AT供电系统阻抗频率特性及谐波电流放大分析

为研究高速列车注入谐波电流与AT供电系统之间参数匹配引起的谐波谐振问题,根据经典Carson理论和多导体传输线理论,建立牵引网多导线等值∏型谐波模型。利用Matlab/Simulink仿真平台搭建模型进行仿真,研究了机车不同位置时、牵引网不同长度时和外部电源短路容量改变时对系统阻抗频率特性和谐波电流放大情况的影响,探讨了阻抗频率特性和谐波电流放大的相关性,得到了AT供电系统谐波谐振的相关规律,可以对AT牵引供电系统的谐波谐振现象研究提供参考。     

一种基于调制脉冲叠加的快速电网谐波阻抗测量方法

鉴于传统的测量方法测量时间长、高频准确性差,文章提出了一种新的谐波电流注入形式进行阻抗测量的方法,它可以更加快速准确地获取电网阻抗特性。该方法采用了正弦幅度调制,将方波脉冲信号频移到不同的频率区间,然后将这些调制后的信号叠加,即可得到一个频谱丰富且整个频段幅值衰减都很小的信号采用这种形式的信号作为注入扰动电流,所得到的测量仿真结果能够表明该方法的有效性。     

高速铁路AT供电系统谐波谐振频率研究

给出了一种简便、直接计算牵引供电系统的谐波谐振频率的方法。通过对AT(autotransformer)供电方式下的单线牵引网进行三导体合并化简和去耦,得到其单位长度阻抗、电容。采用双端口网络对AT供电系统进行等效分析,获得牵引供电系统谐振频率的精确表达式。根据牵引网单位长度阻抗、电容及已知的牵引网长度即可推导出该牵引网的谐振频率。采用Matlab软件进行仿真分析,结果表明:通过该方法计算得到的牵引网谐振频率与仿真得到的谐振频率一致,证明了该方法的正确性。     

地面谐波治理装置的研制及工程应用

提出了一种交流牵引网谐波治理地面方案,通过有源滤波装置和无源滤波装置分别滤除牵引网的低次和高次谐波电流,同时还兼有对牵引网进行无功功率补偿的功能。对利用该方案研制的地面谐波治理装置进行了测试和实际应用,结果表明:其治理牵引网谐波及无功功率效果良好,可有效消除车网谐振风险。     

牵引电流谐波对轨道电路接收电压影响分析

随着电力机车型号越来越丰富，其引入的谐波干扰导致轨道电路电压波动问题，干扰信号设备稳定工作，影响运输效率。在分析牵引电流谐波干扰机理的基础上，研究不同频率的谐波干扰对于ZPW-2000系列轨道电路接收电压的影响。分析牵引电流谐波对轨道电路设备的干扰路径，基于轨道电路四端口网络模型，提出谐波转移阻抗参数，从而就不同频率的谐波电流对轨道电路接收电压的影响进行定量分析和评估；针对典型案例，采用频域分析方法，结合现场测试数据，对模型的有效性予以验证；并简要分析现行标准中对于带外谐波限值的规定，为防护牵引电流谐波干扰提供参考。     

在故障测距中应用故障分量电流的阻抗法研究

阐述了在高压输电线中利用故障电流分量消除过渡电阻影响的阻抗测距原理及将其用于牵引网馈线故障测距的计算,采用该方法可以极大提高牵引网故障测距的测量精度。     

电气化铁道牵引网谐波电流放大仿真分析

在电力传输线等效理论基础上,根据牵引供电系统等值电路,对牵引供电系统中的谐波电流放大以及系统的谐波谐振进行了理论推导。采用某电气化铁道典型数据对牵引网中的谐波电流放大现象进行了仿真分析,并利用电磁暂态仿真软件,对上述仿真分析进行了实验验证,结果基本吻合。通过理论推导以及仿真分析得出了牵引网长度、机车位置以及牵引网的不同位置处等因素与牵引网发生谐波电流放大的关系,可以对牵引供电系统的谐波电流放大以及谐波谐振现象研究提供理论依据和参考。     

三相PWM变流器谐波阻抗的研究

变流器的谐波阻抗是系统稳定性分析、滤波器优化设计中的重要参数。以典型的三相PWM逆变器为例,研究了三相PWM逆变器在abc坐标系下与dq坐标系下的输出阻抗模型,并采用谐波电流注入法,对逆变器的输出阻抗进行测量,从而得到三相PWM变流器的谐波阻抗参数。采用仿真实验对理论分析进行了验证。     

牵引网微机保护整定的探讨

通过对牵引网负荷电流、短路电流中的谐波含量的分析和存在的谐波含量的不同点,利用两种电流中的综合谐波含量作为控制量,可以大大提高牵引网距离保护、高阻接地保护躲过牵引重负荷,再生负荷,启动电流及励磁涌流的能力,对于保护整定,通过探讨提出了整定原则和方法。     

地铁供电系统脉波整流对系统谐波影响

地铁供电系统大量采用可控硅整流设备和非线性负荷投入,在交流侧产生大量的谐波电流注入电网,影响公用电网的供电质量。通过对地铁牵引供电系统谐波分析,给出谐波电流计算方法,求解出各脉波整流机组注入电网谐波电流,通过对各脉波整流机组注入电网的谐波电流进行比较研究,得出整流机组脉波项数对注入电网谐波电流的影响。在此基础上,提出增加整流机组脉波项数抑制谐波的解决方法和措施。     

高速铁路车—网间电耦合阻抗特性及稳定性分析

基于多导体传输理论将AT牵引供电网等效为链式网络,每隔1km设置1个切面从而得到牵引供电网的Π型等效电路模型,再将高速列车的逆变器—电机系统简化为电阻负载,建立列车牵引传动系统模型,从而构成车—网系统模型;采用电流谐波检测法得到牵引供电系统的输出阻抗和网侧变流系统的输入阻抗,运用阻抗比的稳定性分析方法分析牵引变流系统的稳定性,并基于MATLAB软件仿真分析列车位置及其输入阻抗对变流系统失稳的影响。结果表明:当列车输入阻抗小于牵引供电系统输出阻抗时,车—网阻抗为强耦合,变流器控制参数设置不当会引起列车牵引系统不稳定;反之,车—网阻抗为弱耦合,此时列车牵引系统稳定。     

某新型动车组网侧电流谐波特性测试分析

通过对某新型动车组运行实测跟踪,采用傅里叶法分析了该动车组的网侧电流谐波特性。根据电功率法计算了该动车组的牵引力,给出了其牵引特性曲线。结果表明,无论处于牵引工况还是制动工况,被测动车组网侧电流谐波含量较低,功率超过5MW时,网侧电流各次谐波含有率不超过1%,总谐波畸变率在3%以下,等效干扰电流在1.5A以下,功率因数在0.98以上。     

特长铁路电气化隧道刚性悬挂电气参数的分析

分析了特长隧道刚性悬挂牵引网阻抗、分布电容等电气参数的计算方法,对利用Carson法和Tylavsky法计算的隧道内阻抗进行了对比,并结合牵引网阻抗的现场实测值进行了验证,提出了Carson法可以用于隧道内计算的论断,并以确定的牵引网阻抗为基础,计算了牵引网电流分布系数,为电气化隧道采用刚性悬挂方案提供了借鉴.     

客运专线牵引供电系统电气特性的仿真研究

采用建模仿真的分析方法,以甬台温客运专线某一供电臂为原型,根据客运专线牵引供电系统的结构特点建立仿真模型。仿真分析了牵引网短路故障情况下,变电所测得的牵引网阻抗,并分析综合接地对牵引供电系统阻抗特性的影响;还仿真分析了在正常运行情况下,牵引网的电流分配关系。     

基于小功率模拟实验平台的车网电气耦合分析

针对电气化铁路发生的因交-直-交型机车与牵引供电网电气参数不匹配引起的高次谐波谐振和低频振荡问题,在分析其产生机理的基础上,搭建包含等效机车和等效牵引网的小功率车网耦合模拟实验平台,并对高次谐波谐振和低频振荡现象进行实验设计,实现了现象的复现和分析。实验结果表明:搭建具有机车特征次谐波频率附近谐振点的等效牵引网可复现高次谐波谐振现象,调节牵引供电系统输出阻抗和机车输入阻抗使车网系统阻抗不匹配可复现低频振荡现象。搭建的模拟实验平台为进一步开展电气化铁路车网系统谐波谐振与低频振荡问题的深入研究提供实验条件。     

基于车-网同步测试的牵引变电所馈线保护误动分析

大功率高速动车组密集开行,与牵引供电系统之间引起的车-网耦合匹配问题愈发凸显。牵引供电系统作为高速铁路的唯一动力来源,车-网耦合系统的匹配性直接关系运行安全和质量。采用车-网同步测试方法,研究动车组牵引负荷特性变化规律,分析牵引负荷对牵引变电所馈线出口处等效测量阻抗的影响,探究牵引变电所馈线保护阻抗Ⅰ段误动的原因,为车-网耦合系统优化设计提供重要参考。     

交流传动机车牵引变压器若干问题的分析

根据交流传动电力机车的传动特点，对牵引变压器的工作状态进行了分析，指出交流电力机车牵引变压器设计时应考虑的几个问题－牵引绕组的短路阻抗，电流的高次谐波，网压波动可能引起的过激磁以及直流磁化等，同时给出了相应的解决方法。     

全并联AT供电牵引网短路故障分析

针对全并联AT供电牵引网的3种短路故障,结合当量等值电路进行了理论分析,得出了各种不同故障下的电流分布情况。通过对电流分布分析,提出了适合全并联AT供电牵引网的故障测距方法,并给出了3种情况下的线路测量阻抗。     

动车所车网谐振分析及治理措施研究

采用交直交变流器的动车组和电力机车容易激发牵引网高次谐波谐振,此类案例绝大多数发生在列车处于牵引工况时。当列车在动车所内处于静置整备状态时,牵引变流器发出的谐波电流非常小,很难引发谐振。针对多辆动车组在动车所内激发谐振的实际案例进行了分析,开展了试验研究和仿真分析,最终确定发生谐振的直接原因:多台牵引变流器谐波电流相角稳定且相近,造成了谐波电流的叠加效应。据此提出了改善变流器控制策略、抑制谐波电流叠加的技术措施,并对实施后的效果进行了试验验证。这对于更全面地掌握牵引网谐振机理提供了理论补充和技术参考。     

计入保护线影响的AT牵引网等值电路推导

为了方便分析AT牵引网的电气特性,通常采用等值电路的分析方法。目前采用的AT牵引网等值电路忽略了保护线对牵引网电气特性的影响,势必带来较大的误差。本文通过比较AT牵引网中保护线与钢轨辅助连接不同间隔距离的牵引网阻抗特性,发现当该间隔为1.5km甚至更小时,进行牵引网阻抗计算可以近似把保护线和钢轨等效成一条线路。对等效后的AT牵引网电路根据戴维宁等效定理消去AT,并应用AT牵引网中的各电流关系立电流方程组,采用比较系数法消去互感,最后推导得出计入保护线影响的AT牵引网等值电路。采用Matlab/Simulink按照原电路分析的假设条件建立仿真模型,通过仿真实验值与理论计算值对比,验证了公式推导的正确性。