牵引供电系统背景谐波概率模型及其应用

牵引负荷产生的谐波对牵引供电系统和电网的电压、电流波形畸变都会产生较大的影响,准确评估和模拟牵引系统的背景谐波是研究电力系统本身和牵引负荷谐波问题的关键。基于大量实测数据,采用概率统计方法分析牵引变电所进线处全天背景谐波电压的分布规律,并利用Weibull函数对该分布规律进行拟合,建立牵引变电所进线处24h的背景谐波电压模型,该模型能准确描述背景谐波电压的变化规律。结合该背景谐波模型,提出一种基于Monte Carlo法的牵引负荷谐波责任评估方法,并在算例中计算某高速铁路牵引变电所列车取流时牵引负荷对公共耦合端处的谐波责任,计算结果表明,公共耦合端的低次谐波电压主要受背景谐波电压的影响。     

高速铁路牵引负荷特性及其对电能质量的影响

高速铁路牵引负荷与普速铁路相比具有一定差异,有必要研究其基本特性,评估其对电能质量的影响。在高速铁路牵引供电系统电能质量综合测试的基础上,分析牵引网中负荷电流的分配关系,掌握机车牵引和制动时的负荷特性,研究牵引负荷谐波分布特性;基于我国国际标准电能质量,定量评估高速铁路牵引负荷对电能质量的影响,探讨存在的电能质量问题,分析主要原因。     

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。     

关角隧道内牵引供电与回流系统综合测试与分析

以青藏铁路西格线关角隧道为例,结合隧道电气结构与布置方式,计算牵引供电系统主要参数,提出牵引供电与回流系统测试方案,测试牵引负荷特性、钢轨电位、钢轨电流和土壤电阻率,对牵引负荷过程和牵引回流分布进行同步测试,分析牵引负荷、钢轨电流和钢轨电位分布规律。同时,针对牵引回流特性进行分析,主要技术参数满足相关标准与规范,为青藏铁路电气化区段的安全运营提供重要保障。     

基于带电有效系数的空载电流选取方法研究

提出了一种基于带电有效系数继而得到牵引动力负荷空载时供电臂电流大小的方法,推导得出离散数据中带电有效系数与牵引动力负荷空载时供电臂电流取值的计算关系,并进行电能质量分析。通过实际算例中功率因数、谐波电流含有率指标表明,依该电流去除空载时刻测量数据,能够做出更客观的牵引负荷电能质量评价。     

基于高速列车取流特性的牵引变电所负荷电流预测及应用

牵引变电所负荷电流过程对变压器容量设计、计费方式优化等具有重要意义。传统方法基于牵引供电计算仿真软件获得负荷过程,其计算过程十分复杂,而基于典型负荷曲线的替代方法也存在一定局限。提出基于列车的典型取流特性曲线并结合列车运行图,利用多列车电流叠加获得牵引变电所负荷电流过程的方法。分析影响列车取流特性的主要因素,提出采用加速满功率电流、恒速恒功率电流、加速持续时间、恒速持续时间来描述列车取流特性,基于实测数据,给出时速300km列车取流特性的典型参数。并基于该方法,阐述预测牵引变电所最大需量的应用案例。     

牵引变电所相间短路保护及其分析

针对西南山区电气化铁路经常发生牵引变电所相间短路的现象进行了原理分析和特性研究,结合电弧电阻分布范围运用电路原理对牵引变电所在牵引、再生等多种负荷工况下发生相间短路时的电气参数进行了系统地仿真计算,对目前通行牵引网馈线保护在各种工况下对相间短路的响应进行了分析,得出在现行馈线保护配置方案中,距离保护无法对牵引变电所相间短路作出响应,电流保护受变压器接线形式和整定方法影响而响应各异的结论;结合仿真计算结果和实际动作记录数据对现行保护配置方案下,提高牵引变电所相间短路保护可靠性的措施进行了分析,并对增加阻抗保护范围、增加电流增量保护等改进措施进行了初步探讨。     

电气化铁路电力贯通线感应电测试与分析

以中国铁路昆明局集团有限公司管内不同典型线路为例,开展电力贯通线感应电综合测试。通过测试架空电力贯通线和电缆电力贯通线上各类感应电压和感应电流,并结合牵引变电所负荷过程同步测试,研究分析电气化铁路电磁干扰及牵引回流对该感应电的影响因素。研究表明:感应电压和感应电流受到接触网电压、电流分布、线路结构、牵引供电方式、土壤电阻率、负荷电流等诸多因素影响,为降低电力贯通线感应电压和优化工程防护措施提供依据。     

京沪高铁谐波综合治理方案研究

电气化铁路中的谐波问题一直是铁路与电力部门关注的焦点。介绍高速铁路牵引供电系统的构成与特点,通过实际测试分析牵引负荷谐波分布特性,提出背靠背有源滤波器和阻波高通滤波器相结合的谐波综合治理方案,并分别阐述其结构和功能等。该方案在有效解决高速铁路谐波问题的同时,还可以补偿负序电流,必要时提供牵引负荷所需无功功率。     

电牵引负荷谐波在三相电力系统中的分布计算——算法、程序设计与算例

在讨论了供电臂谐波电流概率模型基础上，提出了随机仿真的方法，以揭示电牵引负荷谐波在三相电力系统中的分布规律，指出谐波水平计算应采用基于电流注入技术的平均有效值算法。最后，利用所开发的电牵引电波渗稼程序ＥＴＨＰ对一规模罗大的实际电网进行了谐波分布计算，并分析了计算结果。     

宁波地铁4号线车辆永磁同步牵引系统能耗性能研究

文章采用试验为主、仿真为辅的方法，分析地铁车辆不同工况下的能耗数据，对永磁同步牵引系统与感应异步牵引系统的牵引吸收、再生反馈、惰行能耗、再生率等能耗性能进行了解耦分析，通过解耦的方法，尽可能令边界固定和变量单一，以保证计算精度。根据不同边界条件，对宁波地铁4号线永磁同步牵引系统与感应异步牵引系统的能耗表现进行数据统计。根据相同目标速度、惰行工况、巡航工况下的能耗具体表现，对其规律进行归纳，分析永磁同步牵引系统在能耗方面的优势。通过惰行实测试验数据，对永磁同步牵引系统和感应异步牵引系统数据进行修正与拟合，结合辅助系统的能耗数据分析，经数据统计和规律归纳，验证理论分析的正确性，并将定性推断转化为定量描述。在理论结合数据的基础上，提出了永磁牵引系统冷却风扇运行优化、牵引特性曲线优化、惰行励磁弱磁优化等牵引系统能耗优化的观点。     

基于遗传算法的牵引供电系统可靠性建模

采用威布尔分布作为可靠性模型,提出一种基于遗传算法的牵引供电系统及其各设备的可靠性模型拟合方法.以京广铁路郑州南牵引供电系统为例,根据其统计的14年设备失效率信息,通过拟合得到该供电系统各设备的可靠性模型.拟合优度的K-S和W2检验结果表明,威布尔分布模型足一种适合用于牵引供电设备特别是接触网设备的可靠性模型.将牵引供电系统分为牵引变电所和接触网两个子系统,在供电设备可靠性研究的基础上,基于故障树分析法建立了牵引变电所和接触网可靠性模型,综合分析得到整个牵引供电系统的可靠性模型,提出并计算系统的有效寿命,为今后维修计划的制定提供科学依据.数据还表明,牵引供电系统的可靠性在很大程度上取决于牵引接触网的可靠性.     

高速铁路牵引回流系统建模分析

高速铁路牵引回流分布复杂,有必要对其进行精确的建模分析。采用平行多导体传输线理论,搭建统一的牵引网数学模型,实现针对不同空间分布形式的牵引网阻抗和导纳的计算。运用埋地裸导线法对综合地线进行建模,弥补等效接地电阻法不能计算导线电流的缺点,且计及综合地线与其他导线间的耦合,研究不同回流导线中的电流分布比例,并与实测数据进行对比,验证埋地裸导线建模法及牵引网链式网络潮流算法的准确性,并探讨回流测试方案。     

基于灰色理论和PSO的牵引供电系统可靠性研究

采用灰色GM(1,1)模型预测其相关设备中长期的故障数据,增大建模所需数据样本量,提出以威布尔分布模型为基础,基于粒子群算法的智能拟合方法,建立牵引供电系统各设备可靠性分析的数学模型,所建模型全部通过拟合优度K-S检验,证明该方法十分适合于牵引供电系统设备的可靠性建模。运用BDD算法得到用最小割集表示的牵引变电所和接触网故障树模型,综合得到牵引供电系统整体的可靠性模型,并计算出系统的可靠度和平均使用寿命。最后分析可知接触网的可靠性在很大程度上决定了牵引供电系统整体的可靠性,其分析结果为牵引供电系统以后的维护工作提供了理论依据。     

基于模态分析的牵引供电系统谐波谐振过电压研究

针对高铁牵引供电系统的谐振过电压问题,通过分析其谐波特性,综合考虑线路集肤效应及分布参数的特性,研究由接触网、馈线、钢轨回路(包括大地)、回流导线以及牵引变电所至接触网的馈电线等构成的牵引网的参数计算方法,建立牵引网线路等效模型,使用该模型计算牵引网线路参数;采用模态分析方法解耦牵引网与电力机车的耦合关系,确定基于车网耦合的牵引供电系统的谐波谐振次数、电压波形、影响范围等数据以及所引起的牵引网过电压机理;通过EMTP-ATP软件建立基于AT供电方式与CRH2型动车组的车网耦合仿真模型,得到牵引网网压状态.通过与实测的机车负荷、谐波电流等数据对比可知,仿真结果与实测数据分析结果一致,验证了该方法的正确性.     

客运专线牵引供电系统负荷试验的研究

研究目的:牵引供电系统的负荷试验是客运专线"四电"集成试验阶段的一项重要内容,本文对负荷试验的前提条件、程序、方法、注意事项进行研究,并以京津城际铁路的实际应用为例,分析牵引供电系统负荷试验的评估内容和标准,为今后客运专线建设牵引供电系统负荷试验提供程序化的指导和借鉴。研究结论:阐述了客运专线牵引供电系统负荷试验是集成试验阶段不可缺少的一项内容,其试验方法、评估内容等,通过在京津城际铁路工程中的验证是可行和可靠的。通过规范化的负荷试验,是对牵引供电系统设计、安装和调试的总检验,又是对前期牵引供电系统方案研究、仿真计算的验证和优化调整,获得的试验数据对今后的运营维护将发挥重要作用。     

重载条件下牵引电流对桥梁区间信号电缆的影响研究

以重载铁路的信号电缆烧损故障为研究背景,研究AT供电方式和贯通地线的条件下牵引电流在信号电缆中的分布以及桥梁因素对其影响。首先,利用连续性微分方程和离散的节点方程对钢轨电流进行仿真计算和对比,并对重载条件下牵引电流分布模型中的关键阻抗参数进行计算。然后,建立AT供电方式和贯通地线条件下复线铁路全并联牵引供电系统的节点模型,给出不同牵引回流路径中的电流分配比例。研究桥梁因素对电流分配的影响,得出信号电缆双端接地时电缆外铠装和护套中的传导性电流。现场实际测试结果证明,实际电流分配与仿真结果基本一致。本综合模型可为分析牵引电流对电缆产生干扰的机理提供参考。     

牵引变电所综合补偿实时检测控制方法研究

针对牵引负荷谐波、负序和剧烈的随机波动性，结合牵引变电所运行数据，利用瞬时无功功率理论和小波变换方法实现了对牵引负荷电流信号的实时检测，并给出牵引变电所采用SVG实现综合补偿的实时检测控制。     

基于小波变换的电气化铁道牵引负荷谐波分析

电力机车作为牵引供电系统的主要不平衡负荷、谐波源负荷,其运行过程中产生的高频谐波电流对电力机车的安全、稳定运行造成很大危害.为精确实时地检测牵弓l供电系统中的谐波,采用时频域内均可局部化的小波变换进行谐波分析.以HXD3型0017电力机车为例,分析牵引负荷谐波电流的特点,采用最小描述长度准则(MDL)确定分析谐波的最佳...     

计及振荡过程的地铁牵引网保护方法

通过对地铁牵引网馈线保护因震荡电流造成频繁误动作的原因进行分析,结合牵引供电网的特点,提出了组合DDL算法和高阶统计量算法的保护方法,先筛选出负荷电流,再筛选出震荡电流,从而得出短路电流。实测数据验证,该保护方法不仅可快速且准确识别出牵引网故障,而且原理清晰、工程实现方便。