,将容错控制技术应用到微机保护系统中,提出微机保护系统中应用容错控制技术的基本准则及常用方法.在分析一些常见故障的容错控制方案的基础上,重点分析了针对微机保护系统传感器故障的容错控制,分析了其故障检测及容错的工作原理.以牵引供电系统的馈线保护为例,介绍了容错控制技术在该保护系统中的应用方法.采用容错控制技术为提高微机保护装置的可靠性提供了一条新的途径.     

交流电气化铁路牵引电缆供电分析

为了实现交流电气化铁路牵引电缆供电,采用双芯电缆电磁感应原理和Carson原理,研究了电缆与接触线分流系数,分析了电缆的波阻抗和自然功率,并将电缆牵引供电的能力与自耦变压器供电进行比较.结果表明:当电缆截面积大于240 mm2时,电缆分担电流是接触线的3倍以上,表明电缆供电能力是自耦变压器供电能力的1.13~1.34倍.仿真结果表明,当供电臂延长至100 km时,线路电压质量仍能得到保证.      

AT供电牵引网新型微机故障测距系统性能分析

本文介绍了ＡＴ供电牵引网新型微机故障测距系统，对其抗干扰设计进行了较深入分析，并从系统可靠性，适用性、经济性和精确性等方面，与国内外广泛采用的“ＡＴ中性点吸上电流比”原理构成的测距系统进行了全面比较，经试运行表明新型测距系统在各个方面具有明显优势。     

基于OMAP-L137的铁路配电所馈线保护装置的研制

本文提出了基于OMAP-L137的铁路配电所馈线保护装置的设计方案。该方案采用了TI公司推出的双核数字信号处理器OMAP—L137芯片为核心,在设计中利用了双核处理器的DSP核进行运算以及ARM核进行接口控制,双核芯片的各自优势得到了充分的发挥,保护装置的处理速度和运算精度很大程度上得到了提高。在此基础上介绍了本保护装置的软、硬件结构,保护配置原理及判据。     

AT供电牵引网故障测距仿真研究

根据接触网的特点和行波故障测距原理,采用了D型行波故障测距法.利用电磁暂态仿真软件ATPDraw搭建了AT供电方式下的仿真模型,然后对故障暂态电流运用小波分析工具进行处理,以检测暂态电流初始行波波头从而实现测距目的.对A型测距法和D型测距法进行比较知D型测距法测距更精确而且受到牵引网结构的影响更小.特别是存在分支站场的牵引网中,D型测距法完全不受分支点反射行波的干扰,可以单独使用实现行波保护.