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。     

城市轨道交通轨地绝缘破损时杂散电流解析分析

鉴于杂散电流分布的复杂性,建立了轨道-排流网-大地-埋地管道连续模型。利用微分方程推导出双边供电方式下杂散电流的解析公式,并用Matlab软件仿真验证模型的正确性。比较了轨地绝缘存在和不存在破损时的杂散电流变化情况,提出了相应的防护措施。     

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.     

城轨回流系统动态排流与钢轨电位控制仿真研究

当前,城轨供电回流过程中杂散电流与钢轨电位问题突出,排流装置与钢轨电位限制装置(OVPD)作为杂散电流与钢轨电位的治理设备被广泛采用,但系统运营过程中动态排流与钢轨电位控制仿真方法及分布规律尚缺乏研究。通过建立回流系统动态排流与钢轨电位控制仿真模型,分析多区间多列车动态运行过程中全线钢轨电位与杂散电流动态分布规律。研究结果表明,单点钢轨电位控制过程中会引起其他位置OVPD连锁动作,还会大大抬高全线杂散电流水平;杂散电流动态排流过程中,全线钢轨电位与杂散电流水平均会出现一定程度的抬升,因此当前钢轨电位控制与杂散电流排流方法应进一步结合系统多点耦合干扰特性进行改善。     

不同牵引策略下地铁杂散电流动态分布研究

基于3种经典牵引策略思想,建立了不同牵引策略下的列车牵引模型。将回流系统等效为4层结构的平面分布参数电阻网络,建立了地铁杂散电流分布模型。通过牵引供电等效计算,将不同牵引策略下的列车牵引模型与杂散电流分布模型相结合,构建了动态边界条件,得到了不同牵引策略下的杂散电流动态分布模型。在所建立的杂散电流动态分布模型的基础上,提出一种杂散电流泄漏总量的计算方法。利用MATLAB软件,对不同牵引策略下的杂散电流动态分布模型进行仿真研究,可为杂散电流的腐蚀防护提供一定的理论参考。     

直流牵引供电系统钢轨电位与杂散电流分析

通过建立理想的单边供电模型,采用电流注入法,运用叠加原理对直流牵引供电系流的钢轨电位和杂散电流进行了理论分析,并通过实例进行验证。如果钢轨电阻和荷载一定,钢轨电位和杂散电流主要受轨道对大地的泄漏电导率的影响。泄漏电导率越小,钢轨电位就越高,杂散电流越小;泄漏电导率越大,钢轨电位就小,杂散电流就越大。这种分析方法同样适用于双边供电的复杂牵引供电系统。     

地铁邻近埋地金属管线杂散电流分布特性研究

城市轨道交通直流牵引供电系统引起的杂散电流泄漏以及钢结构腐蚀危险已成为地铁规划建设及公众关心的敏感问题，城市地下管网面临与地铁隧道密集交叉、紧邻或长距离平行敷设等情况，研究地铁邻近埋地金属管线的杂散电流分布特性，对于提高埋地金属管线耐腐蚀寿命、改善腐蚀防护方法具有重要意义。建立地铁隧道杂散电流仿真计算模型，分析轨对地过渡电阻对杂散电流分布的影响，针对金属埋地管线相对钢轨空间方位变化开展杂散电流分布及金属相关腐蚀参数计算。结果表明，当轨对地过渡电阻为0.5Ω·km时，钢轨杂散电流泄漏总量较15Ω·km和3Ω·km分别增加了2 618.5%和500.7%;不同轨对地过渡电阻下，钢轨、排流网、金属管线、土壤中的杂散电流占泄漏总量的百分比基本保持不变，均随泄漏总量的增加而呈等比例增加。埋地金属管线相对钢轨位置变化对其沿线杂散电流大小和方向有明显影响，对于距离钢轨水平间距≥100 m的埋地金属管线年腐蚀量均维持在mg量级。     

基于回流系统集中参数模型的地铁钢轨电位和杂散电流计算

地铁直流供电及回流系统中存在钢轨对地电位和杂散电流。钢轨对地电位对人身和设备存在直接安全隐患,杂散电流对地铁钢结构形成比较严重的电蚀。文章以具有 OVPD 装置的直流供电及回流系统为例,建立回流网集中参数电气模型,通过 multisim 软件仿真,计算钢轨对地电位和杂散电流,总结钢轨对地电位和杂散电流规律,为排流柜投入运行、OVPD 保护电压设置等提供依据。     

城市轨道交通车辆段杂散电流分布及监测系统设计

城市轨道交通车辆段是整条线路的绝缘薄弱位置。该位置杂散电流问题相对严重,而针对其分布规律缺乏相应的研究。对车辆段杂散电流相关参数进行了现场测试,发现线路运营过程中大地中大量的杂散电流进入车辆段轨道,并经单向导通装置流向正线。通过单向导通装置中流经的电流、轨地电位、土壤电位梯度及杂散电流方向等参数,分析了车辆段杂散电流的分布规律,并设计出车辆段杂散电流监测系统。     

地铁杂散电流对埋地金属管道阴极保护的影响

运用有限元分析软件ANSYS建立了走行轨-大地-金属管道的有限元模型。通过改变走行轨回流、走行轨纵向电阻、土壤电阻率、走行轨与金属管道间距大小,模拟杂散电流的影响,模拟结果表明:走行轨回流越小、土壤电阻率越大、走行轨与管道间距越小对阴极保护电位的影响越小;当走行轨电压载荷为80 V、走行轨与金属管道间距为20 m时,杂散电流无法使金属管道阴极保护电位偏离正常范围。     

土壤结构对城轨中杂散电流分布的影响分析

杂散电流分布受列车运行工况、供电区间长度、钢轨过渡电阻和土壤结构等多因素影响.研究杂散电流的影响因素是防治杂散电流的基础.为了研究土壤结构对城市轨道交通中杂散电流分布的影响,构建含多层土壤结构的杂散电流仿真模型.基于该仿真模型,分析均匀土壤、分层土壤中电阻率、土壤厚度等参数对杂散电流分布的影响.仿真结果表明,土壤结构会...     

零阻变换器系统中开关单元的优化分布方法

零阻变换器系统(zero-resistance converter system,ZRCS)能将走行轨电流从虚拟回流地处转移至回流线缆, 进而从源头上治理城市轨道交通钢轨电位与杂散电流问题。作为 ZRCS 中影响虚拟回流地位置的关键部件之一, 开关单元的数量与分布会直接影响钢轨电位和杂散电流的分布。在实际列车运行过程中,牵引和制动工况下的列 车电流及相应钢轨电位远大于匀速工况;通过调整开关单元的分布,降低这部分的钢轨电位,可提高 ZRCS 的综 合治理效果。因此,在分析 ZRCS 中开关单元作用的基础上,提出其优化分布方法;通过对比不同开关单元分布 下的治理效果,得到较优方案。仿真结果表明：所提出的优化方法能进一步提高 ZRCS 的治理效果,具有可行性。     

考虑列车运行工况的钢轨电位硬件动态模拟平台

为解决钢轨电位和杂散电流治理措施开展但现场验证难度大的问题,钢轨电位硬件动态模拟平台近年来 获得广泛关注。但现有硬件动态模拟平台通常仅考虑走行轨纵向电阻变化,而忽略列车运行工况和走行轨-大地过 渡电阻的影响,无法准确再现钢轨电位随列车运行工况的动态规律。为此,提出一种考虑列车运行工况的钢轨电 位硬件动态模拟平台。首先通过直流牵引供电系统模型,分析列车运行工况对钢轨电位的影响,根据接触网、走 行轨及走行轨-大地过渡电阻的变化特性,研究包括低阻模块(LRM)与高阻模块(HRM)的钢轨电位硬件动态模拟平 台工作原理和数学模型,并提出考虑列车运行工况的硬件动态模拟平台控制策略。最后通过仿真和实验结果,验 证相关理论和控制策略的正确性。     

分级式钢轨电位限制装置的研究

目前,国内城市轨道交通针对钢轨电位过高的问题,多采用钢轨电位限制装置来抑制钢轨电位。当钢轨电位超过规定值时,钢轨电位限制装置会动作,将钢轨与大地直接短接。但这一保护动作造成杂散电流的泄露量明显增加。为此提出了一种新型的分级式钢轨电位限制装置。该装置在钢轨与大地之间增设了大功率小阻值电阻,不仅可抑制钢轨电位,还能有效减少杂散电流的泄漏。     

列车运行工况对电力变压器直流偏磁影响的仿真分析

地铁中存在的杂散电流会对地表电位分布产生影响,而如果周边存在电力变压器时,变压器中流过的直流电流会造成变压器发生直流偏磁,然而,目前关于地铁地表电位分布对周边变压器直流偏磁影响研究较少,为此考虑了列车上下行4种不同运行状况,搭建地铁地表电位仿真模型,并计算相应情况下变压器励磁电流畸变率,得出上下行列车同时出站时,对变压...     

地铁车辆段杂散电流的特征分析及防护

地铁车辆段内轨道线路复杂,轨道与大地之间过渡电阻低、绝缘性能差,造成车辆段内存在大量的杂散电流,严重影响了车辆段的使用寿命。建立地铁车辆段牵引回流系统模型,仿真分析正线列车运行状态变化对车辆段内杂散电流的影响。结合某地铁公司车辆段现场杂散电流测试,验证了仿真分析结果的正确性。分析了地铁车辆段内杂散电流产生的原因,并给出了相关防护措施。