关于电气化铁路断路器非对称短路开断能力问题探讨

随着铁路牵引供电系统容量的增加以及电源电压等级的提高,当发生短路故障时其短路电流衰减过程中存在的直流分量越来越大,另外随着真空断路器分闸时间的缩短,使得断路器在切断短路故障时其直流分量有可能超过额定开断电流的20%。直流分量影响断路器的灭弧能力,可能超过其开断能力,造成设备损坏。针对铁道部部颁标准TB/T2308-2003《电气化铁道用断路器技术条件》中对断路器开断非对称短路电流能力没有明确要求的情况,提出了对于电气化铁路断路器应根据短路直流分量情况,按照国家标准增加开断直流分量能力的要求。     

考虑电动斥力的直流牵引供电系统开断特性

空气直流断路器在城市轨道交通直流牵引供电系统中起着分断电路的作用。随着断路器的开断容量的提高,电动斥力对供电系统开断性能的影响越发明显。基于麦克斯韦电磁学理论,分析了电动斥力的产生原理,计算了分断电流过程触头间的电动斥力。通过建立动力学仿真模型,分析了断路器空载和短路开断时的分闸特性,并进行了断路器开断特性的试验研究。     

城轨车辆高速断路器性能检测系统的设计

根据城轨车辆直流高速断路器的工作原理及其性能参数试验要求,设计出检测系统的硬件部分,编写计算机软件实现直流高速断路器各个性能参数的测定,并详细地阐述了检测方法.应用该检测系统对直流高速断路器各个性能参数进行测定,能够对断路器性能做出评价,确定断路器是否满足使用要求.     

基于电弧电流判据的直流断路器失灵保护

在运用直流断路器处理城轨交通直流配电的故障时,当开关因自身故障而失灵拒动,或者直流短路电流燃弧在未正常开断时,不及时地切断电源,直流电弧则会长时间持续燃烧造成新的短路通道,这就有必要在直流开关设备中设置类似于交流供电系统的断路器失灵保护方案作为系统的近后备保护。通过分析直流断路器的灭弧过程可知,一个完整的分断包括动静触头的机械动作时间和燃弧时间。直流断路器失灵除机械故障以外更需要考虑电弧重燃带来的危害。基于此提出以电弧电流为判据的直流断路器失灵保护方案,得出失灵保护的逻辑,当线路和母线上的断路器未成功动作时使相邻的电源点断路器跳闸,实现故障的彻底隔离,清除短路故障电流。以直流断路器各工况下短路开断特性,配置失灵保护方案的定值。     

一种动车组充电机的设计简

设计了一种动车组充电机,介绍了其主电路及控制系统设计,重点阐述关键器件参数设计及热设计。仿真与样机试验结果验证了所设计的充电机性能良好,完全能满足系统的技术要求。     

大连轨道交通3号线直流断路器跳闸故障分析及其处理方法

大连轨道交通3号线列车运行过程中，发生过3次DC 1 500 V直流牵引供电系统直流断路器跳闸故障，影响列车正常运营。介绍直流牵引供电系统，以2020年12月30日发生的金家街站牵引变电所直流断路器MC01和MC04，以及香炉礁站牵引变电所直流断路器MC03和MC06故障跳闸后自动重合闸为例，分析故障现象，寻找故障原因，提出调整电流增量保护整定值的处理方法并验证。通过设计校核和实际运行结果发现，调整直流断路器电流增量保护整定值后，列车正常运营时，直流断路器电流增量保护未因列车牵引负荷增加而启动，表明调整电流增量保护整定值的处理方法是成功的。     

地铁DC1500V磁保持断路器的研究

主要介绍目前国内地铁采用的1500V直流断路器的结构及工作原理,着重分析比较了电保持断路器与磁保持断路器的分合闸过程及灭弧原理;对比2种断路器的各种性能参数,包括开断电流参数、分合闸时间分析等;从结构原理及性能参数方面的不同对2种断路器的优缺点进行了总结分析,对后续直流断路器的选型、维护使用具有指导性意义。     

HX_D2C型电力机车撒砂和轮缘润滑系统接地原因探析及改进措施

针对HX_D2C型电力机车撒砂和轮缘润滑系统接地引起机车微机柜断路器3跳断,造成机车紧急制动、受电弓降落及主断路器跳闸的故障,从撒砂和轮缘润滑系统组成及工作原理分析得出,由于电线线路冗长没有防护造成破损接地导致微机柜断路器3断开。提出将机车撒砂和轮缘润滑系统控制线路从微机柜断路器3上分离,改接到行灯断路器(QF-ML)上的改进措施。采取改进措施后,当撒砂和轮缘润滑系统发生接地故障时只会导致行灯断路器断开,而不会影响微机柜断路器3的正常工作,从而保证机车正常运行。     

基于虚拟样机技术的高速弓网系统研究

虚拟样机技术的核心是参数化、可视化设计和综合性能分析。本文结合我国250km/h高速受电弓设计,应用虚拟样机技术,对铁路接触网-受电弓系统进行系统研究。在进行受电弓可视化三维实体设计的基础上,应用多体系统动力学软件SIMPACK和有限元计算软件ANSYS,进行了受电弓的几何分析及受电弓零部件的强度和刚度校核,计算了接触网振动模态和自振频率;运用结构子结构方法,建立了受电弓-接触网耦合系统模型,计算了不同模拟运行速度下的弓网振动和接触压力响应,以及机车运行振动对受流的影响;最后为了考核接触网的疲劳可靠性,进行了在运行条件下的接触网动应力研究。     

直流断路器动作特性在线录波装置开发和应用

地铁直流断路器在线录波装置通过采集直流断路器动作时的电流、电压、分合闸及位置反馈信号形成录波数据,对波形的关键点和形态特征进行自动分析,输出关键参数,反映断路器的机械特性和电气特性,并将数据存储在历史数据库中。该装置的开发实现了对断路器性能的在线监测、历史数据统计、故障预警及寿命预估等功能。     

直流并励电动机的微机模糊控制

系统硬件采用以８０３１为核心的模块化设计，简单、灵活、造价低；软件采用模糊控制方法，对模糊控制理论在小惯性系统上的应用进行了尝试。经１．５ｋＷ电机试验证明，模糊控制理论可以用于直流并励电动机的限流起动和恒速运行控制，并能获得理想的控制曲线。     

牵引变流器二次谐振回路对系统性能影响的研究

针对牵引变流器直流侧容易产生2倍电网频率的电压纹波问题,分析其产生原因,研究在中间直流回路设计串联谐振电路对系统性能的影响,分别给出直流侧支撑电容器及二次滤波电路元件的设计方法。最后,利用仿真平台和系统高压试验验证得出,通过选取合适的二次滤波回路参数能有效降低二次纹波影响,提高系统运行稳定性。     

直流并励电协机的微机模糊控制

系统硬件采用以８０３１为核心的模块化设计，简单、灵活、造价低；软件采用模糊控制方法，对模糊控制理论在小惯性系统上的应用进行了尝试。经１．５ｋＷ电机试验证明，模糊控制理论可以用于直流并励电动机的限流起动和恒速运行控制，并能获得理想的控制曲线。     

TDV2-12.5/25型真空断路器的单稳态永磁操动系统

为适应铁路提速对断路器在容量、可靠性及开断能力方面的要求,开发了一种采用单稳态永磁操动系统的电气化铁道专用新型真空断路器.介绍了断路器的主要参数、工作原理,该断路器结构简单、重量轻、分断时间短、使用寿命长,而且永磁机构与真空断路器达到了完美的匹配,进一步提高了断路器的可靠性,达到免维护要求.试验表明,采用单稳态永磁操动系统的真空断路器完全满足电气化铁道的使用要求.     

基于自然换流的无弧继电器无弧控制系统及性能

为对电磁继电器进行无弧控制，基于自然换流原理分析无弧控制系统的拓扑和工作原理，给出无弧控制下延时和阈值电流等时序参数的选取原则；在形成无弧继电器样机基础上，通过搭建交直流380 V的试验系统，对无弧继电器进行试验测试；通过典型负载下的寿命试验，研究影响无弧继电器性能的关键参数；对无弧继电器的故障类型进行分析，给出危害较大的故障如短路故障保护方法，并进行试验验证。结果表明：无弧控制虽然使得继电器吸合时间增大4 ms，释放时间增大10 ms，减缓了动作速度，但解决了电弧烧蚀问题，将继电器的电寿命提高1倍；无弧继电器性能主要受机械触点接触电阻和电流转移速度的影响；无弧继电器具有较好的可靠性，且在短路情况下具有较高的安全性。     

AC 25 kV和DC 3 kV双流制供电的400 km/h高速动车组牵引传动系统仿真研究

文章阐述了中车唐山机车车辆有限公司的AC 25 kV和DC 3 kV双流制供电的400 km/h高速动车组牵引传动系统主电路构成和控制系统,搭建相应电气系统模型进行分析和仿真。为合理选择系统器件参数,重点开展了电容和电感关键参数选型理论分析,并通过仿真进行了验证;研究了二次谐振回路的存在对直流供电模式的影响,根据仿真结果提出了设计建议。文章的研究结果对牵引传动系统设计和优化提供了仿真指导和应用参考。     

直流串激电动机的再生制动

本文从再生制动的概念入手，探讨了再生制动的特殊要求，并设计了带再生制动的蓄电池供电的直流串激电机瞬时值恒流控制系统；对直流串激电机的再生制动稳定性问题，利用控制理论的知识进行了研究，得到了满足系统稳定的基本条件和不同要求时其控制电路参数的选取方法；最后对系统进行计算机模拟真。     

东德工矿电力机车过载保护的改进

我国工矿运输广泛采用东德150t及100t电力机车。该车高压主电路由直流高速断路器进行短路保护。各牵引电动机支路(上端)由一只RSL4型过流继电器控制电空接触器开断,对牵引电动机进行过载保护。图1为150 t电力机车主电路保护系统简图。通过长期实践,证明该车过载保护系统原设计存在一定缺陷。如当过流继电器动作时,往往会导致多台电空接触器烧损,甚至对地飞弧短路,使事故扩大等。电力机车在运行中,有以下两种情况会导致过流继电器动作:     

直流馈线快速熔断器在城市轨道交通的应用选型

随着列车储能技术的飞速进步,近些年采用无接触网系统的超级电容列车逐渐出现在大众视野.与超级电容列车匹配,直流供电系统方案也在发生着巨大变化,传统的牵引变电所由充电站代替,由于不需要贯通接触网,充电站的直流馈线也不再需要复杂的闭锁和双边联跳等功能,直流断路器的优势不再明显,反而同样具有限流、快速分断且成本低的熔断器的优势凸显.熔断器在交流系统中的应用较早,且应用领域广泛,而其在城市轨道交通直流牵引供电系统中的应用稍显不足,本文侧重于研究直流馈线保护用快速熔断器在城市轨道交通中的选型及应用.     

直流牵引供电系统电感参数及短路电流计算分析

直流牵引供电系统短路计算是城市轨道交通供电设计中的关键过程,本文通过设计资料和实测数据构建了牵引供电回路中电气参数的计算模型,得到一种城轨牵引供电系统直流短路计算工程模型,对模型中的等效电感参数进行详细分析,推导出模型中等效电感及时间常数T随短路电流和短路位置点变化的规律,并通过现场实测验证了该模型的正确性,为城市轨道交通直流牵引供电系统设计提供参考。