地铁杂散电流动态分布模型研究

分析单边供电与双边供电下的杂散电流静态分布模型。根据列车的速度、位置、取流大小等随时间发生变化的情况,以轨道-排流网-埋地金属-大地结构的杂散电流静态模型和牵引计算为基础,设计双边供电方式下基于时间-位置-取流变化的杂散电流动态分布模型,并对模型进行计算求解,实现三维仿真。分析杂散电流和轨电位在不同工况下的动态分布规律,得出特定位置杂散电流和轨电位随时间的动态分布。     

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。     

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.     

动态杂散电流的时频特征及腐蚀行为研究

城市轨道交通直流牵引供电系统中,部分走行轨回流电流泄漏至大地形成杂散电流,易导致埋地金属的电化学腐蚀问题。实际系统中多列车频繁启停使得杂散电流表现为典型的动态信号,时频特征的提取有助于研究其腐蚀行为。在建立杂散电流数学模型的基础上,通过S变换提取杂散电流的典型时频分布特征,并基于失重测试及电化学测试研究典型频率下杂散电流的腐蚀行为。实验结果表明,动态杂散电流的直流及低频交流分量均会影响金属的电化学腐蚀过程,且腐蚀速率随电流密度的增大及交流频率的降低而增加。     

低速磁悬浮列车牵引计算算法研究

为完成低速磁悬浮列车牵引计算,建立了低速磁悬浮列车牵引计算模型,提出了一种新的牵引策略,阐述了该策略的关键技术和算法流程的设计,编制了牵引计算仿真软件,并对北京S1线进行了牵引计算。采用该算法控制列车达到了列车运行速度快、节能降耗的目的。     

城市轨道交通系统杂散电流的分布规律研究

针对城市轨道交通直流供电系统特点,建立杂散电流的计算模型并进行仿真,根据仿真结果分析各个参数对杂散电流分布规律的影响,为系统设计提供理论依据。     

跨坐式单轨列车牵引电算模型研究

列车的牵引计算是轨道交通研究的重要组成部分.由于跨坐式单轨列车结构特殊,其牵引计算模型与普通轨道交通列车差异较大,通过分析跨坐式单轨列车的牵引特性,选择优化控制牵引策略,建立单轨列车启动过程、牵引过程、惰性过程、制动和进站过程计算模型.以运营中的重庆轻轨2号线为试验线路,实现整个列车运行过程模拟.计算结果表明,计算模型...     

高速铁路车—网间电耦合阻抗特性及稳定性分析

基于多导体传输理论将AT牵引供电网等效为链式网络,每隔1km设置1个切面从而得到牵引供电网的Π型等效电路模型,再将高速列车的逆变器—电机系统简化为电阻负载,建立列车牵引传动系统模型,从而构成车—网系统模型;采用电流谐波检测法得到牵引供电系统的输出阻抗和网侧变流系统的输入阻抗,运用阻抗比的稳定性分析方法分析牵引变流系统的稳定性,并基于MATLAB软件仿真分析列车位置及其输入阻抗对变流系统失稳的影响。结果表明:当列车输入阻抗小于牵引供电系统输出阻抗时,车—网阻抗为强耦合,变流器控制参数设置不当会引起列车牵引系统不稳定;反之,车—网阻抗为弱耦合,此时列车牵引系统稳定。     

地铁车辆段杂散电流的特征分析及防护

地铁车辆段内轨道线路复杂,轨道与大地之间过渡电阻低、绝缘性能差,造成车辆段内存在大量的杂散电流,严重影响了车辆段的使用寿命。建立地铁车辆段牵引回流系统模型,仿真分析正线列车运行状态变化对车辆段内杂散电流的影响。结合某地铁公司车辆段现场杂散电流测试,验证了仿真分析结果的正确性。分析了地铁车辆段内杂散电流产生的原因,并给出了相关防护措施。     

考虑列车运行工况的钢轨电位硬件动态模拟平台

为解决钢轨电位和杂散电流治理措施开展但现场验证难度大的问题,钢轨电位硬件动态模拟平台近年来 获得广泛关注。但现有硬件动态模拟平台通常仅考虑走行轨纵向电阻变化,而忽略列车运行工况和走行轨-大地过 渡电阻的影响,无法准确再现钢轨电位随列车运行工况的动态规律。为此,提出一种考虑列车运行工况的钢轨电 位硬件动态模拟平台。首先通过直流牵引供电系统模型,分析列车运行工况对钢轨电位的影响,根据接触网、走 行轨及走行轨-大地过渡电阻的变化特性,研究包括低阻模块(LRM)与高阻模块(HRM)的钢轨电位硬件动态模拟平 台工作原理和数学模型,并提出考虑列车运行工况的硬件动态模拟平台控制策略。最后通过仿真和实验结果,验 证相关理论和控制策略的正确性。     

零阻变换器系统中开关单元的优化分布方法

零阻变换器系统(zero-resistance converter system,ZRCS)能将走行轨电流从虚拟回流地处转移至回流线缆, 进而从源头上治理城市轨道交通钢轨电位与杂散电流问题。作为 ZRCS 中影响虚拟回流地位置的关键部件之一, 开关单元的数量与分布会直接影响钢轨电位和杂散电流的分布。在实际列车运行过程中,牵引和制动工况下的列 车电流及相应钢轨电位远大于匀速工况;通过调整开关单元的分布,降低这部分的钢轨电位,可提高 ZRCS 的综 合治理效果。因此,在分析 ZRCS 中开关单元作用的基础上,提出其优化分布方法;通过对比不同开关单元分布 下的治理效果,得到较优方案。仿真结果表明：所提出的优化方法能进一步提高 ZRCS 的治理效果,具有可行性。     

地铁引起的变压器偏磁电流特征分析

城市轨道交通的迅速发展,导致周边电力变压器直流偏磁问题愈发严重。侵入变压器的偏磁电流主要包括杂散电流和感应电流两部分,首先探究电网回路与地铁牵引供电系统电磁耦合机理,然后运用CDEGS和PSCAD软件分别搭建电耦合和磁耦合仿真模型,以此分析侵入电网回路中的杂散电流和感应电流的时域及频域特征,最后研究单条线路上列车运行数量、列车运行工况对于电网回路中偏磁电流分布的影响。研究结果表明：耦合电流为低频时变电流,电流频域集中于0～0.05 Hz频段,且杂散电流中的纯直流分量占比多于感应电流。     

重载列车平直道上牵引工况纵向性能研究

根据列车纵向动力学原理,利用VC编制列车纵向动力学仿真计算软件。利用仿真计算软件,对重载组合列车在平直道上牵引工况下的纵向动力学性能仿真计算和分析,以帮助确定合理的列车编组和试验方案提供理论依据。针对重载组合列车3种不同编组情况下的纵向性能,研究在平直道上牵引工况下纵向动力学性能,从而得出比较合理的编组,并且通过计算不同提手柄时间的最大车钩拉压力、最大正负加速度以及列车纵向冲动,分析不同提手柄时间对列车纵向性能的影响。     

电缆牵引供电方式电气特性研究

介绍了电气化铁路电缆牵引供电方式原理,分析了电缆供电牵引网电流分配关系,并在MATLAB/SIMULINK仿真环境下,建立了电缆供电方式牵引网仿真模型,仿真分析了不同分段距离下牵引网短路阻抗、牵引臂长距离空载和负载条件下电压损失以及不同电缆截面下电流分配系数。     

高压直流牵引供电系统电压等级的研究

详细分析了我国直流牵引制和单相工频交流牵引制目前存在的主要问题,提出了用高压直流牵引供电系统集中解决这些问题的构想。介绍了该牵引供电系统的组成,并且从杂散电流、隔离开关2个方面系统地阐述了电压等级的选择,初步得出了该牵引供电系统宜采用35kV的结论。     

城市轨道交通不同牵引供电制式的比较

目前我国城市轨道交通牵引供电制式以DC 1500V上部悬挂接触网为主,有些线路采用DC 750V三轨供电制式。随着城市轨道交通的不断发展,为节能减排提高能效,有必要提高牵引供电电压。近年来城际铁路和地铁的大力发展,使牵引供电技术和动车传动控制技术都得到了极大提高,无论是高铁或地铁动车都采用了先进的交流传动技术,不同的仅是高铁、城际铁路采用单相交流27.5 k V供电,而地铁采用的是DC 1500V供电。从技术上讲地铁也可采用与其上部绝缘净空尺寸相应电压等级的单相交流供电,这无疑是一种节能减排、减少地下杂散电流,又可与高铁、城际铁路线路贯通的新型模式。