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。     

HX_D1型机车过分相过电压机理及仿真分析

锚段关节式过分相过电压会对机车的正常运行构成威胁,对过分相过电压机理及影响因素的分析,可为预防和抑制过电压提供参考。文章对机车车载过分相过程过电压类型及机理进行理论分析。同时对过分相全过程建立MATLAB/Simulink仿真模型,仿真验证过分相过电压及机车互感器参数对过电压的影响。仿真结果表明,过分相过程中存在过电压,过电压幅值与机车参数有关,也与左右供电臂相位差等因素有关。减少高压互感器励磁阻抗,可避免过分相过电压。     

高电压互感器对电力机车过分相的影响分析

根据电力机车过分相的典型运行状态,针对电磁感应、电阻分压和电容分压3种电压互感器建立等效电路模型,仿真分析电力机车过分相的暂态过程,特别是过电压产生的机理。分析结果表明,电容分压原理的电子式电压互感器可消除谐振过电压,有效减小操作过电压,最利于改善电力机车过分相的暂态过程,降低牵引网绝缘事故的发生。     

基于相间变压器的长电缆过电压抑制技术研究

针对碳化硅(SiC)等高速开关器件带来的长电缆过电压问题,分析了长电缆过电压产生原理及其影响因素,提出了一种基于相间变压器的抑制长电缆过电压的方法.通过建模仿真,结合双脉冲试验和BUCK电路试验进行了验证,结果表明该方法对抑制长电缆过电压效果显著.     

10kV电力系统谐振过电压的原因及抑制措施

通过对10kV中性点不接地运行方式下谐振过电压的分析,说明产生谐振过电压的条件、种类及特点,并提出以下抑制谐振过电压的措施:采用自动调谐接地补偿装置或可控硅多功能消谐装置,在电压互感器的中性点接消弧线圈,或接消谐器等。     

CRH2型高速动车组雷击短路车体过电压研究

雷击造成的高速列车车体过电压会使高速列车上的通信、监测、控制等弱电设备受到较大的电磁干扰,容易造成设备的逻辑混乱或者误动作。为研究高速列车雷击短路车体过电压,根据实际情况建立了雷电流流过动车组的等效电路模型,分析了改变车体接地电阻和接地电阻器并联电容时,雷击车体过电压波形和幅值的变化情况。研究结果表明:列车接地系统的接地电阻值较大是产生车体过电压的根本原因,通过减小接地系统阻抗或在接地电阻器并联电容,可有效减小车体过电压的幅值,在接地电阻器上并联电容后,车体过电压波形的波头时间增大,波形上升速率变缓,可以有效抑制过电压对动车组的冲击。     

动车组电子开关过分相电磁暂态研究

使用电子开关的过分相方案可在一定程度上消除传统方式过分相导致的列车降速问题,提高列车通行能力,然而动车组在过分相时产生的暂态过电压不仅会威胁到车顶设备,而且可能会损坏分相设备。文章以某型号动车组构建了详细的主电路模型,包括高压系统及牵引变流器等;针对电子开关过分相的具体方案,设计了采用并联阻容装置预防过电压的技术措施,并针对不同的过分相死区时间开展了研究。仿真分析及实测数据对比表明,详细的动车组主电路模型能更准确地描述过分相的电压和电流暂态过程,暂态过电压幅值与死区时间有直接关系。试验验证了所提并联阻容保护装置用于暂态过电压抑制的有效性。     

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.     

雷击接触网高速动车组的车体过电压分析及抑制措施

我国高速铁路采用大跨度高架桥结构,接触网离地面较高,容易遭受雷击进而引发动车组故障,给列车安全运行带来隐患,因此有必要探究雷击接触网时高速动车组车体过电压及其抑制措施。本文基于接触网电气模型和高速动车组电路结构,利用Pspice建立雷击接触网时车体过电压仿真模型,定量分析车体接地电阻参数对过电压的影响,提出抑制过电压的措施。仿真结果表明:雷击接触网时,受电弓所在的车体过电压幅值可达43.45kV,距离受电弓越远车体过电压越低;接地电阻器的分布电感对各车体过电压影响较大,且与车体所在位置有关,对距离受电弓越近的车体,影响越大。将2~5车的接地方式改为直接接地方式或电阻器并联电容的方式均能有效抑制车体过电压,且当并联的电容值大于10μF时,二者对过电压幅值的抑制程度基本一致,并在电阻器并联电容的基础上,通过减少接地电缆长度能够进一步降低车体过电压,将各车体过电压抑制在2kV以内。本文研究结果为车体过电压的进一步分析提供了理论依据。     

上海轨道交通3号线电压互感器故障分析及解决方案

针对上海轨道交通3号线35kV系统电压互感器一次熔丝屡次熔断的现象,对故障现象发生的时间、地点、系统运行方式、倒闸操作程序等进行初步分析。认为故障发生的主要原因是工频谐振过电压和谐波谐振过电压。通过对35kV系统的设备配置、中性点接地方式、一次接线形式等的分析,进一步阐明工频谐振过电压和谐波谐振过电压产生的原因,并进行了理论值的近似验算,进一步证实了初步分析的结论。在此基础上提出了解决方案。     

列车过分相引起过电压的分析及治理

时速200 km以上电气化铁路接触网采用关节式电分相,列车通过电分相时引起的过电压会造成机车放电间隙击穿或受电弓烧蚀等事故,危及电气化铁路的运营安全。本文在介绍3种列车自动过电分相方式的基础上,根据过分相时受电弓位置的变化建立列车通过关节式电分相的模型,对过分相不同阶段的过电压进行分析,并采用阻容保护措施对过分相过电压进行抑制,效果良好。     

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。     

自动过电分相过电压仿真分析

分析了自动过电分析相合闸时产生过电压的原因，建立了ＳＳ１型电力机车过电分上合闸时的等效电路模型，并用ＰＳＰＩＣＥ进行了仿真，仿真结果表明过电压的存在，其大小与合闸时电网和中性段的残压差有关；与过电分相机车的级位有关，与线路上有无其它机车及其负荷大小有关，最后提出了两种抑制电压的方法，并对其抑制效果进行了仿真。     

高速动车组降弓浪涌过电压分析

高速动车组受电弓降弓过程产生的暂态过电压,严重威胁车载电气设备的安全运行。基于某型动车组的实体与接地方式,构建了高速动车降弓过程的等效电路分析模型,分析了车体浪涌过电压特性以及接地电阻、互感器、降弓瞬间电压相位对其幅值的影响。结果表明:高速动车组降弓时,各个车体过电压波形基本一致,最高过电压幅值达到4.7KV;过电压随接地电阻增大而增大,其中接地电阻取0.5Ω较为合适;同时电压互感器电感值越大,车体过电压峰值越大;接触网网压相位为90°、270°时,降弓过电压幅值最大。以上结论为提出降低车体浪涌过电压的措施提供了理论基础。     

动车组操作过电压特性研究

车载主断路器的频繁动作使得高压电缆及车体上浪涌电压的出现也愈加频繁,一方面导致高压套管及车载设备绝缘老化加快;另一方面,车体上浪涌电压将威胁列车的运行安全以及乘客的人身安全。本文建立牵引变电所-接触网-列车电路仿真分析模型,研究操作过电压的产生机理,分析过电压幅值范围、持续时间、传播规律等特性。结果表明:高速动车组主断路器动作时,高压电缆上将产生过电压,当接触网网压相位为90°、270°时,电缆上过电压幅值最大,最大过电压幅值达到82.6kV,车体上浪涌电压可达2.1kV。本文结论为列车操作过电压抑制措施的研究提供了理论基础。     

不同类型机械绝缘节快速暂态过电压产生机理

通过对列车经过第一类和第二类绝缘节的快速暂态过程进行理论分析,建立列车经过2种机械绝缘节的等效暂态模型,研究机械绝缘节快速暂态过电压的产生机理,并推导其计算公式。利用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件搭建列车经过2种机械绝缘节的牵引回流等效电路,对快速暂态过电压产生过程进行模拟和仿真计算。结果表明:列车车轮带负载脱离机械绝缘节的瞬间,相当于在绝缘节两端钢轨处施加1个方向相反、大小相等且均等于牵引电流瞬时值的冲击电流,产生的快速暂态过电压与该电流成正比;第一类绝缘节快速暂态过电压幅值等于牵引电流瞬时值与该类绝缘节冲击阻抗的乘积;第二类绝缘节由于与扼流变压器并联,其快速暂态过电压幅值远小于第一类绝缘节,在站场正线及出站方向等牵引电流较大的区段不应设置第一类绝缘节。     

地面自动过分相系统过电压抑制建模仿真研究

介绍了电子开关地面自动过分相系统工作原理,进行了接触网、牵引负荷、过分相装置电气参数计算和系统仿真建模。建立了基于电子开关地面自动过分相的机车带载通过分相区的等效模型。从抑制感应电压、阀组续流等方面综合设计了中性区RC支路关键参数。最后通过仿真验证了本方法抑制过分相过电压的有效性。     

关节式电分相过电压的分析与研究

电力机车通过关节式电分相时,多次发生过电压现象,导致牵引变电所跳闸,对接触网和牵引变电所的安全运行构成严重影响。本文基于MATLAB／Simulink仿真软件对电力机车通过关节式电分相的过程进行仿真分析,针对中性段产生过电压的原因提出了一种抑制过电压的保护方案。     

基于蒙特卡罗模拟的过分相过电压分析与抑制

针对电力机车通过电分相时产生的过电压,造成机车车顶间隙、接触网绝缘、高压互感器被击穿,牵引变电所跳闸等现象,分析机车过分相时的暂态过程,建立机车过分相时的暂态等效电路,并利用PSCAD软件进行仿真。根据机车进入电分相时刻不同的初相角得出过电压数据,使用蒙特卡罗模拟对过电压进行求解。利用PSCAD软件建立仿真模型进行实验,提出了加装RC保护抑制过电压的方法。实验结果表明加装RC保护有效降低了过电压对车顶设备的威胁,保证了电气化铁路的安全运行。     

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。