牵引变电所过电压问题研究

研究目的:过电压是造成电网绝缘损坏的主要原因,也是选择电气设备绝缘强度的决定性因素。如何防护过电压对变电所设备造成的影响非常重要。研究方法:本文首先对电气化铁道牵引变电所的过电压问题进行了总结和分类,并对各种过电压的防护进行了详细的分析说明;作为重点,结合算例对操作过电压的计算公式进行了详尽的推导和说明。研究结论:过电压问题是关系到电器设备安全的重要问题,牵引变电所的过电压问题同电力系统变电所的过电压问题基本相同,但是,由于牵引变压器接线方式、负荷特点、运行条件等与电力系统差别很大,在具体应用中应区别对待。     

抗雷线圈在变电所馈线防雷中的作用研究

雷电波侵入是牵引变电所主要的雷害方式,牵引变电所馈线侧抗雷线圈与避雷器的组合方式不同,对馈线侧设备雷电过电压的影响不同。拟通过仿真分析,探明抗雷线圈安装方式及参数对变电所馈线侧雷电过电压的影响规律,明确抗雷线圈的防护效果,对设计提出建议。首先,通过电磁暂态仿真软件建立变电所馈线侧模型,分馈线侧架设抗雷线圈和不架设抗雷线圈两种情况进行研究;仿真得到雷电侵入变电所时,两种情况下变电所设备的过电压波形;通过比较分析过电压波形的差异,得到不同情况下抗雷线圈的防雷效果。     

地铁主变电所电抗器操作过电压问题分析及解决方案

在成都地铁1号线主变电所无功补偿工程中,当真空断路器切电抗器时有爆鸣声响和弧光的现象.分析了产生过电压的原因,比较了不同过电压保护装置的优缺点.工程实践证明,采用阻容吸收器进行过电压抑制效果良好.目前,在成都地铁线中,主变电所需要切电抗器均优先采用阻容吸收器.     

断电过电分相的过电压暂态过程分析

针对电力机车/动车组断电通过关节式电分相装置时仍产生过电压,分析了击穿放电间隙造成变电所跳闸事件的故障机理.介绍通过暂态求解得出过电压幅值的计算公式,确定其性质为合闸过电压和谐振过电压.     

关节式电分相过电压试验研究

武威南-嘉峪关电气化线路采用关节式电分相结构,运行中分相处多次发生过电压,击穿车顶绝缘,引起变电所跳闸.本文结合试验统计结果,初步分析了电分相过电压的特征和原因,并提出了改进的建议.     

基于概率的机车过分相过电压仿真实测及其机理研究

分析了不同变压器接线方式下所产生的两供电臂电压相位差对关节式过分相感应电压大小的影响;并通过仿真模拟机车进入和离开中性段时所产生的操作过电压;中性段上可能由于操作过电压激发铁磁谐振,铁磁谐振情况下右侧供电臂通过受电弓接入中性段所产生的操作过电压是造成放电间隙击穿的主要原因;用实测和仿真结果证实了分析结果。指出通过装设谐振抑制装置可以将操作过电压限制在可接受范围内,避免引起变电所跳闸。     

金属氧化物避雷器对牵引网谐波过电压的响应分析

电气化铁路牵引网谐波过电压可以达到很高数值。以实测的牵引母线电压为数据源,仿真分析变电所避雷器和机车避雷器在该过电压激励下的电流响应和热量累积效应,以采取相应措施有效避免避雷器故障,保障供电设备运行安全。     

电力机车过分相过电压抑制新方法

针对电力机车过分相时导致变电所跳闸、电弧烧损接触线等问题,建立过分相过程的高阶等值电路,理论分析影响过电压的因素,得出机车过电分相的时刻是引起过电压的决定性因素,高压互感器的饱和引起铁磁谐振过电压是造成设备绝缘击穿和保护装置误动作的主要原因。提出了利用自动过分相装置的强迫信号、机车速度与接触线的电压相位信号来控制电力机车达到过电分相的时刻来抑制过电压产生的新方法,实现无过电压通过分相。利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对过分相过程及抑制方法进行仿真验证。仿真结果表明,新的控制方法可以有效地控制电力机车过分相过电压低于50kV,提高了机车运行的安全稳定性。     

津滨轻轨架空接触网雷害防治研究

研究目的:城市轨道架空接触网雷电过电压危害日益突出,其供电系统架空接触网是无备用设备,雷击损坏设备时将直接影响运营安全。津滨轻轨工程是架空接触网遭受雷害最为严重的城市轨道交通工程之一,根据津滨线接触网的具体情况建立相应的数学模型,利用软件对接触网雷电闪络特性进行分析,改进津滨轻轨接触网既有防雷措施,提高其抗雷电灾害的能力,同时研制适用于城市轨道交通接触网的专用避雷器。研究结论:(1)城市轨道交通供电系统采取雷电过电压防护措施有效降低了雷击过电压条件下架空绝缘子击穿闪络破损概率,降低了变电所雷击跳闸概率,达到了牵引供电系统可靠性要求,满足了运营安全性的要求;(2)国内工程中对绝缘子没有防护措施,避雷器不能防止反击跳闸,因此造成了严重的事故损失;(3)由于架空接触网绝缘子耐雷水平过低,因此并联安装带间隙金属氧化物避雷器是防止绝缘子雷击损坏的有效措施;(4)接触网钢支柱应接地,接触网系统应架设架空地线,并应尽可能靠近带电导线,但不需特别抬高;(5)变电所应采取相应措施进行雷电过电压防护;(6)本文研究成果可以应用在城市轨道交通领域。     

电气化铁道牵引系统的绝缘、过电压保护和绝缘配合

针对电气化铁道牵引系统的内过电压水平，在利用EMTP程序对AT，BT和直供3种供电方式和变电所无功补偿装置，电力机车内过电压水平进行模拟计算，以及对部分线路，电力机车的内过电压水平进行校验测试，可以得出在采用氧化锌避雷器作为限制内为电压水平的措施后，电气化铁道牵引系统的内过电压水平在2．5倍以下的结论，因此，依据2．5倍系统最高工作电压选择系统内设备的绝缘水平对设备的安全运行是有可靠保障的。研究结果还表明，污秽条件下的设备绝缘水平必须依照相关的技术标准要求确定，并且相关设备之间应该有统一的界面。文章着重对目前电力机车车顶绝缘频繁污闪进行了研究，指出主要原因是车顶绝缘与接触网绝缘配合不当，绝缘水平偏低，缺乏相应的标准所至，并且提出了解决的方法。     

牵引变电所接地电阻值探讨

通过对牵引变电所接地电阻、反击过电压、接触电势、跨步电势等原理及相互关系的分析，认为现行设计规范规定的接地电阻值偏于保守，工程设计中变电所可根据具体情况，在采取一定的技术措施并校验接触电势、跨步电势合格后适当提高接地电阻值，以节约工程投资．     

牵引变电所接地电阻值探讨

通过对牵引变电所接地电阻、反击过电压、接触电势、跨步电势等原理及相互关系的分析，认为现行设计规范的接地电阻值偏于保守，工程设计中变电所可根据具体情况，在采取一定的技术措施并校验接触电势、跨步电势合格后适当提高接地电阻值，以节约工程投资．     

选择电压互感器减少系统谐振过电压

在10kv中性点不接地系统中，常出现铁磁谐振过电压故障。造成电压互感器烧毁、高压熔丝熔断、避雷器爆炸、虚幻接地等事故，直接危及供电安全。如锦州铁路分局管内的某材料厂变电所，运行不到2年时间共发生17次高压熔丝熔断故障，直接影响计量和生产，造成一定的经济损失。对此问题作了现场调查分析。     

提高单一主变电所供电可靠性的方案探讨

轨道交通线路单一主变电所供电可靠性问题一直是供电系统一个重要问题,通过对几种提高单一主变电所供电可靠性方案的分析,提出了一些改进措施,并给出了提高单一主变电所自身供电可靠性的建议方案。     

阻容过电压吸收装置在地铁供电系统的应用分析

真空断路器分断空载变压器时产生的操作过电压在地铁供电系统中多次出现,既有常规设计中的过电压防护方案已不能满足现场供电运营要求。本文对真空断路器分断时产生的过电压进行理论分析,得出该过电压的特征;简要论述避雷器及阻容过电压吸收装置的工作机理,研究了变压器35kV侧设置避雷器或阻容过电压吸收装置以抑制操作过电压的效果。仿真表明,避雷器无法有效抑制过电压陡度及频率;阻容过电压吸收装置可以改变振荡回路总电容,有效降低过电压的陡度和频率,抑制断路器的截流过电压和重燃过电压。为方便选型,给出了阻容过电压吸收装置主要元器件参数。     

大包线机车过关节式电分相过电压测试及分析

大包线自开通运营以来,频繁发生过电压引起HXD型电力机车惩罚制动。对大包线过电压进行现场测试及分析,结果表明过电压与中性段对地等效电容中储存的电磁能量有关,电力机车通过电分相时等值电路在结构上也会发生大的变化,在此暂态过程中形成高阶振荡电路产生了过电压。通过对测试的过电压波形进行频谱分析,可以排除高次谐波谐振过电压的原因。过电压的产生和机车型号无关,只是由于不同型号的电力机车采用了不同的过电压保护措施,机车过分相过电压时才显现不同的故障现象。氧化锌避雷器和RC过电压吸收装置能够有效地抑制电力机车通过关节式电分相时产生的过电压。     

风力发电变流器的IGBT关断过电压抑制研究

IGBT关断过电压抑制是变流器中一个重要的研究课题。文章对比分析了各种关断过电压抑制方法的优缺点,得出有源箝位是抑制关断过电压最优方式的基本结论,同时设计并试验了一种用于风力发电变流器的带有源箝位功能的栅极驱动器。结果表明,该驱动器可将IGBT的关断过电压限制在一定的范围内,完全满足风电变流器的应用要求。     

特高压输电线路工频过电压抑制的研究简

主要研究了晋东南到荆门的特高压输电线路过电压水平的改善措施。在ATP仿真基础上对单回运行方式下单相接地甩负荷过电压和无故障甩负荷过电压进行了分析,在此基础上提出限制工频过电压的措施。通过EMTP仿真,比较了不同无功补偿点限制工频过电压措施的优缺点,提出了最优限制工频过电压的方案。结果表明,全线路各段选用不同补偿方法的运行方式对过电压抑制起到一定的作用。     

并联补偿装置电抗器过电压保护方案

目前牵引变电所并联补偿装置所设置的各种保护主要是针对电容器的保护,对于电抗器过电压不能起到有效的保护作用.本文通过实测波形分析了电抗器过电压的形成,阐述了谐波对电抗器过电压的影响,提出了通过放电线圈和母线电压合成电抗器电压,从而实现对电抗器过电压进行保护的方案.     

交直交机车谐波特性及其诱发过电压的治理

针对现代铁路大量采用交直交电力机车后,在牵引供电系统中频繁出现的设备绝缘击穿、避雷器爆炸、变电所跳闸、牵引网接触线烧损等问题,利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立分布参数的牵引网模型和变流器-电机联合控制的电力机车模型,研究分析牵引网长度、机车位置与不同谐波阻抗测量点阻频特性的关系;牵引功率和牵引网电压对交直交电力机车谐波特性的影响。基于以上两点总结谐振过电压的分布特点,利用GA算法优化高通滤波器的参数并仿真分析不同安装位置时的谐波电压分布情况,得出在变电所出线安装可使电压畸变率降为0.35%,满足公用电网电能质量3%的指标,且有充足的安全裕量。