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。     

客运专线电气化的技术特点

为适应客运专线列车负荷大、密度大、速度高以及大运量旅客运输的特点,牵引供电系统的牵引供电方式、外部电源电压、牵引变压器接线;变电所的设备集成化、无人值班、安全监控、接触网的弓网关系、悬挂方式、接触线线材选择、综合接地等技术问题与既有线路有不同的解决方案.     

牵引供电系统末端网压稳定技术研究

网压稳定性是保障牵引供电系统安全,保证线路运输能力的重要因素。公共电网电压波动、区间负荷不稳定、机车运行位置持续变化等多重因素的叠加,导致牵引网电压变化频繁且幅度大,线路末端的网压波动更为急剧。本文深入分析了牵引供电末端网压波动机理,探讨了稳压装置的最佳安装位置,基于对各种稳压方案的全面对比,确定了铁路功率调节器方案为最优方案,并研究了其稳压效果和现场运行策略。该方案可稳定双边变电所馈线末端电压,且占地更小、性能更优,具有一定优越性。     

加强线并联点的设置对牵引供电能力的影响

基于平行多导线原理利用Matlab/Simulink建立牵引供电系统仿真模型,仿真分析加强线对牵引网短路阻抗、接触网载流能力以及牵引网电压水平的作用,得出了加强线与接触网不同的并联距离对牵引供电能力产生影响的结论,对工程设计具有一定借鉴作用。     

略论牵引动力交流传动对电气化铁路供电系统的影响

分析了牵引动力的交流传动新技术对牵引供电系统的影响。指出牵引动力采用交流传动后,由于它有功率因数高,谐波电流小,再生制动功率大的特点,可增加供电网的供电能力,在同样牵引负荷条件下,可以增加供电臂的长度,减少变电所设置的数量。同时牵引变电所内的功率因数补偿装置和滤波器的容量可大大降低,甚至可以考虑不设置功率因数补偿装置和滤波器。再生制动的应用则可进一步减少牵引变电所的安装容量和供电网的能耗。因此采用交流传动后可以减少电力牵引供电系统的投资并大大降低线路的运行费用。提出了在新型牵引动力条件下,对原有的牵引供电系统设计规范进行修订的必要性。     

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。     

牵引变压器轨地回流线的串联电容补偿

本文主要讨论了YN，d11牵引变压器的轨地回流线上设置串联电容补偿装置，重点介绍这种电压补偿方式的工作原理，基本参数计算以及主接线形式。论述YN，d11牵引变压器的轨地回流线上设置的串联电容补偿装置能很好地跟随牵引负荷变化实施电压补偿，对左右2个供电臂均具有良好的电压补偿性能，是一种调整牵引网电压水平的有效方法。     

建立在信号系统上的牵引供电实时模拟系统

一个建立在信号系统之上的多车运行实时模拟系统可以优化和确定列车最小运行间隔,在预定的时刻表、发车间隔、线路条件、列车性质下,对全线的列车运行情况进行虚拟仿真模拟;同时在该系统中嵌入供电模块,可以实时再现列车、牵引网、供电臂、变电所的电压及电流情况,并就网压变化对列车运行的影响进行模拟分析。因此,该系统将成为铁路运营及牵引供电系统设计有利的计算机辅助设计工具。     

客运专线牵引供电系统谐波通用模型研究

建立了牵引供电系统中各元件的谐波模型。基于牵引变电所端口电气量通用变换关系,得到不同相序和不同牵引变压器接线形式下的牵引供电系统通用谐波等值电路。通过链式结构将牵引网、电力机车、变电所和电网统一起来进行谐波计算,从而得到电网侧各相谐波电压大小及畸变率。对比仿真结果与实测数据表明,本文所建立的牵引供电系统谐波数学模型具有...     

宝成线扩能马角坝牵引变电所综合补偿方案研究

研究目的:随着铁路运量的增长,实际运行中会出现牵引网电压低于电力机车最低允许电压的情况。因此,改善牵引网电压,在电气化铁路的设计中是一项重要课题。目前改善供电臂电压水平的措施有:提高牵引变电所牵引侧母线电压、采用串联电容补偿装置、采用并联补偿装置、采用载流承力索或加强线等。研究结论:本文分析了改善牵引网电压的几种方法及其工作原理,针对宝成线这种山区铁路的运量大、铁路沿线电力系统电源薄弱的特点,通过对宝成线马角坝牵引变电所的牵引供电方案的研究和供电理论计算,最终得出在马角坝牵引变电所的馈线侧同时安装串联补偿装置和动态无功补偿装置,提高了马角坝牵引变电所供电臂的电压水平,从而使牵引网末端其电压达到20 kV。     

广州地铁电力监控系统

1系统概述 广州地铁1号线全长18.48 km,全线共有16个车站,1个车辆段;其供电系统的主供电源为交流110 kV/33 kV,牵引电压为直流1 500V.各牵引站由交流33 kV环网供电,降压变电所为动力、照明、信号等提供电源.电力监控系统将对下列各变电所的供电设备及接触网电动隔离开关设备的运行状态,进行监视控制和数据采集.     

组合式牵引变压器和配电变压器的探讨

新交通系统等的牵引降压混合变电所,配置的配电变压器容量一般很小,如果按常规思路设计牵引降压混合变电所是一种浪费。提出一种组合变压器设计思路,可大量减少断路器柜的配置,从而节省变电所的建设成本。     

复线AT牵引网上下行反相供电新方式

我国常规的复线AT牵引网结线方式为上下行并联供电。所谓上下行反相供电,是指上下行线馈线供电电压有180。相位差,即上行T线与下行F线并联,而上行F线则与下行T线并联。这种供电方式对AT牵引网技术经济指标可产生重大影响。本文对反相供电的特性进行了全面分析,对其可行性进行了评估.     

一种考虑山区路段牵引网电压波动及谐波治理的车载储能型解决方案

针对高速铁路山区路段列车运行特性导致的牵引网电压出现抬升与降落及网侧谐波含量较高易引起牵引网谐振过电压的问题,提出一种基于车载储能系统的解决方案.首先提出考虑牵引网电压波动的车载储能系统拓扑,并根据储能系统SOC及列车实时功率对储能系统的工作状态进行划分.其次研究山区路段列车行车致使牵引网电压波动的机理,在此基础上分析储能系统对牵引网电压的补偿原理.进一步研究了基于车载储能系统的牵引网谐波电流治理方案,并根据控制目标研究储能系统中四象限变流器及双向DC/DC的控制策略.通过多工况下仿真测试,验证了所提拓扑及控制策略在山区路段出现的因列车运行特性引起的牵引网电压波动及牵引网谐波电流引起谐振过电压的治理效果.仿真结果表明,本文所提方案能有效抑制因列车工况引起的山区路段牵引网电压波动,并改善牵引网侧谐波电流,抑制谐振过电压的发生.     

城市轨道交通飞轮储能系统控制策略研究

为了解决城轨列车频繁牵引、制动造成的网压波动和能量浪费问题,针对应用于城市轨道交通的飞轮储能系统,提出一种基于牵引网直流侧电压的充放电控制策略,采用均速控制方法调节飞轮阵列因工艺与环境不同造成的转速差异,并在现有控制策略的基础上提出空载网压辨识算法,确保飞轮在中压环网电压波动时仍能正确动作。最后以北京地铁房山线为例,对含飞轮储能系统的牵引供电系统进行建模和仿真分析,并在牵引变电所接入飞轮储能装置进行现场实验。研究结果表明：接入飞轮后,牵引网压峰谷差值降低了33.2%,牵引变电所输出能量减少了23%,验证了控制策略的可行性和飞轮储能系统的稳压节能效果,为飞轮储能系统在城市轨道交通领域的进一步应用提供参考和借鉴。     

基于变电所自动化系统的互感器断线检测

牵引变电所电压，电流互感器时常发生断线故障，直接影响继电保护的正确动作和测量表计的正常指示，危及牵引供电系统的安全运行，由于牵引供电系统的特殊性，电力系统相对成熟的检测方法在牵引供电系统可能不适用，本文基于牵引变电所综合自动化系统的硬件平台和冗余信息，提出了在变电所监控主机或调度端实现的电压，电流互感器断线故障检测方法与实现流程。     

10kV信号电源取自牵引网造成电压质量降低的原因及解决方法

目前,我国电气化铁路部分区段采用“二合一”的模式,即牵引网与10 kV信号网合一,在变电所采用牵引变电所与10kV配电所合二为一;同时,10 kV采用两路电源供电,一路电源由牵引网55 kV或27.5 kV经动力变变为10 kV供给配电电源;另一路则由地方35 kV变电站供给10 kV电源,所内经过断路器、母线再分别给自闭、贯通线及站场设备供电。就引自牵引网的电源即由动力变供给的电源质量不稳定问题提出建议及解决方法。     

地铁牵引供电直流设备框架保护系统改进

在地铁牵引供电系统实际运行中，直流设备框架保护经常发生误动作，导致直流设备跳闸，中断列车供电，对地铁运营造成极大影响。介绍既有牵引供电直流设备框架保护方案和工作原理，结合牵引供电系统实际运行和维护经验，提出直流设备框架保护改进措施。对北京地铁6号线某变电所直流设备框架保护系统实施改造。改造后，牵引供电系统未出现直流设备框架保护错误动作，保障了直流设备框架保护的选择性和可靠性，减少对列车运行的影响。     

电气化铁路末端串联补偿牵引网继电保护研究

分析复线单边供电方式下牵引网末端串联补偿引起的继电保护死区以及无选择性动作等问题,基于末端串联补偿牵引网的阻抗特性,提出变电所馈线阻抗保护的整定计算方法和分区所偏移叠加阻抗保护特性,分析末端串联补偿过电压保护装置作用下牵引网继电保护配合策略,实现末端串联补偿牵引网继电保护的合理配合关系,使设有末端串联补偿的牵引网继电保护配合关系以及选择性、速动性、可靠性与无补偿牵引网相同,解决电气化铁路牵引网末端串联补偿工程应用遇到的问题。     

城市轨道交通直流自耦变压器牵引供电系统

现有城市轨道交通直流牵引供电系统普遍采用走行轨回流,存在危害性很大的长时间迷流,且防不胜防。提出一种新的直流牵引供电系统,即直流自耦变压器(DCAT)牵引供电系统,能很好地解决轨道电位和迷流问题。以传统的直流牵引供电系统为基础,增加由电力电子开关和直流电容器构成的DCAT及回流线,构成DCAT牵引供电系统。分析表明,DCAT牵引供电系统不仅能解决轨道电位和迷流,还可兼作储能装置,将列车再生制动时的能量回收再利用,同时,在线路绝缘耐压和车辆供电电压不作任何改动的情况下,DCAT牵引供电系统牵引网的电压是传统直流牵引供电系统牵引网电压的2倍,可大大减少线路的电压损失和线路损耗,从而进一步提高能源利用效率。