重载桥梁区段信号电缆防护牵引电流影响的改造措施

由于重载铁路牵引电流增大,对轨旁信号电缆的干扰也趋于严重,尤其在桥梁区段,甚至出现电缆烧损的情况。在此背景下,首先对大秦线AT供电和贯通地线条件下的接地方案和特点进行概述,系统总结重载条件下信号电缆对牵引电流干扰进行防护的改造措施,包括消除可能引起电弧放电的电位差、对信号电缆和贯通地线进行物理隔离、必要条件下加设地网、对贯通地线进行断线检测、有效防止接触网闪络等现象、信号电缆双端接地宜改为单端接地等。     

高铁牵引电流分布及贯通地线工程配置研究

我国正在规划400 km/h高速铁路,在更高速度下信号系统和接地系统的适应性有待于全面分析和评估。本文结合中国高速铁路背景,关注牵引供电系统中的主要设计参数,对比连续模型与节点模型,针对AT供电复线条件,搭建其参数可变的节点电压模型并进行仿真计算;对贯通地线截面积及其正常条件下的载流量、暂态条件下的熔断电流等特性对牵引电流分布的影响进行研究,并得出TJ-70型贯通地线能满足400 km/h条件下绝大部分情况泄流要求的结论。     

牵引电流对桥梁区段信号电缆的电磁串扰研究

随着高速铁路的快速发展,铁路现场信号电缆受干扰的问题愈发突出,特别是在贯通地线和信号电缆同槽铺设的桥梁区段,对铁路运输的安全造成不良影响。在考虑桥梁区段特点的基础上,针对信号电缆双端接地的情况建立加入信号电缆外皮的牵引供电系统链式网络模型,利用潮流算法进行仿真计算,通过实测数据验证模型的有效性。分析信号电缆串扰的主要来源,在所建立模型的基础上计算信号电缆受串扰产生的感应电动势,考虑贯通地线和信号电缆间距对其影响,并给出故障条件下信号电缆的适宜长度,为减少铁路信号电缆的串扰影响和其铺设方法的研究提供参考依据。     

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。     

高速铁路对信号电缆的磁影响研究

利用Matlab/Simulink对现有的3种AT供电模式牵引网进行仿真,模拟正常负载和短路故障的情况,得到不同供电模式下贯通地线电流的变化。再带入磁耦合计算模型,得到信号电缆的感应电动势。仿真结果表明:感应电动势均未超过规定值,但新模式下故障时信号电缆的感应电动势达到90 V,该值偏大,需加设防护装置。     

电气化铁路分区所接地电阻研究

通过电路仿真软件建立牵引供电系统短路故障模型,分析了直供及AT供电方式下分区所短路故障时接地电阻对主地网电位抬升、地网入地电流及综合贯通地线内电流的影响,同时研究了不同接地电阻及供电方式下铁路沿线钢轨电位的分布,并根据仿真结果对实际工程设计中分区所接地电阻的选择提出了相应的建议.     

电缆牵引供电方式电气特性研究

介绍了电气化铁路电缆牵引供电方式原理,分析了电缆供电牵引网电流分配关系,并在MATLAB/SIMULINK仿真环境下,建立了电缆供电方式牵引网仿真模型,仿真分析了不同分段距离下牵引网短路阻抗、牵引臂长距离空载和负载条件下电压损失以及不同电缆截面下电流分配系数。     

电气化铁路电力电缆故障电流对信号电缆的电磁影响

根据电气化铁路电力电缆与信号电缆铺设特点,以电磁理论为依据,提出故障电流在信号电缆芯线上产生的感应纵电动势计算公式,同时提出贯通地线与信号电缆芯线之间的的互感系数计算公式、信号电缆外皮与芯线之间的互阻抗计算公式。采用某试验段信号电缆敷设参数,在贯通地线和信号电缆平行接近长度分别为2和15km条件下,计算电力电缆故障电流在信号电缆芯线上产生的纵向感应电动势。计算结果表明:2km长信号电缆芯线总的纵向感应电动势小于430V的限值规定;在电力电缆故障电流为100A时,15km长信号电缆芯线实际的纵向感应电动势也低于430V;在贯通地线和信号电缆外皮流过相同电流时,信号电缆外皮在信号电缆芯线上产生的纵向感应电动势大于贯通地线在信号电缆芯线上产生的纵向感应电动势;从降低芯线感应电动势的角度看,信号电缆采用双端接地方式不如单端接地方式。实测结果验证了计算结果的正确性。     

铁路10kV三相电力电缆接地短路电流对通信信号电缆的电磁影响

通过ATP-EMTP软件仿真计算和实验室模拟试验,研究铁路10 kV三相电力电缆短路电流对通信信号电缆的电磁影响。结果表明：电力电缆单相接地短路电流随着电力电缆长度的增加呈线性递增关系,而两相接地短路电流的大小与电缆屏蔽层接地电阻和供电变压器电源容量有关;电力电缆接地短路电流在通信信号电缆上产生感应电动势的大小取决于电力电缆和通信信号电缆平行铺设的长度、电缆间距、接地方式及电流的大小;电力电缆发生单相和两相接地短路故障时会在通信信号电缆上产生较大幅值的感应电动势,随着电缆间距的增大,感应电动势逐渐减小;通信信号电缆屏蔽层经综合地线接地比屏蔽层两端经接地装置接地时的感应电动势要大。根据仿真计算和实验室模拟结果,给出在电力电缆发生短路故障时,在屏蔽层不同接地方式、不同接地电阻、不同电缆间距时通信信号电缆最大铺设长度与电缆间距的关系。     

铁路贯通电缆容性参数及仿真的研究

客运铁路在采用电缆贯通线路提高供电可靠性的同时,不可避免地带来了电缆的容性效应问题[1]。本文在对铁路贯通电缆参数进行分析的基础上,介绍了一种仿真软件并建立了基于分布参数的电缆线路模型仿真方法,进行线路容性电流及单相接地故障的研究,对以后的铁路电力工程设计和计算有一定的指导意义。     

双边供电模式下高速铁路AT供电系统供电能力计算与分析

俄罗斯高铁项目是"一带一路"倡议的重要组成部分,与我国单边供电模式不同,其牵引供电系统采用双边供电的AT供电方式。双边供电模式将直接影响牵引供电系统内部的功率潮流分布和主要供电设备容量的选取。在构建高速铁路AT供电系统双边供电模式下牵引供电仿真模型的基础上,研究功率潮流分布特性,给出牵引变压器容量分配、牵引网电压损失、牵引网各导线电流分布和电能损失的计算结果并分析主要影响因素,为双边供电模式下的牵引供电方案设计提供重要基础。     

客运专线牵引供电系统回流仿真计算及贯通地线截面积分析

通过对客运专线牵引供电系统牵引回流的仿真计算,分析牵引供电系统回流的分布规律,研究贯通地线的回流和截面积的关系,提出贯通地线的截面积需同时满足稳态和暂态情况下的最大电流要求,为客运专线综合接地系统的贯通地线的截面积选择提供理论依据。     

基于树形双边供电的重载铁路贯通同相供电方案

结合重载铁路既有供电方式特点,提出一种适用于重载铁路牵引供电系统的贯通同相供电方案。介绍该贯通同相供电方案的3项关键技术,即:组合式同相供电技术、树形双边供电技术以及牵引网分段供电与状态测控技术,并对树形双边供电系统的均衡电流以及单线牵引网阻抗进行详细研究;以某既有重载铁路牵引供电系统改造工程为例,将该贯通同相供电方案应用于该线路牵引供电系统工程改造中;通过理论分析以及实测分析,分别从运行模式、均衡电流实测分析、牵引网分段测控技术的适应性等角度对该既有线路贯通同相供电改造方案可行性进行分析。研究结果表明:基于树形双边供电的贯通同相供电方案可行,且兼顾更好的系统性能以及技术优势。     

电气化铁路电缆烧损机理分析及工程防护措施探讨

基于ZPW-2000轨道电路数字信号电缆结构,分析电缆烧损机理,并建立仿真模型,定量的给出贯通地线与电缆金属外皮电位差的分布情况,最后根据分析结论提出信号电缆烧损的防护措施及建议。     

铁路站场中间接触网短路对附近信号电缆的影响

在一些较大站场中,由于贯通地线铺设在站场两侧,中间道岔处的支柱通常只能采用单独接地。当接触网对支柱发生短路时,敷设在支柱附近的信号电缆将承受较大的过电压并可能将电缆击穿。为了研究过电压的幅值及影响因素,搭建了站场中单独接地支柱模型,并仿真分析接触网短路时,电缆上的相关电位分布情况;研究土壤电阻率等因素对电缆承受电压的影响规律,据此做出土壤电阻率等因素的安全临界值变化曲线图;由于站场条件的局限性,发现只有减少经独立支柱入地短路电流,才能达到降低电缆上承受电压的目的,以此提出了两种解决方案。结果表明两种方案均可以大幅度减少信号电缆上承受的电压,其中方案二效果更加明显,两种方案均可在铁路站场中推广运用。     

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。     

某隧道牵引电流及钢轨电位分布测试与仿真研究

在电气化铁路中列车轨道是牵引电流回流通道的一部分,钢轨对地电位容易对信号电缆芯线产生干扰。通过对某隧道牵引电流回流值与钢轨对地电位的测试实验,验证建立直供带回流线供电网络模型的正确性,探究是否存在横向连接、贯通地线截面积、单双回流线对钢轨对地电位的干扰,为设计新线和改造列车供电系统提供相关的理论支撑。     

重载铁路大运量条件下牵引网电流分布研究

本文基于重载铁路大秦线的大运量实际运行情况,进行了牵引网阻抗计算、供电网络模型分析、接触网线索电流分布计算;对历经多次扩能改造后进一步提升运量的接触网导线实际载流量进行分析,为大秦线接触网检修提供科学依据.     

城市轨道交流牵引电缆贯通供电系统仿真研究

与传统异相供电系统相比,城市轨道交流牵引电缆贯通供电系统最大限度取消了线路中的电分相。本文通过建立主变电所、电缆牵引网、同相供电装置和动力照明负荷的等效模型,构建了牵引电缆贯通供电系统的数学模型,基于该模型进行连续性潮流计算,并以城市轨道交通实际线路为例,对比分析了传统异相供电系统和交流牵引电缆贯通供电系统的电压水平、再生制动能量利用率及供电能力,验证了城市轨道交流牵引电缆贯通供电系统的优越性。     

交流牵引供电系统双边供电均衡电流的预估方法

交流牵引供电系统双边供电方案的可行性取决于均衡电流。文章提出一种均衡电流的预估方法,即在分区所测量两侧牵引网的电压,均衡电流应该等于两侧牵引网均为空载时两侧牵引母线的电压差除以折算至牵引侧的系统总阻抗。首先,对带回流线的直供方式和AT供电方式进行研究;其次,基于IEEE 14节点系统对均衡电流预估方法进行验证;最后,将该方法应用于巴准铁路双边供电方案的可行性研究中。试验表明,均衡电流的误差与牵引网空载电流相当,可用于双边供电和贯通式同相供电的研究。