基于Gauss-Seidel法的城市轨道交通直流牵引供电系统稳态短路计算方法

城市轨道交通直流牵引供电系统短路电流难以精确求解。基于多折线整流机组外部特性曲线,对24脉波整流机组等效模型进行改进。考虑全线牵引所以及过渡电阻,构建等值电路模型,并建立其网孔电流方程。为得到各牵引所整流机组的工作区间和稳态短路电流,提出一种基于Gauss-Seidel迭代法的求解算法,并采用MFC程序实现。最后选取西安地铁3号线部分区间为算例,计算出稳态短路电流,验证了算法的有效性。     

基于双端电气量的高速铁路故障测距方法研究

在牵引网分段供电技术基础上,提出基于双端电气量的高速铁路牵引网故障测距方法。采用广义对称分量法,通过建立牵引网复合序网模型,分析短路阻抗特性,绘制出AT牵引网测量阻抗特性曲线,给出故障测距算法与实现流程。仿真结果表明,与既有方案相比,该测距方法有效且测距精度高,为现有高速铁路牵引网故障测距提供了新途径。     

在故障测距中应用故障分量电流的阻抗法研究

阐述了在高压输电线中利用故障电流分量消除过渡电阻影响的阻抗测距原理及将其用于牵引网馈线故障测距的计算,采用该方法可以极大提高牵引网故障测距的测量精度。     

城市轨道交通双边供电系统牵引网故障测距研究

针对电抗法应用于双边供电系统牵引网故障测距不准的问题，基于双边供电牵引网的故障电气耦合特性，揭示故障位置与双端电气量之间的映射关系，提出一种精确的故障测距算法。以广州地铁18号线牵引供电系统为例，通过MATLAB仿真综合比较本文所提双端电气量故障测距算法、传统电抗法、单/双端行波测距算法的测距精度，验证了双端电气量故障测距算法的正确性及应用于各种故障场景的精确性。     

基于双边供电时直流牵引网的故障测距方法

针对直流牵引网上下行接触网并联,短路后接触网间产生的短路电流环流特点,利用求解微分方程的方法实现故障测距。在PSCAD环境下搭建直流牵引供电系统模型进行仿真,并在实验室进行模拟短路试验,同时在地铁现场进行短路试验,使用短路电流数据对本文所提出的故障测距算法进行了验证,结果表明,该故障测距算法精度较高,不受故障点过渡电阻的影响。     

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。     

复线电气化铁路直供牵引网精确故障测距研究

针对含有较长供电线的牵引网现有故障测距方法精度不高问题,通过对复线电气化铁路牵引网等效模型进行计算,在传统牵引网故障测距方法基础上引入供电线与接触网等效阻抗比这一参数,提出了修正后上下行电流比测距法和修正后分段线性电抗测距法,有效解决了复线电气化铁路直供牵引网的精确故障测距问题,修正后的分段线性电抗法为复线牵引网电抗值...     

直流牵引网稳态短路电流计算

城市轨道交通短路故障的分析与计算是提高牵引供电系统安全运行能力及相关保护与控制技术的基础。首先建立精确的直流牵引供电系统模型,将整流机组等效成带内阻的电压源,建立等效模型并利用整流机组的外特性计算稳态短路电流。     

基于管状导体模型钢轨高频频变参数计算

牵引供电系统中,钢轨等输电线路电感和电阻随频率发生变化,存在参数频变现象,会导致故障行波在钢轨传播过程中产生色散现象。为研究故障行波在钢轨传播过程中的色散特性提供基础数据,针对钢轨频变参数计算展开研究。根据现有等效管状导体模型,提出一种针对高频行波计算钢轨频变参数的简化管状导体数学模型,给出该模型计算过程中所需各参数确定方法,并利用该简化模型对P50钢轨进行实例计算。计算结果表明,钢轨参数频变现象较为明显,计算模型对于后续研究牵引供电系统行波故障测距中行波色散问题可提供基础数据参考。     

高速铁路全并联AT牵引网端口阻抗特性研究

阻抗特性是全并联AT牵引网距离保护和故障测距的研究基础。为得到全并联AT牵引网端口阻抗特性,计及AT和牵引变压器漏抗,推导各端口阻抗表达式,分析各端口阻抗的差异,进而揭示过渡电阻、变压器参数对端口阻抗的影响规律。理论分析和仿真结果表明,各端口阻抗具有相同的变化趋势和相近的数值;各端口阻抗受过渡电阻影响相同且仅有电阻受影响;各端口阻抗都受到变压器漏抗影响,非故障端口阻抗在线路首端受变压器漏抗影响显著,故障端口阻抗在线路首端受变压器漏抗影响最小。     

考虑管状导体模型和轨中电流的钢轨电位计算

在直流牵引供电系统中普遍存在钢轨电位过高的问题,而现有钢轨电位计算仅考虑钢轨直流电阻模型,但是轨中电流包含大量1～50Hz和部分6倍频成份.将钢轨等效为管状导体模型,通过实测典型频率下的钢轨内阻抗,拟合确定P60钢轨等效管状导体参数;建立钢轨-地分布式参数模型,提出在多个牵引变电所、多车的复杂工况下考虑钢轨等效管状导体...     

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。     

对整流机组联调试验若干问题的分析

阐述了整流机组联调试验直流空载电压过高的原因;分析了导致不带平衡电抗器的整流机组直流负载拐点电流超出许可范围的成因;叙述了联调试验求得的额定直流电压调整率值过高是因为试验电流未超过拐点电流,介绍了采用降低网压求取额定直流电压调整率的等效试验法;结合试验数据,说明了压仓电阻的主要作用。     

基于PSCAD的高速铁路全并联AT牵引供电系统短路故障仿真计算研究

以长昆高速铁路邓家山变电所至廖家田分区所供电区间为研究对象,根据实际接线方式、系统参数进行等效计算,利用PSCAD/EMTDC元件库元件搭建模型,设置相关参数,搭建全并联AT高速铁路牵引供电系统仿真模型,以实现对变电所及牵引网各种短路故障的仿真计算。以实际短路试验为例进行仿真,仿真计算数据与实测数据比对结果表明,基于PSCAD/EMTDC建立的全并联AT牵引供电系统仿真模型能够准确地模拟实际供电系统不同故障情况下短路电流的大小及短路电流的分布情况。利用该仿真计算结果,根据"横联线电流比"故障测距法进行故障定位计算。结果表明:数据满足故障测距要求,该模型能够为今后深入研究高铁牵引供电系统的故障及保护设备的运行等提供科学依据。     

城市轨道交通牵引供电整流机组的技术探讨

城市轨道交通牵引供电系统由牵引变电所和牵引网组成,牵引变电所的主要设备是整流机组,整流机组由牵引变压器与整流器组成。整流机组网侧谐波电流是电力系统主要的谐波源之一。为减少谐波电流对城市电网的影响,我国城市轨道交通牵引供电广泛使用24脉波直流电源。具体探讨与研究了24脉波整流机组作用、结构、整流原理和保护。     

直接带回流线供电方式的牵引网综合载流能力计算研究

针对采用直接带回流线供电方式的牵引供电系统,提出一种牵引网综合载流能力计算方法。从牵引网单导体入手,基于热力学理论建立电流通过导体时满足的热平衡方程,并分析方程中涉及的各热量有效计算方法,最终获得单导体载流量计算式。结合牵引网系统各导体空间位置关系和导体基础电气参数等,基于多导体回路法得到各导体电流分配系数。按各导体载流量除以相应的电流分配系数得到对应各导体载流能力,获得牵引网综合载流能力。所述方法在计算牵引网导体载流量时结合牵引供电系统实际情况,推导牵引网各导体载流能力时考虑了牵引网中传输导体及回流导体构成的实际回路,计及了各回路自感及互感的相互影响。     

基于多导体回路法的牵引网电气参数计算研究

提出一种基于多导体回路法的牵引网阻抗计算方法,该方法不仅考虑了实际参与传输和回流的导体,还计及了大地回流。将包括大地在内的牵引网系统中导体按传输和回流功能进行分类,由参与传输和回流的不同导体构建回路,并求取由各回路自阻抗和互阻抗构成的阻抗矩阵,推导各回路电流分配系数和系统综合阻抗;考虑实际牵引网存在架空回流情况,分析大地对架空导体回路的影响,即将架空导体回路法、简化Carson公式及Dubanton公式计算的阻抗进行对比,结果表明大地的影响较小,可以忽略不计。针对渝黔铁路,对比分析多导体回路法和经典Carson理论推导的单位长度牵引网综合阻抗;结合渝利线丰石实际线路的短路试验进一步验证了多导体回路法开展电气化铁路计算和分析的有效性。本文提出的方法能对牵引供电系统进行较好的描述,较为精确计算牵引网综合阻抗,具有一定合理性和工程实用性。     

基于多折线外特性模型的直流牵引供电系统稳态短路计算

直流牵引供电网络故障分析对城市轨道交通牵引供电系统设计有着重要的作用.针对整流机组,采用多段折线的外特性模型,使用变化理想电压源、内阻的戴维南等效电路模拟,并通过迭代的方法确定短路时的工作区间.建立了包括杂散电流收集网在内的供电系统仿真模型,可较准确地仿真短路时各整流机组负荷以及接触网、钢轨与杂散电流收集网电位等的变化情况.     

行波法故障测距在不同类型接触网中适应性研究

牵引供电系统作为列车的动力来源，其稳定性至关重要。随着接触网结构越来越复杂，牵引供电系统故障测距难度也越来越高。本文从传统故障测距原理出发，引入行波法故障测距，对比行波法与传统阻抗法，行波法故障测距具有良好的适应性与稳定的测距精度，是未来接触网故障测距主要发展方向。     

重载条件下牵引电流对桥梁区间信号电缆的影响研究

以重载铁路的信号电缆烧损故障为研究背景,研究AT供电方式和贯通地线的条件下牵引电流在信号电缆中的分布以及桥梁因素对其影响。首先,利用连续性微分方程和离散的节点方程对钢轨电流进行仿真计算和对比,并对重载条件下牵引电流分布模型中的关键阻抗参数进行计算。然后,建立AT供电方式和贯通地线条件下复线铁路全并联牵引供电系统的节点模型,给出不同牵引回流路径中的电流分配比例。研究桥梁因素对电流分配的影响,得出信号电缆双端接地时电缆外铠装和护套中的传导性电流。现场实际测试结果证明,实际电流分配与仿真结果基本一致。本综合模型可为分析牵引电流对电缆产生干扰的机理提供参考。