双向变流装置运行性能测试分析

目的：当前，在我国建设节约型城市轨道交通的背景下，需对城市轨道交通供电系统中车辆再生制动产生的电能利用问题进行研究。方法：以徐州地铁某含双向变流装置的实际线路为例，分析了整流机组与双向变流装置协同工作方案(整流+双向变流方案)的外特性，即恒压外特性和下垂外特性；对完全采用双向变流装置的方案(全双向变流方案)进行了运行性能实测分析；对含双向变流装置的车辆段进行了无功补偿分析。结果及结论：在恒压外特性下，随着启动电压从1 550 V升至1 650 V,相同条件下双向变流装置的整流输出功率有所增加，整流机组输出功率有所减小；当双向变流装置分别与12脉波及24脉波整流机组协同运行时，其整流输出功率依次减少；双向变流装置能代替整流机组独立运行，实现整流和逆变功能；当双向变流装置补偿的无功功率依次增大为0.50 Mvar、1.00 Mvar时，监测主所110 kV侧的容性无功功率均值依次减少了0.49 Mvar、1.00 Mvar,验证了双向变流装置无功补偿功能的有效性。     

长沙地铁1号线双向变流型再生电能吸收装置

介绍了长沙地铁1号线双向变流型再生电能吸收利用装置的组成、功能、主要技术要求、特点。在地铁工程中采用基于该装置的节能方案同时还增加了整流机组的输出功率。通过实际运行验证,装置运行稳定,节能和整流效果良好。     

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。     

城轨供电双线圈接入式中压能馈系统研究

城市轨道交通车辆再生制动能量的有效吸收利用是牵引供电技术发展的一个重要课题。本文提出了一种新型城轨供电双线圈接入式中压能馈系统,逆变回馈装置从整流变压器1 180 V侧双线圈接入供电系统,制动能量通过整流变压器回馈到35 k V中压电网,从而实现节能效果。本文主要从能馈型再生制动装置方案设计出发,着重介绍了系统的数学模型、控制策略及控制逻辑等内容。为验证方案可靠有效,利用Matlab/Simulink仿真平台搭建仿真模型,重点对共用整流变压器方案时1.8 MW间歇循环峰值时直流母线电压波形,整流支路电流波形,能馈系统回馈效率,交流侧AC 35 k V相电压、相电流、功率因数及谐波这几个方面进行分析。仿真结果表明:该方案能可靠稳定的实现能量回馈功能,能馈过程中各性能指标良好,对整流机组的正常运行没有影响。     

基于双向变流装置的城市轨道牵引供电系统潮流计算

基于双向变流装置输出外特性,分析电压调整率与下垂率的关系;以电压源换流器模型为基础,建立考虑下垂输出外特性的双向变流装置计算模型;采用交直流一体迭代潮流算法,进行含双向变流装置的城市轨道牵引供电系统潮流计算。以某地铁工程为例,列车采用6B编组,最高时速为80km·h^-1,研究双向变流装置下垂率和空载电压对峰值功率、牵引网网压和钢轨电位的影响。结果表明:随着输出外特性中下垂率的增长,双向变流装置峰值功率需求降低,但牵引网网压波动加剧,钢轨电位提高;当空载电压在1 500~1 650V范围内、下垂率为0.055~0.06时,全线牵引降压混合所整流工况的峰值功率最大在7 146~7 320kW之间。在实际工程中,应选取适当的下垂率和电压调整率,允许部分功率跨区间传输,以降低双向变流装置的安装容量,同时兼顾牵引网网压和钢轨电位的控制需求。     

城市轨道交通牵引供电整流机组的技术探讨

城市轨道交通牵引供电系统由牵引变电所和牵引网组成,牵引变电所的主要设备是整流机组,整流机组由牵引变压器与整流器组成。整流机组网侧谐波电流是电力系统主要的谐波源之一。为减少谐波电流对城市电网的影响,我国城市轨道交通牵引供电广泛使用24脉波直流电源。具体探讨与研究了24脉波整流机组作用、结构、整流原理和保护。     

200 kA铝电解系列整流装置谐波治理研究

分析了某200 kA铝电解系列整流装置网侧谐波电流和功率因数情况,介绍了滤波器的设计原理,并针对整流装置的谐波状况设计了一种单调谐滤波器加高通滤波器的滤波结构.实践证明该滤波装置运行效果良好,能满足谐波治理和功率补偿要求.     

基于双象限运行模式的能量回馈装置技术研究

针对地铁牵引供电系统提出一种基于双象限的能量回馈装置技术,可实现直流侧牵引网和交流侧电网之间能量的双向流动.通过对电网侧电流的矢量控制,在牵引网电压低于设定阈值时,装置处于整流牵引模式,向直流牵引网输出电能,降低牵引网供电的大幅度波动;在牵引网电压高于设定阈值时,装置处于逆变回馈模式,将列车制动产生的能量通过变流装置进...     

双向变流型再生电能吸收利用装置应用分析

介绍了双向变流型再生电能吸收利用装置在长沙地铁1号线的使用效果,证明了该装置具有整流和逆变功能,同时具有良好的节能效果。     

城轨24脉波整流器的有源滤波器研究

谐波的存在严重威胁电力系统的稳定性和可靠性,对城市轨道交通的安全运行有一定影响。现在轨道交通普遍采用24脉波整流机组,介绍24脉波整流机组的原理及变压器连接方式,分析其谐波特点。对有源滤波器的原理和谐波电流检测方法、控制算法进行说明。最后建立仿真模型,研究有源滤波器对24脉波整流机组非特征次谐波的补偿作用。     

大连快轨3号线整流机组的保护设置

对大连快轨3号线整流机组交流侧与直流侧网络短路电流进行了计算，确定了整流机组交流侧与直流侧的继电保护值，并总结出整流机组交直流侧保护整定与配合的一般规律。     

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。     

基于直流配电与控制的城市轨道交通照明设计与应用

苏州轨道交通5 号线正线采用基于直流配电与控制的智能照明系统,用直流为LED 灯具供电。阐述采用直流供电的背景原因及应用方案,将高频开关可控整流电源模块作为直流电源,选用IT 接地系统。根据整流电源模块的输出特性,制定一种基于曼彻斯特编码规则的调光协议,通过直流低频载波通信方式进行指令传输,对灯具进行控制。提出一种以小容量整流电源模块为电源的配电系统短路故障保护方式。通过分析直流电对线缆绝 缘空间电荷的影响,表明低压直流配电选用常规交流线缆产品可满足线缆绝缘安全的要求。在地面站阳澄湖南站的屋顶设置一套小容量分布式光伏发电系统,将直流并网至车站直流照明微电网,实现多端口再生能源接入系统应用。苏州地铁5 号线已于2021 年6 月通车运行,目前直流照明系统运行平稳。     

深圳地铁牵引供电系统抗短路性能研究

主要介绍了深圳地铁一期工程牵引供电系统保护配置及配合关系.通过对深圳地铁直流牵引系统接触网短路试验方法的阐述及最终数据的分析,表明短路计算整定值和设备选择的正确性.     

城市轨道交通低压直流配电系统研究

城市轨道交通低压配电广泛采用交流配电系统。随着直流用电设备在城市轨道交通的大量应用,采用低压直流配电系统将成为趋势。但是,中外均缺乏城市轨道交通低压直流配电系统的工程案例和设计标准。因此,对城市轨道交通低压直流配电的电压等级选取、配电系统结构、接地类型和电气保护方式进行研究。结果表明,相同供电距离时,DC 750(±375)V供电网络的供电能力约为AC 380V的4倍。根据城市轨道交通用电负荷特点,低压直流供电系统主母线电压等级采用DC 750(±375)V、DC 220V(±110)V两级,主接线结构采用双极三线制,城市轨道交通低压直流配电系统应采用IT接地型式。     

铁道空调客车供电系统接地保护方式的探讨

介绍了发电车交流供电系统的接地保护方式,以及交流供电系统、DC 600 V供电系统接地方式的改进,并对DC 600 V供电系统的漏电问题进行了分析。     

交换局（站）电源系统设备配置及计算

介绍了交直流供电系统设备配置原则,并通过案例详细介绍了设备配置容量相关计算中参数的选取及设备容量的确定。     

城轨直流牵引供电系统短路试验

阐述直流牵引供电系统短路试验的目的和意义。结合实际工程直流牵引供电系统短路试验,介绍短路点的选取、对地短路短接方式等重要的试验程序和试验方法。对实际短路情况的数据结果进行分析,为直流牵引供电系统短路试验的进一步研究提供参考。     

基于列车传动系统的24脉波整流供电系统仿真研究

建立了基于列车传动系统的24脉波整流供电系统仿真平台,对城轨24脉波供电整流机组移相原理进行分析和建模,将基于SVPWM三电平逆变器供电的矢量控制牵引传动系统作为负载,模拟仿真了在理想电源供电和24脉波供电时电机的运行情况。同时,对列车各种运行状态下电网的谐波和直流侧电压进行了分析。仿真结果表明,24脉波供电性能良好,联合仿真平台能有效地分析交流侧、直流侧及列车运行之间的相互影响。