新型高压真空间隙避雷器研究

电气化铁路牵引供电系统目前广泛采用的氧化锌避雷器性能不稳定、防雷效果较差,并且常常发生爆炸事故,对于氧化锌避雷器存在问题的原因进行了全面分析,提出了研制新型高压真空间隙避雷器的解决方案,使之具备冲击残压低,耐受大电流冲击能力强、工频泄漏电流低,环境影响小,性能稳定,寿命长,免维护的优点,提高牵引供电系统过电压的防护能力。     

动车组避雷器受潮故障特征量的变化特性研究

为研究动车组避雷器在受潮情况下的故障特征量变化，搭建了避雷器人工受潮试验平台，控制避雷器分别达到轻度受潮、中度受潮和重度受潮3种状态。试验研究了不同受潮情况下避雷器的直流伏安特性、直流参考电压、0.75倍直流参考电压下的泄漏电流、交流电压下的泄漏电流等特征；同时设计水煮试验开展了相关测试，并与人工受潮试验结果进行了对比和验证分析。人工受潮试验结果表明，避雷器在受潮后的伏安特性曲线发生了明显的变化，泄漏电流由阀片本体的泄漏电流和筒壁泄漏电流组成，并且随着电压升高，环氧筒筒壁电流将占主导分量；避雷器直流参考电压U1m A在重度受潮时下降了6.8%，已经低于规程要求的5.0%；其0.75倍U1m A下的泄漏电流在轻度受潮时较正常状态增加了6倍，结合水煮试验可知，在受潮避雷器恢复干燥后，0.75倍U1mA下的泄漏电流也恢复到了正常值，即该故障特征量仅在避雷器受潮时反映灵敏；避雷器阻性电流在正常情况下占全电流的10%～20%，受潮后阻性电流占比达到了正常状态下的4倍，即阻性电流对受潮故障反映更加灵敏。     

考虑转子磁通谐波的永磁同步电机控制性能分析

对于考虑转子永磁磁链d,q轴6,12次谐波的三相正弦波永磁同步电机,根据其数学模型推导了基于最大转矩／电流控制、单位功率因数控制的控制公式,指出转子永磁磁通谐波的存在不可避免地产生了与转子位置角相关的转矩脉动。在此基础上引入内模电流控制思想,将由永磁磁链产生的引起转矩纹渡的反电动势作为负载扰动,通过衰减因子和系统动态响应速度参数的合理选择来抑制电机永磁磁链谐波对电机电流跟踪性能和转矩波动的影响。仿真分析表明,永磁同步电机转矩脉动的大小与特子磁通谐波中低次谐波分量的大小有关,并且其低速转矩脉动严重;若根据不同转速范围来自适应调整转速控制器、内模电流控制器参数可以在一定程度上抑制这种转矩脉动。     

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。     

交联聚乙烯电缆在线绝缘诊断新方法研究

研究目的:交联聚乙烯(XLPE)电缆有广泛的适用范围,研究其绝缘早期劣化检测方法对于延长电缆寿命有着关键的作用。研究方法:建立了水树精确数字仿真模型,提出一种新的在线绝缘诊断方法:高频信号叠加法。在电缆屏蔽层叠加高频低幅电压信号,以凸现损耗电流波形,利用分形方法对采集到的损耗电流信号进行分析。研究结果:XLPE电缆的水树的劣化使得损耗电流中谐波分量增加。谐波分量主要由于水树的非线性电压-电流特性引起。谐波分量的出现使损耗电流信号的分形维数增加。本文分别计算了容量、信息、关联3种维数,分析了各种维数和水树劣化之间的内在联系。研究结论:分形维数很好地反映了电缆中水树劣化的程度,可以作为在线绝缘水树劣化的诊断依据。     

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。     

浅谈并联电容器组电抗器的过电压保护

本文作者通过对牵引变电所吸收谐波用的干式电抗器烧损问题探讨，提出了用氧化锌避雷器作为其过电压保护装置的措施，并谈到了一些过电压保护整定经验。     

机车车载谐波治理装置的研制

对比有源滤波器和无源滤波器的优缺点后,确定了车载谐波治理装置的设计方案。分析车载谐波治理装置的工作原理,从理论上推导电流无功分量和谐波分量的检测方法,并介绍了三态滞环调制策略的基本原理和实现方法。MATLAB仿真和地面试验结果表明,共一个牵引绕组的有源+无源车载谐波治理装置,可以有效降低机车输入电流的谐波含量,提升电流品质。     

有源电力滤波器任意次谐波电流检测算法的研究

随着电力电子装置的广泛使用，电力系统谐波污染日益严重，有源电力滤波器是一种消除电力系统谐波污染的重要装置，它的使用将越来越广泛。文章针对三相四线制系统、不平衡系统中有源电力滤波器的应用和混合型有源电力滤波器的特点，基于瞬时无功功率理论，对任意指定次谐波电流的检测和各次谐波正、负序和零序分量的分离方法进行了深入研究。仿真和实验结果验证了此方法的有效性和正确性。     

一种新型的并联有源电力滤波系统

基于瞬时无功功率理论提出了一种能同时检测瞬时无功电流和高次谐波电流的检测方法，并在此方法的基础上设计了一种混合式并联有源电力小滤波系统。通过计算机仿真及试验证明，该有源电力滤波系统能很好地同时抑制电网中的高次谐波及无功电流。     

地铁列车在不同工况下的网侧电流谐波分析

建立了24脉波整流供电系统和牵引传动系统的联合仿真模型,基于Matlab/Simulink仿真软件实现了24脉波整流机组、三电平牵引逆变器和三相异步电机的联合仿真。介绍了24脉波整流供电系统的谐波特性,以及列车在起动、制动、加载等不同工况下的网侧电流谐波特性。仿真结果表明,在列车运行状态改变,甚至是突变时,网侧电流所受影响较大,谐波会随之增大,谐波受到负载大小和运行状态的改变程度等因素的影响;在再生制动工况下,谐波含量远高于其他牵引工况,而且以低次谐波为主。     

电流谐波对永磁体涡流损耗的影响

永磁同步电机应用于高速铁路牵引领域,要求电机具有高起动加速性能和宽调速范围。驱动电机的牵引逆变器最大开关频率一般为500 Hz,电压波形的畸变导致输出电流谐波含量大,在永磁体中产生涡流损耗,导致永磁体局部过热甚至产生不可逆退磁。文中分析涡流损耗的来源和计算方法,针对电流谐波产生的永磁体涡流损耗,基于实际测量电流波形分析电流谐波涡流路径、各次谐波涡流损耗的大小、永磁体槽口深度hr与涡流损耗的关系及分段与涡流损耗的关系。分析结果表明：电流谐波是产生永磁体涡流损耗的主要原因,主要为2次、5次、7次、11次、13次电流谐波;低速工况涡流损耗高于高速工况,这与低速工况5次、7次电流谐波幅值较大成正相关;采用分段后,电流谐波产生的涡流损耗大大降低,最佳轴向、径向分段数为6～8段。分析结果为牵引逆变器驱动的永磁同步电机降低电流谐波产生的永磁体涡流损耗以保障电机的安全运行提供了参考。     

电网电容器组谐波谐振和谐波放大的分析

在电力系统中运行着大量的并联电容器组 ,由于电容器的阻抗呈现容性 ,它与电力系统中的谐波容易产生相互影响 ,发生谐波的并联谐振或串联谐振和电容器对谐波电流的谐波放大 ,造成电容器和电气设备的损坏。因此 ,研究和分析谐波对电容器的危害 ,认识电容器对谐波电流的放大作用 ,合理地配置电容器和电抗器 ,以避免电网参数匹配不当发生谐振 ,控制其谐波电流放大。     

6K机车氧化锌避雷器简介

氧化锌避雷器与传统的阀式避雷器相比,具有安全可靠、过压保护动作快、保护特性稳定等特点,是目前比较先进的过电压保护方式。文中介绍了6K机车MAL-PCN型氧化锌避雷器的基本技术参数,与阀式避雷器的性能比较以及国产品的在线测试情况。最后提出了几点建议。     

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。     

牵引变流器网侧电流低次谐波抑制的研究

分析了二次脉动电压产生的原因及对网侧电流的影响,提出采用陷波器和嵌入式奇次谐波重复控制器相结合的电压电流双闭环控制算法来抑制网侧电流的低次谐波。介绍了电流环嵌入式奇次谐波重复控制器的设计方法,通过提高基波及奇次谐波频率处增益,实现电流环无稳态误差控制来抑制网侧电流的奇次谐波,在电压外环中采用陷波器抑制直流侧的脉动电压对网侧电流的影响。最后通过Matlab仿真验证了该方案的有效性。     

动车组脉冲整流器谐波抑制的研究

文章重点研究动车组脉冲整流器,对其采用预测直接电流控制法进行控制,创造性地采用陷波滤波器法来降低直流侧电压低次谐波,采用比例谐波控制器来降低直流侧电流低次谐波。根据控制原理,运用Matlab建立仿真模型。仿真结果与实际情况相符,该研究工作为动车组脉冲整流器的谐波抑制研究提供了理论参考。     

高次谐波及基波无功电流动态检测的一种新方法

基于自适应噪声对消技术及人工神经网络（ＡＮＮ）理论，提出非线性负载高次谐波及基波无功电流动态检测的一种新方法。所设计的谐波检测系统在线训练ＡＮＮ并具有二级滤波，即使非线性负载运行发生了变化，该系统仍能根据需要快速检测出以下多个参数：基波有功、无功电流，基波位移因数，特定的几次（如３、５、７次等）谐波电流及其余的谐波总电流等。仿真结果证实，该系统所检测出的各项参数的波形畸变和相移非常小。可应用于电力     

逆变器供电下的永磁同步电动机谐波电流的计算

在分析谐波电流工作机理的基础上,提出了一种永磁同步电动机逆变器供电的谐波等值电路及谐波电流计算公式,介绍了谐波等值电路中电阻、电感参数的计算方法。样机计算值与试验测量数据基本吻合,验证了该谐波模型的可行性。     

氧化锌避雷器安全运营的一种有效途径

结合氧化锌避雷器运营特点,分析了氧化锌避雷器劣化机理及在线监测存在的安全隐患,提出了一种在线检查避雷器劣化的方法,并根据不同类型脱离装置的特性,推荐了氧化锌避雷器安装脱离装置的方式。