基于AT供电方式下380B型高速动车组保护接地电流分布研究

目前中国高速动车组的接地方式为分散式,该接地方式形成的回路电流对动车的安全运行构成潜在威胁。在Simulink平台上搭建了AT供电模式下380B型动车组的车-网模型,并结合实验测取动车组保护电流的实际数据分析其变化规律。研究发现:吸上线使得保护电流的大小及相位呈周期约为20 s的循环变化, 1、8车的1轴经过吸上线时保护电流幅值最大为170 A。整车回流的流向与列车位于吸上线区间位置有关,整体规律为从远离吸上线的保护接地流进车体,并从靠近吸上线侧的1或8车1轴流出。另外,在原有模型的1、8车加上0.1Ω的接地电阻,各个保护电流的大小能够得到有效抑制。以上结论为设计更优良的接地方案提供了理论基础。     

CRH2型动车组牵引变压器辅助绕组接地故障分析

根据CRH2型动车组牵引变压器辅助绕组在运用时发生接地故障现象及统计数据,分析了CRH2型动车组牵引变压器辅助绕组发生接地故障的原因,提出了相应的措施,以期有利于提高CRH2型动车组运用故障的处理能力和运用检修质量。     

特高压直流接地极入地电流对高速动车组影响分析

直流输电系统以大地为回路运行时,在地中形成的电流场会对邻近的多点分散接地的高速铁路系统产生影响.文章建立完整的高速铁路综合接地等效模型和高速动车组电气模型,分析其中存在的直流通路,提取适用于高速铁路仿真建模的"Π"型等效电路,在此基础上,利用CDEGS软件建立高速铁路各典型场景的仿真模型,通过对不同土壤电阻率、接地极距铁路的垂直距离等维度仿真分析,比较了不同外部条件下流过牵引供电系统和动车组的直流电流.结果 表明,不同高铁工程段直流参数存在差异,土壤电阻率越高,接地极距铁路垂直距离越小,流过动车组牵引变压器的直流电流越大;当沿线土壤电阻率小于300 Ω·m,并且接地极距离铁路垂直距离超过5 km时动车组牵引变压器直流偏磁影响满足规程要求.     

动车组运行接地回流特性分析及优化

动车组运行工况复杂且车体结构具有差异性,车下各轴端接地电流分配不均,给接地碳刷维护带来不便。为探究动车组接地回流的基本分布规律,找出改善接地回流的方法,基于PSCAD仿真软件建立动车组在高速铁路上过吸上线动态仿真模型,并结合现场实测数据验证仿真模型的可靠性,探明动车组与吸上线的相对位置移动时动车组接地回流变化规律。通过分析动车组运行过程中不同车体的各个轴端接地装置处工作接地和保护接地接地电流大小变化趋势,提出对动车组头尾车保护接地加装接地电阻器以及在部分保护接地回路串接阻值不同的接地电阻器两种接地方式优化方案。仿真结果表明:优化方式一保护接地电流较大的1车接地电流整体降低了50%;优化方式二使各车保护接地电流大小限制在72 A以内。优化后的接地方式抑制了保护接地电流大小并使各轴端接地电流分布均匀,以上结论为设计更优良的接地方案提供了理论基础。     

CRH380A型高速动车组谐波电流特性分析及动态建模研究

动车组谐波特性及谐波建模对牵引供电系统电能质量评估与分析具有重要意义。基于CRH380A动车组实测数据,根据谐波幅值分布特点将动车组注入电流谐波分为低次(3~17次)谐波和高次特征(43~57次)谐波,分别分析低次与高次谐波在复平面的幅值、相角特性。采用一种实测数据与Norton等效模型相结合的方法,对此类动车组系统建模。对比不同工况、功率下的谐波幅值,并在统一建模中考虑工况、输出功率对谐波幅值的影响。通过误差分析验证模型的准确性与有效性,利用实测数据模拟动车组动态谐波过程,对比计算得到的动态模型与实测数据的谐波幅值概率分布。结果表明:该方法能够有效还原动车组谐波电流注入的波动过程,且具有相似的谐波特性。     

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。     

关于工频谐波对轨道电路电压波动解决方案的研究

在动车组运行中,牵引电流从接触网由受电弓流入机车,再通过机车的泄流轮对流入两条钢轨。随着多种新型动车组(CHR系列)在国内高铁线路投入运营,在一定外部条件影响下,有部分机车在站内泄放到钢轨的牵引电流含有高频奇次谐波,这会叠加到钢轨自身载频,造成轨出电压波动。为解决由高频奇次谐波造成的电压波动,结合国内某站实际案例,提出将站内一体化轨道电路的室外轨旁设备更换为区间机械绝缘节设备的解决方案,极大抑制了奇次谐波造成的干扰。     

基于随机森林和三比值法的高铁牵引变压器故障诊断研究

高速铁路牵引供电系统为高速动车组提供电能,其工作状态直接关系到高速动车组的安全和正点运行。牵引变压器作为牵引供电系统的主要组成部分,由于负荷突变等原因容易发生故障。利用三比值法的基本原理,以变压器中不同气体三个比值作为故障特征分量输入随机森林当中,结果表明随机森林可以较好地实现牵引变压器的故障识别。     

动车组牵引变压器铁磁噪声特性研究及抑制

动车组牵引变流器中四象限脉冲整流器会产生大量高次谐波,牵引变压器的二次绕组在这些高次谐波的激励下会产生人耳不适的铁磁噪声,如何在保证牵引系统性能的前提下减少牵引变压器的铁磁噪声是整车集成设计中需要重点考虑的问题。文章分析了牵引变流器四象限脉冲整流器的工作原理和牵引变压器电磁噪声的产生机理,通过在MATLAB中建模仿真,分析不同参数变化下牵引变压器二次侧谐波电流含量变化情况,并对动车组牵引变压器的噪声设计和噪声抑制进行说明。     

动车组过吸上线时保护接地电流分布特性

动车组经过吸上线时,电流在与吸上线、钢轨联接点接触的保护接地的轮对上发生局部集中,容易引起碳刷异常磨耗,接地回流不均,对动车组的安全运行构成了一定的威胁。本文利用PSPICE软件建立动车组过吸上线过程的仿真分析模型,分析过吸上线时各保护接地电流的变化与相位变化规律,并与实测数据对比验证,在此基础上,提出了有效抑制措施。仿真和试验结果表明:动车组过吸上线时,其保护接地电流依次增大到最大值,且两头车保护接地电流最大,达到170A;在同一车体上,离工作接地较近的接地点过吸上线时,该车体的两个接地回流相位相同,而较远的接地点过吸上线时,相位相差180°左右;将各车体的两个接地点均设置在离工作接地较远的位置,且在头车上加设电阻器能有效抑制各车体过吸上线时的电流。     

BES2型扼流变压器的调整使用

BES2型扼流变压器是大气隙铁芯带适配器的大容量扼流变压器。洛阳电务段管内侯月线扩能后，因牵引电流大幅增加，原有的400A普通扼流变压器已不能满足现场需要，因此在25Hz交流计数区段更换了BES2型扼流变压器，防止通过大牵引电流时可能产生的变压器磁饱和现象。同时，利用适配器克服大气隙对25Hz信号产生的大幅衰减。但更换后，区间频繁发生机车信号掉码或错误显示。为此，组织相关工程技术人员进行了深入分析处理。     

牵引回流过大对配电室馈出线零序保护的影响分析

动车组受电弓与接触网接触受流后,电流会通过轨道、回流线和大地流回至牵引变电所的变压器中性点。青连铁路联调联试期间,在动车组检测车途经10kV配电所后发生贯通馈出(综合贯通)线零序过电流保护误动作跳闸,经过分析该问题由牵引变电所回流过大所致。本文提出因杂散电流过大引起零序电流误动作的应对措施,在进一步论证该线采用消弧线圈接地方式具更好可靠性的基础上,提出了不同接地方式下保护整定值的配置、整定原则,及在联调联试期间采用多种运行模式对整定值进行修订和调整,以进一步提高牵引供电系统的可靠性。     

秦岭山区岩石地质及高填方电气化所亭接地技术研究

随着铁路网的完善,车辆运行密度不断提高。高速铁路对运行安全有较高的可靠性要求,牵引变电站作为其重要组成部分,具有站址面积小、短路电流大、地形复杂、降低接地电阻难度大等特点。文章以西成高铁位于秦岭山区牵引变电站的接地系统设计应用为案例,提出了利用山区牵引变电所地基高差建立站内双层接地网,以及在面积受限时,通过外延接地射线,加装深井接地装置形成组合型接地网,达到地电流回流、故障电流泄流以及降低接地电阻的效果。     

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。     

牵引变压器接线方式对公用电网的影响

基于Matlab/Simulink仿真工具提供的通用模块,建立了V/V,Ynd11和Scott共3种牵引变压器接线方式的牵引供电系统仿真模型,分析不同负载情况下的一次侧电流幅值、负序电流幅值和相应相位的关系。最后对3种牵引变压器的接线方式对公用电网的影响进行评价并给出结论。     

CRH2C型动车组主变流器故障分析及处理

针对CRH2C型动车组在运用时主变流器控制电源异常和牵引变压器二次侧发生过电流故障原因进行了分析,介绍了CRH2C型动车组主变流器故障基本判断方法和处理措施,并应用于实际工作中,取得良好效果,从而提高了CRH2C型高速动车组运用检修质量和故障处理能力.     

CRH2A型动车组电茶炉接地故障原因分析及对策

CRH2A型动车组固电茶炉接地故障,常引起辅助电源装置不能正常工作．从CRH2A型动车组电茶炉接地电流对辅助电源装置的影响入手,分析辅助电源装置不能正常工作的原因,并提出相应的处理对策。     

CRH2A型动车组电茶炉接地故陵原因分析及对策

CRH2A型动车组因电茶炉接地故障,常引起辅助电源装置不能正常工作:从CRH2A型动车组电茶炉接地电流对辅助电源装置的影响入手,分析辅助电源装置不能正常工作的原因,并提出相应的处理对策.     

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。     

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。