接地导体腐蚀对地网接地电阻的影响和改善方法

牵引变电所接地网对牵引供电系统的安全、稳定运行有着极为重要的作用,随着接地网运行年限的增加,接地网的地下部分遭受腐蚀而带来的接地网特性参数超标问题,危害着牵引供电系统的安全与稳定运行。本文使用CDEGS专业接地软件进行仿真计算,分析土壤电阻率、地网面积和地网均压导体布置方法不同时,接地导体腐蚀程度对地网接地电阻的影响。通过仿真研究得出:随着土壤电阻率减小,接地导体腐蚀程度增大,其对地网接地电阻的影响也越大;对于相同的腐蚀情况,地网面积越大,地网接地电阻增加得越明显;在地网等面积和等钢材用量下,通过合理选择地网均压导体布置方法,降低接地网接地电阻受腐蚀影响的程度,实现经济技术最优化。     

高速铁路运行牵引变电站接地安全测量计算分析

高速铁路牵引变电站投运之后其接地网与综合接地系统以及电力系统进线避雷线连接,变电站接地拓扑结构发生巨大变化,此时对牵引变电站的接地安全校验不应仅局限于变电站本身。为研究运行牵引变电站接地安全性,现场测试运行牵引变电站分流特性和站址土壤结构,并运用数值仿真计算手段,结合现场实测数据和计算结果对运行牵引变电站开展接地安全分析,同时对比分析牵引变电站接地网连接和不连接进线避雷线时的测量和计算结果。结果表明:高速铁路牵引变电站接地安全校验应结合工程具体情况整体考虑,避免只简单注重接地阻抗值是否低于0.5Ω;牵引变电站接地网连接电力系统电源进线避雷线后,接触电压、跨步电压和地电位升均有较大幅度的下降。研究成果已在深茂高铁沿线牵引变电站接地安全校验中成功应用,通车后牵引变电站安全稳定运行。     

复杂艰险山区铁路牵引变电所接地网设计研究

我国即将建设以川藏铁路为代表的一大批复杂艰险山区的高标准铁路。受地质条件及电力系统影响,牵引变电所的接地设计将面临地形受限、高填方、土壤电阻率高、短路电流大等诸多困难和挑战。基于CDEGS软件建立的牵引变电所接地网仿真计算模型,分别对常规接地网、深井接地、外引接地以及提出的双层接地网模型进行仿真计算和指标考核,分析接地电阻、接触电势校核以及经济指标的对比。数据显示常规、深井及外引接地方式在地形受限的复杂环境中效果不明显,而双层接地网结构在经济、技术综合指标中最优。该方式在西成高铁的秦岭山区牵引变电所应用,效果非常明显,证明双层地网结构非常适合在复杂艰险山区铁路高填方地段的牵引变电所采用。     

牵引变电所地回流影响因素仿真分析

研究目的:电气化铁路牵引网是一个单相含地不平衡网络,正常运行时就存在地中电流。变电所地回流过大说明牵引网回流不畅,电流不得不从钢轨漏泄至大地并从大地经变电所接地网返回变压器。变电所地回流过大,接地网存在过热烧损危险,还会使接地网及沿线钢轨电位过高,跨步电压增大,并对轨旁信号设备的运行安全产生威胁。本文使用开发的仿真软件,对直供牵引网地回流进行计算,并对比和分析牵引网不同结构和参数对地回流大小的影响。研究结论:(1)牵引网回流网络与大地回流的阻抗关系是影响牵引变电所地回流大小的主要因素,减小回流网络的阻抗、增大地回路的阻抗以及减小电流漏泄至大地的路径都有利于减小地回流;(2)对于没有架设回流线的牵引网,增设回流线是减小地回流的有效措施;(3)解决地回流过大问题,要让列车泄向钢轨的电流有通畅的路径返回变电所,避免断路和过长的迂回路径;(4)本研究结果可为牵引变电所地回流的分析以及预防治理地回流过大提供参考。     

地铁车辆接地回流性能动态分析与优化

本文分析地铁车辆在牵引供电系统中的回流性能，并提出车辆接地优化设计方案。针对常用时域仿真分析方法无法准确连续反映车辆整体运行过程的不足，提出一种用于地铁车辆接地回流性能分析的车网联合动态仿真技术方案。以车体采用经保护电阻接地和直接接地两种技术方案的实际车型为研究对象，在通用仿真环境下建立包含车体、车辆接地电路、牵引负荷、钢轨回流电路以及供电网络的综合模型。基于地铁线路和车辆关键参数获得牵引计算结果，并将其导入仿真模型，实现车辆牵引功率、受流位置持续动态刷新，从而模拟车辆运行过程接地回流分布特性。仿真分析表明，在同一线路采用相同牵引控制策略时，经保护电阻接地车型较直接接地车型有更小的钢轨至车体回流以及车体间电流，但车体电位略有抬升；并进一步基于电阻接地电路提出了两种优化接地设计方案，仿真结果证明这两种方案均兼顾了整车的车体回流与电位抑制。该仿真方法对校验地铁车辆接地方案性能具有实用性，所得仿真结果对接地设计具有一定的参考价值。     

弓网系统接触电阻特性的研究

弓网接触电阻是衡量弓网接触性能的重要指标,而牵引电流、接触压力和滑动速度是影响弓网接触电阻的重要因素。通过测试不同牵引电流条件下的弓网静、动态接触电阻的试验,阐明弓网静、动态接触电阻随牵引电流变化的趋势,以及接触压力与滑动速度对弓网动态接触电阻的影响效果,并分析这3个影响因素的作用机制。研究结果表明:弓网静态和动态接触电阻都随电流的增大而减小,且下降趋势逐渐趋于平缓;相同牵引电流条件下,接触压力越大,则动态接触电阻越小,滑动速度越大,则动态接触电阻越大;滑动速度越大,动态接触电阻随牵引电流增大而减小的下降趋势越陡峭。     

用于青藏铁路格拉段接地系统的新型装置

青藏铁路格拉段经过大片高土壤电阻率的多年冻土地区,给变电站及输电线路杆塔等电力系统接地设计施工带来了前所未有的挑战。为了更好的降低接地电阻,笔者提出了适合该地区使用的新型接地装置———降阻模块。该模块具有较小的自身电阻,通过与土壤良好接触、增加等效半径等方式降低了接触电阻与散流电阻。为了进一步提高其降阻能力,在格拉段可采用换土等措施。根据铁路沿线接地网情况,给出了不同情况下接地模块接地电阻的计算公式,并分析了降阻模块个数变化对接地网利用系数的影响和利用系数的变化规律。通过模拟及现场实验表明,该降阻模块具有施工方便,散流特性好,降阻能力强等特点,为青藏铁路格拉段接地装置的选用提供了新的选择。     

地铁列车轴箱轴承电流测试与接地方式优化

在分析轴箱轴承电流产生的基础上,对地铁列车直接接地和串联电阻接地2种方式下的轴承电流分布进行测试,其中,直接接地方式下车体与转向架、转向架与轴端直接通过保护接地线连接,串联电阻接地方式下车体与转向架直接通过保护接地线连接,车体与轴端保护接地线间串联50 mΩ的电阻。对实测数据的分析发现,2种接地方式下全车的轴承电流与牵引电流均呈线性正相关,且串联电阻接地方式下二者的相关性更明显,但牵引电流并非影响轴承电流的唯一因素,串联电阻接地方式对轴承电流的抑制效果不佳。由此,提出动车车体经串联电阻接地、拖车车体直接接地的新型接地方式,在建立并验证轴承电流仿真模型准确性的基础上,对新型接地方式的有效性进行验证。结果表明:与原有2种接地方式相比,新型接地方式在大幅降低动车轴承电流的同时,不会升高拖车轴承电流;比较直接接地方式,新型接地方式下全车轴承电流均有明显的下降,抑制比例达30%以上。     

牵引变电站接地网故障诊断方法研究

随着高速铁路的发展,牵引变电站接地网规模不断扩大,接地网诊断模型逐渐复杂,传统的优化算法在诊断接地网时,易出现局部最优,不收敛等问题。文章主要详细介绍现代算法中的遗传算法和粒子群算法,并对这2种算法与传统优化算法在接地网故障诊断中的应用进行比较和分析。通过分析牵引变电站接地网的工作特点及其腐蚀故障原因,在普通接地网腐蚀故障诊断方程的基础上,建立了牵引变电站接地网腐蚀故障诊断方程。结果表明:现代优化算法较好地解决了传统优化算法易出现局部最优,不收敛等问题,可以诊断出接地网腐蚀甚至断裂的故障支路位置和故障程度,提高了牵引变电站接地网腐蚀故障诊断的精度。     

高速动车组工作接地电流试验研究

基于现场试验,在高速动车组以时速300km的牵引功率运行前提下,对动车组牵引变压器接地端设置两路工作接地和三路工作接地2种情况下的工作接地电流进行对比测试,分析工作接地电流的变化趋势及变化原因。在牵引变压器接地端设置两路工作接地时,在工作接地变化的一个周期内,各路工作接地电流幅值的变化区间为90~210A,每路工作接地呈现同等的泄流能力;设置三路工作接地时,各路工作接地电流幅值的变化区间分别为90~190A、100~170A和20~75A,每路工作接地的泄流能力不同。分析结论为进一步优化动车组的工作接地方式提供参考。     

新型能馈式牵引供电系统短路仿真

建立新型能馈式牵引供电系统的仿真模型,分别对牵引网直流侧近端短路和远端短路、交流侧两相相间短路进行仿真,对短路时电压电流的动态特性进行分析,提出给直流侧支撑电容串电阻来限制短路冲击电流的方法,并通过仿真进行验证,为新型能馈式牵引供电系统的保护特性选择以及牵引变电站容量和参数的设计提供参考依据.     

BT型接地装置在梅花山牵引变电所接地电阻处理中的应用

牵引变电所接地电阻达标与否直接关系到供用电设备的安全稳定运行及周边居民的生命、财产安全，而长期以来山区变电站接地降阻问题一直是行业中的一大难题。本文介绍了通过对新型降阻材料的应用和精心设计组织，成功解决了梅花山牵引变电所接地电阻严重超标问题。并为今后工作提出了建议。     

武广客运专线牵引网载流能力确定

高速客运专线牵引负荷特征较普速铁路有很大变化,在供电能力的诸多因素中,牵引网载流能力已经成为主要控制因素。文中结合牵引网导线的结构、材质、运行环境等,从热传导理论出发,分析、推导了牵引网导线载流能力计算的公式和方法,得出了牵引网各导线在不同工作温度下的载流能力数值。并针对武广客运专线采用AT供电方式,对AT供电方式牵引网各导线的电流分配系数进行了计算。最后,结合牵引网各导线载流能力和导线电流分配系数计算结果,确定了武广客运专线牵引网载流能力,解决了这一难题。     

AT牵引网贯通地线电位及电流分析

针对高速铁路高架桥区段贯通地线和信号电缆同沟敷设问题,采用计及接地电阻的贯通地线分段处理方法,结合现有模型建立全并联AT牵引网10导体传输线模型。分析了全并联AT牵引网正常以及TR短路故障情况下贯通地线电位和电流分布情况,对研究贯通地线与同沟敷设的信号电缆之间产生的电磁耦合影响具有一定的参考价值。     

小电阻接地装置在高速铁路电力系统中的应用

正电力配电系统中性点的运行方式有中性点不接地、中性点经消弧线圈或电阻接地、中性点直接接地3种形式。中性点不接地和经消弧线圈或经高电阻接地的系统通常称小接地电流系统;中性点直接接地或经小电阻接地系统称为大接地电流系统。新建成都—都江堰铁路电力工程采用了配电所调压器中性点经过小电阻接地系统进行接地。     

对高土壤电阻率地区牵引变电所接地技术的分析

从接地的实质出发,论述短路电流是接地电阻的控制因素。从土壤湿度、土壤温度、土壤结构类型等3个方面分析土壤电阻率对接地电阻的影响,提出高土壤电阻率地区变电所降阻措施,以及接地网设计的一些方法。     

客运专线牵引供电系统电气特性的仿真研究

采用建模仿真的分析方法,以甬台温客运专线某一供电臂为原型,根据客运专线牵引供电系统的结构特点建立仿真模型。仿真分析了牵引网短路故障情况下,变电所测得的牵引网阻抗,并分析综合接地对牵引供电系统阻抗特性的影响;还仿真分析了在正常运行情况下,牵引网的电流分配关系。     

跨越垂直双层土壤的变电站地网接地电阻简易计算公式

为有效降低接地电阻,我国西部地区的变电站地网常跨越垂直双层土壤。为导出便于工程使用的跨越垂直双层土壤的变电站地网接地电阻计算公式,将跨越垂直双层土壤的变电站地网分解成2个独立地网,其接地电阻视为这2个独立地网接地电阻的并联电阻;根据镜像法原理将分解后的独立地网镜像等效为同层均匀土壤地网,然后运用DL/T 621—1997标准和IEEE std80—1986标准推荐的同层均匀土壤地网的接地电阻计算公式以及并联电路原理,推导出跨越垂直双层土壤的变电站地网接地电阻简易计算公式。算例计算结果表明,推导所得简易计算公式的精度能够满足工程设计的要求。     

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。     

高速列车接地系统对车体电流及过电压分布的影响分析

高速列车独特的轮轨耦合移动接地系统在其行车安全方面起到关键作用,不合理的接地设置无法有效降低车体暂态过电压幅值,会造成设备绝缘击穿,同时,窜入车体的环流会恶化车载设备、轴承的电磁环境,车载设备与人员安全也需要得到充分保障。因此,对高速列车的移动接地系统性能研究,需要兼顾接地电流与车体过电压两项重要指标进行优化改进,服务于提升动车组长期的服役性能。以吸上线区间和电分相区间的“车-所-网”供电和回流系统为例,对动车组车载设备进行参数测量,对“车-所-网”供电系统进行等值计算。基于车载关键设备的实测阻抗参数,构建“车-轨-网”牵引供电系统的等效电路模型,研究车载牵引供电系统高压侧操作过电压特性以及车体过电压的传播规律,解析列车接地系统对车轨环流及车体过电压分布的影响机制,并结合接地回流及车体过电压两方面指标,对比不同接地阻抗参数及布局方式对车体过电压与车轨环流的影响规律。最终,获得一套基于调整电阻、电感以及接地方式的平衡了电压与电流的优化方案。