城市轨道交通直流电缆绝缘在线监测方案研究

从城市轨道交通直流牵引供电系统架构和直流电缆结构入手,分析了直流电缆在系统中的重要作用,阐述了对直流电缆绝缘进行监测的必要性。在不改变原有系统架构和直流电缆结构基础上,提出直流电缆绝缘监测方案,并通过理论分析、计算,给出电缆绝缘层和电缆外护套绝缘性能降低的报警值。     

城市轨道交通直流馈出电缆在线监测系统

以上海地铁直流馈出电缆为工程背景,研制适用于轨道交通牵引变电站直流馈出电缆在线监测系统.监测系统工作原理是通过监测电缆放电信号和直流泄漏电流信号综合评估电缆绝缘状态.监测系统由HF-CT传感器、DLCS传感器、数据采集系统以及监控后台组成.研制的HFCT传感器3 dB频率带宽为500～10 000 kHz;DLCS传感器量程为0～100 mA,分辨率为30 μA;数据采样系统采样速率最高为20 MSa·s-1;监控后台采用装有专家系统的工业控制计算机,实现电缆绝缘的智能诊断.在实验室对该系统分别进行直流馈出电缆绝缘良好、绝缘故障模拟试验,测试结果表明监测系统能够预警直流馈出电缆绝缘老化和绝缘破损故障.现场安装运行结果表明,监测系统运行稳定、可靠,诊断结果与实际情况相符.     

动车组配电系统接地在线监测装置设计

为保障动车组的平稳安全运行，对动车组配电系统接地状态进行实时在线监测并开展有计划的预防性维修，文章研制了能够实时在线监测动车组配电系统接地状态并及时进行预警的装置。首先，分析了中性点不接地系统中性点电压随线路对车体的绝缘状态变化的改变规律，得到了动车组配电系统接地故障检测及故障相判别的方法，提出了一种动车组中性点不接地系统接地故障检测电路。然后在上述理论分析的基础上，研制了动车组配电系统接地在线监测装置。该装置可以实时监测动车组配电系统主要支路的电压、电流，并计算功率因数和有功功率。车上交流配电系统采用中性点不接地系统(IT系统)。装置实时监测中性点与车体之间的电压，通过该电压的大小判断IT系统是否发生了单相接地故障，并在故障发生时通过电压相位判断故障发生位置。当动车组发生单相接地故障后，设备通过车上通信线路发送报警信息，以提醒运维人员尽快维修。装置随车进行了实测验证，验证结果表明文章所提出的方法和研制的装置达到设计要求。     

便携式直流接地检测仪的设计

通过对变电所直流系统接地故障查找方法的分析,指出了现有仪器使用中存在和出现的问题,介绍了一种利用差电流原理配合传统绝缘监察装置检测直流接地故障的设计方案,讨论了补偿式测试方法,阐述了装置的使用特点和应用。     

HX_D1C型电力机车牵引变流器直流母排故障分析

针对配属西宁机务段HX_D1C型(高原)电力机车多起牵引变流器直流母排故障,详细分析直流母排故障原因,提出了改进方案,并通过仿真分析和试验验证了优化效果。该方案装车考核通过后得到全面推广,牵引变流器直流母排未再发生故障。     

直流牵引供电系统新型钢轨回流方案及钢轨绝缘检测方法

直流牵引供电系统的走行轨兼作回流轨时，因钢轨对地不能完全绝缘，从而产生杂散电流。以钢轨绝缘为研究目标，通过详细分析国内外杂散电流防护中的各项要求，以及现阶段钢轨绝缘水平和测试方法，提出了一种新型的钢轨回流方案和钢轨绝缘检测方法。该方案和方法可便捷、准确地测量钢轨的绝缘水平，指导杂散电流防护工作的实施，可应用于城市轨道交通新建线路或既有线路供电系统改造项目中。     

直流电缆绝缘监察保护原理及在地铁中的应用

本文从直流供电系统的构成、直流馈线保护设置情况出发,介绍了目前使用的直流馈线电缆的种类及适用环境,分析了铠装直流电缆在特殊使用环境下绝缘损坏的可能性、绝缘故障时已有保护的动作情况及可能造成的损失,简要阐述了直流电缆绝缘监察保护的动作原理,论述了其在地铁和快速轨道交通系统中的应用范围及必要性。     

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。     

上海轨道交通直流电力电缆的故障分析

直流1500V电缆是保障地铁正常运行的关键设施。介绍了上海地铁直流电缆的敷设方式和环境,在统计历史故障的基础上对直流电缆故障进行了分类,提出了在新线建设和改造项目中,尽可能采用带铠装的软电缆;通过在线检测手段,建立专家评估系统,评定绝缘的优劣并预警其劣化的趋势;改进直流电缆敷设质量,改善其运行环境等措施和建议。     

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。     

直驱式风电变流器Boost多支路移相控制

主要研究了应用在大功率直驱式风力发电系统中的交错Boost电路。在载波相移的基础上提出一种支路单独控制方法，该方法能够稳定直流侧输出电压，实现各支路电感良好均流。仿真和实验验证了所提方法的可行性，在风力发电场合有一定的实用价值。     

电力机车辅助回路接地故障的预防对策

针对电力机车辅助回路接地引起“机破”、“临修”等故障，提出预防对策，并给出电力机车辅助回路加装实时绝缘检测装置的实用方案，可实现故障实时预报，提醒机车司机或检修人员采取相应的处理手段，把故障消灭在萌芽之中。同时绝缘检测装置通过实时显示绝缘电阻值也给故障机车的分析和检修带来方便，能提高整个电力机车控制系统的可靠性。     

直流1500V接触轨系统的安全防护

论述直流1500V接触轨系统的安全性,包括系统安全、设备安全、人身安全。通过故障模式后果分析法,对1500V接触轨系统的可靠性进行分析。在对国内外相关规范要求分析的基础上,认为不管是直接接触防护还是间接接触防护,对于人身安全防护标准而言,直流1500V接触轨系统与直流750V接触轨系统是一致的。同时,就涉及1500V接触轨设备自身安全的绝缘距离和爬电距离提出技术要求。阐述直流1500V接触轨系统的安全防护策略,并相应采取一系列安全防护措施。     

关于城轨直流设备绝缘安装的分析

介绍城市轨道交通牵引变电所直流设备安装和接地方式,并通过工程案例对直流设备绝缘安装进行了探讨,提出改进建议方案。     

存在支路的AT全并联供电系统精准故障定位研究

AT供电方式在牵引供电系统中得到广泛应用。传统的测距方法仅针对串联型线路拓扑测距较准确，对于存在支路的线路拓扑已不再适用。本文针对上述特殊情况，根据实际现场的接触网参数搭建含有支路的AT全并联供电方式的六导线模型；在大区间内根据基尔霍夫定律列写电压、电流与故障距离的矩阵方程，推导出故障距离与电流及线路参数关系式，准确计算故障发生时主干线路与支路线路上故障所在位置。最后利用RTplus牵引供电系统实时数字仿真仪对支路在不同位置的拓扑结构进行测试，在支路与干路不同位置进行不同类型的故障模拟，测试结果误差满足工程要求，验证了方法的可行性和准确性。该方法不受故障区间及故障类型的影响，具有很好的普适性，为存在支路的AT全并联供电系统故障测距提供了一种思路。     

城市轨道交通通信系统UPS电源可用性提升方案研究

轨道交通通信专业不间断电源（UPS），整合了调度语音通信、信号车地无线通信、防灾与报警、机电设备控制、票务等多个业务系统的电源供应。通过对深圳地铁既有线路通信UPS电源故障进行跟踪调查，深入分析各种故障原因以及不同UPS电源工程设计的优缺点，借鉴民航、大型数据中心等UPS电源的设计经验，探索改进地铁通信UPS电源工程设计方案。利用通信、信号等重要系统终端负载双电源冗余的特点，采用双UPS、双母线设计，双路独立的UPS电源在负载设备侧通过直流并联，提升UPS电源的可用性，达到容错的目的。该通信UPS电源可用性提升方案使UPS电源的任意一个节点故障时，均不影响负载的正常电源供应，实现在负载不断电的情况下对故障设备的安全检修，提高UPS电源的维护效率。     

机车直流绝缘监测装置的研制

在传统检测方法的基础上,开发了一种新的基于单片机技术的机车直流绝缘监测装置,该装置不仅能实时监测机车直流系统正负母线对地的绝缘电阻,而且还能检测出输入断线的问题。装车试运行证明,该装置功能可靠、运行稳定、自动化程度高。     

轨道交通车辆直流母线接地改进方案的应用分析

针对轨道交通车辆牵引电流谐波对直流供电系统的影响,为增强列车直流供电系统的可靠性,提出了轨道交通车辆直流母线接地改进方案.该方案通过采用列车母线负线单点接地方式,有效地避免了牵引谐波对直流供电电源品质的影响,降低了设备供电保护断路器的误跳概率.通过增加接地故障保护断路器,增加了列车运营的可靠性和安全性.     

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。     

并联智能直流系统在地铁变电所的应用

地铁变电所内的直流系统绝大多数是采用传统的充电机组充电,阀控式铅酸蓄电池组以串联的方式构成,存在单个电池故障影响整体电池组运行、整组报废、检修维护不便等问题。研究提出将单只12 V蓄电池与匹配的AC/DC充电模块、DC/DC升压模块等器件组成"并联智能蓄电池组件",并通过多组件输出并联组成直流电源系统,形成满足实际需要的并联型智能直流系统方案。该方案已应用于工程实际。