城市轨道交通直流牵引供电系统再生制动能量利用对钢轨电位的影响

针对城市轨道交通直流牵引供电系统中杂散电流泄漏腐蚀和钢轨电位限制装置频繁动作的问题,对直流牵引供电系统再生制动能量利用给钢轨电位的影响进行了分析.建立了多列车动态运行过程中杂散电流和钢轨电位分布模型,仿真分析了杂散电流和钢轨电位的分布规律,并将其和列车功率的分布进行对比,得出了列车再生制动能量远距离利用量越大,钢轨电位增加越多.通过列车制动电流的利用量以及杂散电流最大值、钢轨电位最大值的对比分析,进一步验证了所提方法的正确性.     

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。     

地铁直流牵引供电系统钢轨运行电位安全分析

钢轨运行电位异常及钢轨电位限制装置频繁动作是目前直流牵引供电系统运行中普遍存在的问题。通过建立钢轨电位数学模型分析表明,钢轨阻抗和回路电流是影响钢轨电位的主要因素。在运营维护过程中应注重确保钢轨回路的畅通,合理控制回路阻抗;可通过优化列车运行图控制最大回路电流,从而降低钢轨电位。对于钢轨电位特征及其保护配置方案需要结合系统运行实际作进一步研究。     

城轨供电系统功率分配影响下钢轨电位异常升高研究

城市轨道交通直流牵引供电系统钢轨电位升高问题已成为线路运行安全的难题,其异常升高机理及分布规律尚待阐明,基于单供电区间单列车的分析方法与实际线路多列车并列运行工况差距较大。为研究城轨多列车多变电所并列运行下系统功率分配对钢轨电位异常升高的影响,建立城轨供电系统平行多导体模型,并针对回流系统模型等效及参数计算进行分析;基于有向图理论建立城轨供电系统功率分配计算方法,进行多节点功率计算;基于实际城轨线路参数,仿真计算系统多列车动态运行时的功率分配及钢轨电位,结合具体时刻分析功率分配对钢轨电位的影响。分析结果表明,钢轨电位受系统功率分配影响较大,优化系统功率分配可有效控制系统钢轨电位异常升高问题。     

钢轨电位限制装置与框架保护关系的分析

对直流牵引供电系统中钢轨电位限制装置在安全方面所起的作用及与框架保护配合关系进行了分析,对目前框架保护存在的问题进行了探讨.并提出了钢轨电位限制装置主要参数的选取依据.建设在采用晶闸管接触器型钢轨电位限制装置后,框架保护中取消电压元件.     

框架泄漏保护装置的应用与分析

介绍了框架泄漏保护装置的电流元件、电压元件在直流牵引供电系统中的应用,并就钢轨电位限制装置、排流柜对框架泄漏保护的影响及其配合进行分析和讨论。     

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.     

城市轨道交通直流自耦变压器牵引供电系统

现有城市轨道交通直流牵引供电系统普遍采用走行轨回流,存在危害性很大的长时间迷流,且防不胜防。提出一种新的直流牵引供电系统,即直流自耦变压器(DCAT)牵引供电系统,能很好地解决轨道电位和迷流问题。以传统的直流牵引供电系统为基础,增加由电力电子开关和直流电容器构成的DCAT及回流线,构成DCAT牵引供电系统。分析表明,DCAT牵引供电系统不仅能解决轨道电位和迷流,还可兼作储能装置,将列车再生制动时的能量回收再利用,同时,在线路绝缘耐压和车辆供电电压不作任何改动的情况下,DCAT牵引供电系统牵引网的电压是传统直流牵引供电系统牵引网电压的2倍,可大大减少线路的电压损失和线路损耗,从而进一步提高能源利用效率。     

城市轨道交通排流装置与钢轨电位限制装置并柜建模分析

介绍了城市轨道交通直流牵引供电系统结构,并建立了包含排流装置与钢轨限制电位装置(OVPD)的直流牵引供电系统仿真模型,分析了上述2个装置动作时对系统杂散电流与钢轨电位的影响。其研究结论可为排流装置与OVPD并柜建模与规律分析提供基础。     

直流牵引供电系统轨道电位影响因素的分析

依据电路基本知识和微段等值方法,建立了单、双边供电条件下的单辆、多辆列车行驶时的轨道电位数学模型,并通过MATLAB对模型进行了仿真,得出直流牵引供电系统轨道电位的影响因素有线路上机车的数量、注入电流、牵引变电所之间的距离、供电方式、钢轨单位长度电阻、钢轨与大地之间导纳等。     

直流牵引供电系统钢轨电位限值问题及其治理方案

阐述了钢轨电位过高的原因及危害,对国内外相关标准中关于钢轨电位限值和最大允许接触电压的合理性进行了分析;探讨了钢轨电位限制装置保护、电压型框架保护、人体耐受电压限值三者之间的匹配关系。总结了钢轨电位过高的治理方法及今后的改进方向。     

城市轨道交通牵引供电系统接触网和回流安全综述

作为城市轨道交通的主要动力来源,直流牵引供电安全至关重要。本文围绕接触网压波动、钢轨电位和 杂散电流治理等安全供电技术开展系统综述。首先分析导致接触网压波动的主要原因,总结各类再生制动能量利 用技术的研究现状。然后讨论钢轨电位和杂散电流的产生机理,分别系统回顾钢轨电位抑制技术和杂散电流治理 技术的国内外研究进展。在此基础上,指出城市轨道交通安全供电技术亟待开展深入研究的关键问题,为安全供 电技术的研究和工程化应用提供借鉴和参考。     

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。     

考虑管状导体模型和轨中电流的钢轨电位计算

在直流牵引供电系统中普遍存在钢轨电位过高的问题,而现有钢轨电位计算仅考虑钢轨直流电阻模型,但是轨中电流包含大量1～50Hz和部分6倍频成份.将钢轨等效为管状导体模型,通过实测典型频率下的钢轨内阻抗,拟合确定P60钢轨等效管状导体参数;建立钢轨-地分布式参数模型,提出在多个牵引变电所、多车的复杂工况下考虑钢轨等效管状导体...     

钢轨电位过高的原因分析及解决措施

回流通路中的接续头部分是回路中的薄弱环节,若处理不当,电流在该处引起的电压降将成为导致钢轨电位升高的主要因素.因此,采用正确的连接方法,降低回路中接续头处的电阻,能够起到降低钢轨电位的目的.     

综合接地对AT牵引供电网络参数影响的研究

建立了一个由16根平行导线构成的广义四端网络表征AT供电系统模型,以沪宁高铁无锡区段某供电臂为实例,计算与分析了综合接地系统接入后对钢轨电位、牵引网阻抗、钢轨及大地回流的影响.计算数据表明,综合接地对钢轨电位的降低有显著的作用,而对牵引网阻抗的大小几乎没有影响.     

深圳市轨道交通二期工程主变电所资源共享研究

随着深圳市城市轨道交通快速发展,到2011年将形成179 km轨道交通网络.在轨道网络格局中,通过对主变电所资源共享研究,提出主变电所布局方案,即:减少主变电站的设置数量,电力部门供电资源优化利用、合理布局.可大量减少投资成本,包括工程建设成本,设备管理和运营管理成本.     

高速客运专线牵引变压器阻抗电压的选择

从变压器的产品标准、阻抗电压与成本的关系、阻抗电压与电压损失的关系、不同阻抗时变压器电压损失、不同阻抗时的短路电流及其引起的钢轨电位等多个方面论述了高速客运专线牵引变压器阻抗电压的参数选择问题,指出高速客运专线的牵引变压器接线采用单相变压器接线型式宜选为12.5%以上;若非单相变压器接线型式,可取选为12.5%以下.     

城市轨道交通弱电系统电源整合方案的探讨

针对目前城市轨道交通弱电系统存在的弊端,对城市轨道交通弱电系统进行了分析,提出对弱电系统进行直流后备电源整合的概念,并与变电站常规配置方案进行了比较,给出了配置时需要注意的事项.     

长大坡道区间牵引网上下行并联供电的探讨

针对城市轨道交通的长大坡道区间，利用列车势能与动能的转换，从节能和改善牵引网电压降指标的角度，提出在该牵引供电分区内的合适位置将上、下行线路牵引网并联供电的具体实施方案，同时提出实现配套多边联跳保护的设置方案，并对其安全性及节能效果进行分析。结果表明：利用列车势能与动能的转换，对于工程长期运营的综合节能效果较为显著，具有巨大的经济及社会效益。