CRH5型动车组避雷器检修试验分析与判断

动车组用避雷器用于限制短时间内的过电压,其整体性能的稳定直接关系到动车组运行安全。根据GB?11032—2010《交流无间隙金属氧化物避雷器》,对未运行的避雷器和运行后在三、四级检修时的避雷器进行直流参考电压试验、0.75倍直流参考电压下的泄漏电流试验以及持续电流试验,通过对比检测数据,寻找判断避雷器性能是否稳定的方法。     

CRH2型动车组避雷器五级检修技术研究与分析

文章主要是对CRH2型动车组避雷器五级检修时出现的高频次密封试验气体间歇性冒泡现象进行研究。根据LA205型交流避雷器结构性能及工作原理,通过对6只密封不良的避雷器进行泄露电流、绝缘电阻、密封试验等参数的测量试验及避雷器分解解体,分析研究了避雷器受潮后产生的电气性能参数变化。当避雷器浸水或受潮时,绝缘电阻及泄漏电流值会发生明显变化,即绝缘电阻降低、泄漏电流值上升。密封试验时出现的间歇性气泡为FRP筒与法兰、紧固件缝隙的空气、避雷器表面附着一定的浮尘所致,避雷器五级检修密封试验后,间歇性冒泡现象不作为评判的依据,需通过再次测量绝缘电阻值来判断避雷器是否合格。通过上述分析得出的结论及时修订了CRH2型动车组避雷器五级检修规程。     

直流设备框架绝缘监测装置在地铁变电所的应用

为实现直流牵引供电系统直流设备框架绝缘的监测,提出了一套直流设备框架绝缘监测装置设计方案,采用3个量程的磁调制电流传感器,解决了地铁变电所直流牵引设备框架泄漏电流的宽量程问题。通过测控单元采集电流传感器的模拟输出信号,经过模数转换,将泄漏电流实时值进行显示分析,判断直流设备框架绝缘的故障状态,从而实现预警和报警功能。     

城市轨道交通专用轨回流系统框架泄漏保护分析

介绍走行轨兼作回流轨系统中的框架泄漏保护，分析了框架泄漏保护适用的故障类型；对比走行轨回流系统，总结专用轨回流系统的主要变化，重点针对专用轨回流系统中不同接地故障的电流路径及保护措施进行分析，得出结论：专用轨回流系统中的框架泄漏保护只需设置电流元件而无需设置电压元件。     

城市轨道交通直流设备绝缘性能在线监测系统研究

针对直流牵引供电系统直流设备框架泄漏保护存在电流元件易误动、电压元件拒动、框架绝缘性能破损不能及时发现的问题,对电流型/电压型框架保护原理、整定方式、双边联跳范围进行分析,结合国内某地铁典型电流型框架泄漏保护案例,提出了一种城市轨道交通直流设备绝缘性能在线监测系统及控制方法,可在线监测框架绝缘性能破坏点,保证框架单点接地,接地网各连接处接触良好,框架保护元件正常动作。     

交流牵引供电系统对直流供电系统的干扰及防范措施研究

为实现换乘的便利性,以及为节省用地而共用交通走廊,城市越来越多的地段出现了交流制式的电气化铁路和直流制式的城市轨道交通线路近距离并行敷设的情况。当交流电气化铁路正常稳态运行或发生故障时,流过交流电气化铁路的交流电流通过交、直流线路间的电容和互感,会在直流轨道交通牵引网供电系统上感应出工频电压,从而导致直流轨道交通牵引网上出现工频电流。阐述了感应电压的危害,并提出了降低感应电压的防范措施。通过计算分析及试验测试,说明采用的防范措施能够较好地减少感应电压,对交、直流系统并行区段的供电系统设计具有指导意义。     

不对称故障下双馈风力发电系统网侧变流器的控制方法

风力发电机组通过背靠背变流器与电网相连接,电压发生不对称故障时直流侧电压将发生大幅波动,而要消除这方面的影响,关键在于对网侧电流的控制。针对电网电压不对称故障下风电机组的表现,文章提出了一种适用于该情况下的网侧变流器的控制策略,以实现风电机组的低电压穿越。对发生不对称故障时网侧变流器的状态进行分析,得出其控制指令,使用Matlab/Simulink建立仿真模型,给出A相电压发生50%跌落下的仿真结果,验证了该控制策略的可行性。     

某CRH3型高速铁路动车组电压互感器过热烧损故障原因分析及解决措施

根据接触网的供电设计及动车组的牵引系统结构，对我国高铁动车组的车顶电压互感器爆裂故障原因进行分析，得到主要故障原因为：目前使用的25 kV电压互感器未能满足我国高铁牵引接触网电源污染的设防要求。针对故障原因提出，将直流偏磁电压设防值从1 500 V提高到2 500 V,进而提高电压互感器抗直流偏磁的能力。采取的具体技术手段为：在电压互感器铁心磁路上切出部分气隙，使电压互感器一次绕组在发生直流偏磁时转变成铁心电抗器运行，把一次电流限制在安全运行水平。根据试验验证结果，改进后的电压互感器能满足2 500 V直流偏磁电压设防要求。     

基于阻性分离技术的氧化锌避雷器试验台

电力机车大气过电压保护主要是在网侧设置金属氧化物避雷器，检修规程要求应定期对避雷器进行预防性试验，氧化锌避雷器的等效电路为非线性电阻与非线性电容的并联，如何从物理结构上不可分割的非线性阻容并联的电路中准确分离出阻性电流，是该试验台研制的重点。     

铁路腕臂绝缘子污秽外绝缘状态评估方法研究

为了合理评估电气化铁路绝缘子的外绝缘状态,改进铁路绝缘子污闪预防措施,以电气化铁路腕臂绝缘子为研究对象,利用人工污秽试验方法,研究绝缘子在不同污秽度条件下的染污放电过程。通过监测染污腕臂绝缘子受潮期间的泄漏电流,提取出泄漏电流最大值I_h,依据I_h与污秽度和受潮程度的关联,建立I_h与试品闪络电压Uf的联系。在此基础上,综合考虑腕臂绝缘子的形状系数f和爬电距离L引入综合特征量I*,并提出形如U_f=a I~(*-b)的污闪预警模型。试验研究发现:对于不同结构参数的腕臂类绝缘子,由于放电特性接近,预警模型U_f=a I(*-b)具有一定的普适性,模型预测结果与实测结果吻合良好,且系数a、b可作常数处理;但是,当试验对象为输电线路用悬式绝缘子XWP2-160时,由于XWP2-160型绝缘子和腕臂绝缘子的结构有显著差异,导致两者的染污放电特征迥异,系数a、b要以变量对待。研究认为:对于外形结构接近的染污绝缘子,模型U_f=a I(*-b)能够有效预测该类绝缘子的闪络电压,并能以此评价绝缘子的外绝缘状态。本文相关结论适用于电气化铁路腕臂类绝缘子,对于绝缘子的日常维护工作有指导参考意义。     

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。     

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。     

运用微机监测系统分析地铁信号设备故障

信号设备故障约占地铁设备总故障件数的50%~60%,为快速准确解决故障问题,详细介绍了微机监测系统的原理、特点,以及在处理信号设备故障方面的应用。重点介绍了S700K型电动转辙机的正常道岔动作电流曲线与故障情况下动作电流曲线的对比,为迅速、准确地解决故障问题提供了依据。     

全功率变流器风电机组低电压穿越控制策略研究

基于2.5 MW永磁同步风电机组系统结构及低电压穿越(LVRT)要求,对实现全功率变流器LVRT功能的控制策略进行了研究。针对电网正常及故障工况,详细阐述了电网电压幅值的快速检测算法和基于正序分量提取的锁相环设计,分析并设计了输出三相电流对称控制目标下直流电压、斩波回路、有功电流及无功电流的控制算法。dSPACE半实物仿真及实际试验结果表明,应用该控制策略能达到预期目标,不仅满足了全功率变流器风电机组LVRT运行的要求,而且还保证了并网电流品质,并具有高电压穿越(HVRT)功能。     

直流额定放电电流20kA避雷器的研发

阐述了研发额定20kA放电电流直流避雷器技术参数的选择、产品设计选型、选材、型式试验等,该产品已通过了各项型式试验并在深圳地铁现场使用。     

交联聚乙烯电缆谐振试验及其他方法的探讨

对电缆现场试验的方法进行了分析,通过模拟试验,对直流耐压、2U0工频电压持续5 man、U0工频电压持续24 h及带50%额定电流2 h后的试验结果进行比较,得出了工频或变频谐振试验对10 kV XLPE电缆的现场试验是比较有效的.     

高湿度环境下接触网腕臂复合绝缘子泄漏电流频谱分析

为提取接触网腕臂复合绝缘子污秽程度的有效特征,本文主要针对污秽放电过程中的泄漏电流进行频谱分析。首先根据泄漏电流的各次谐波幅值在污秽增加时增长速率不同的特点,针对污层充分受潮时采集的泄漏电流数据进行FFT变换,提取5次谐波与3次谐波的幅值比η;其次以短时傅里叶变换(Short Time Fourier Transform,STFT)作为时频信号分析工具,计算泄漏电流时变功率谱曲线形状系数有效值λ,并分别以5次谐波与3次谐波幅值比η和时变功率谱曲线形状系数有效值λ作为污闪预警的特征参数。试验表明,上述两项频谱特征量与污秽度δ都有很好的指数拟合关系。因此在相对湿度较大(95%)情况下,借助泄漏电流的η值和λ值,可以判断绝缘子表面受污程度,给铁路接触网维护人员开展检修工作提供一定数据参考。     

墨尔本HCMT地铁LC参数设计与仿真分析

介绍了墨尔本地铁电传动系统的主要构成及其原理,根据用户对牵引系统的要求,利用Matlab对其主电路进行仿真。通过对比不同固有频率(通过改变电抗器L1进行调节)下的电压和电流数据,分析其对DC-DC斩波器IGBT管两端压降ΔU、中间直流电压Ud以及网侧谐波电流、逆变器输入谐波电流的影响,同时建立斩波器故障模型,评估了故障情况下逆变器输入电压的特性,为主电路电气设计提供合理的选型和保护参考。     

基于预充电模型与RSNA的直流支撑电容器电容量辨识方法

直流支撑电容器是牵引变流系统的关键器件,也是极易出现故障的电气部件。由于电压、充放电频率、温度等因素的影响,电容器的老化速度加快,其实际寿命与制造商手册中的数据相差很大。因此,有必要对直流支撑电容器状态进行辨识,从而保障列车牵引变流系统安全运行。目前,已有较多学者对电容器状态辨识开展研究。但是,铁路应用中的直流支撑电容器状态辨识噪声问题尚未得到很好的解决。在某些情况下,电压传感器测量噪声与电压纹波分量相近会导致直流支撑电容器状态辨识结果出现较大偏差。针对上述问题,提出一种基于预充电模型与递推随机牛顿法(RSNA)的直流支撑电容器电容量辨识方法。在利用现有电压传感器信号以及不对原有系统进行改动的前提下建立电容器预充电模型,采用RSNA算法对电容量进行参数辨识,可以有效抵御噪声干扰并实现电容量的准确估计。该方法原理简单、计算量小,不需要加装额外传感器,以较低的采样频率即可达到较高的计算精度。同时,该方法不易受信噪比(SNR)与信号偏移等的影响,具有较好的鲁棒性。验证结果表明,该方法在正常情况下的辨识误差可以控制在3%以内,在信噪比为35 dB时仍然可以保持在5%左右,当信号偏移达到±10 ...     

基于状态观测器的单相整流系统传感器故障诊断与容错控制方法

交直交传动系统广泛应用于高速铁路牵引领域。电力牵引变流器作为牵引传动系统核心部件,由于其自身结构复杂,且运行环境恶劣,易突发故障。本文针对牵引变流器脉冲整流器网侧电流传感器和中间直流侧电压传感器故障,通过建立单相脉冲整流器混合逻辑动态MLD(Mixed Logic Dynamic)模型,构建系统状态观测器,研究基于状态观测器的传感器在线故障诊断与容错控制方法,并基于RT-LAB在回路试验平台进行了验证。试验结果验证了该方法的有效性,其具有诊断速度快、精度高的特点,适用于电力牵引传动系统应用。