铁路智能牵引供电系统技术研究与发展展望

世界铁路进入数字化时代,中国铁路开启智能化新时期。智能牵引供电系统是智能高铁"一核三翼"中智能装备的重要组成,本文通过研究智能牵引供电系统总体架构和层级组成,阐述其主要子系统(智能牵引供电设施、智能供电调度系统、智能供电运行检修管理系统、通信网络和接口工程)的定义内涵和主要功能要求,研究智能牵引供电系统各功能具体设备层面实现,主要包括设备智能一次设备、广域测控保护系统、辅助监控系统等系统组成和功能特点,并针对智能牵引供电系统发展方向提出推动接触网及电力工程智能技术研究、加快智能设备研制、深化研究大数据分析与智能决策、建立系统完备标准体系等建议。     

高速铁路智能牵引供电系统研究

智能化是未来高速铁路牵引供电系统的发展趋势,但目前智能牵引供电相关技术并没有得到广泛应用。传统牵引供电系统依旧存在数据采集分散凌乱,各系统之间缺乏信息共享等问题。研究智能牵引供电系统和智能牵引变电所的总体架构与特点,分析智能牵引供电相关设施的关键技术与方案。针对智能牵引供电系统在信号采集和传输方式的变革,提出智能牵引供电系统的测试与评估方法,对于智能牵引供电系统的建设和检测验收具有一定的参考作用。     

智能牵引供电系统接触网智能建造及检测维护

总结智能牵引供电系统技术标准,从基于BIM的工程建设管理、智能建造、智能检测及运维三方面重点对接触网智能建造及检测维护进行研究。接触网智能建造主要从腕臂装置、整体吊弦和斜拉线等的工厂化预配,接触网腕臂安装装备,恒张力放线车等自动化机械装备,测量类、拧紧类等智能化工器具等几个方面运用智能化手段,通过智能检测机器人或接触网智能识别系统进行智能检测和运维,达到增强质量、提升安全、提高效率的效果。在未来发展中,应进一步丰富智能建造标准体系,统一接口工程设计。     

牵引供电系统智能监控技术创新及应用

随着电气化铁路的大规模建设,牵引变电所亭数量的快速增长与现有运维值守人员数量不匹配的矛盾愈加严重。针对牵引变电所亭监控系统相关工程问题,提出牵引供电系统智能监控技术,通过引入计算机图像处理、电气自动化等领域的先进技术,提升当前牵引所亭辅助监控系统的智能化水平,进一步提高牵引所亭电气设备的运行安全性,提高运维工作效率。     

智能牵引供电系统现场试验评估技术研究

智能化是高速铁路牵引供电系统未来发展趋势,信息高度共享、智能化程度更高的AT牵引供电系统才能保证高速铁路安全、可靠、舒适的运营。智能牵引供电系统在信号采集和传输方式上的变革,使得变电所内控制、保护以及电流、电压信号均以数字信号方式在网络中传递,传统的测试手段都不再适用。以智能牵引变电所模型为基础,致力于解决智能牵引供电系统现场试验评估困难的问题。通过分析现有智能牵引供电系统检测标准和方法,结合智能牵引变电所评估基本原理和传统测试经验,提出供电系统运行参数测试和短路试验的方法,对符合IEC61850协议的多种类型网络报文进行试验数据解析和重构,从而形成一套有效的智能牵引供电系统现场试验评估方法,对智能牵引供电系统验收试验具有参考意义。     

高速铁路牵引供电系统

1外部电源——能量源头为高速列车提供能量的源头来自电力系统,通过牵引变压器实现从电力系统到牵引供电能量的转换。一般普通铁路,所接入的电压等级为110 kV,而高速铁路牵引供电系统所接入的电压则为220 kV,为高速铁路供电提供更加完备的保障。     

便携式智能牵引供电系统检测装置及方法研究

智能牵引供电系统已全面应用于京张、京雄高铁中，广域保护装置的应用及层次化保护、自愈重构等智能化功能的应用均需新的测试手段进行检验。本文对便携式网络化检测设备进行研究，该检测设备具备满足小所智能化检测需求，在既有变电所测试装置基础上进行便携化改造，能满足变电所分布式扩容需求。装置具有较好的先进性，能够记录智能牵引供电系统各所亭内的所有IEC61850通信报文，实时监视自动化系统运行状况和工况，及时对异常情况进行报警，并可根据所记录的系统通信报文进行综合离线分析，查找并分析系统存在的隐患和异常，指导有关人员定位、排除系统隐患或故障。     

牵引供电系统与牵引传动系统稳定性机理分析

国内某客运专线牵引变电所频繁出现跳闸情况,给牵引供电系统和动车组正常运行带来安全隐患。为寻求故障根源,用于指导今后的高速铁路建设,本文首先利用阻抗比判据建立车网闭环系统传递函数模型,揭示阻抗参数不匹配引起低频振荡产生的原理,并对动车组网压-功率限制保护引起低频振荡进行分析。然后基于MATLAB/Simulink软件搭建车网系统仿真模型并进行联合仿真,再现现场故障现象。本文通过理论分析并仿真验证了低频振荡产生的2种原因,可为实际现场振荡抑制提供指导,进而保障车网系统的稳定安全运行。     

单相交流牵引供电系统关键技术现状及发展

介绍各国主要单相交流牵引供电制式,总结各国为了解决制约单相交流牵引供电系统发展的电分相问题所采取的多种过分相方式,为了解决电能质量问题所采取的各有侧重点的治理措施,对比国内外同相供电技术并指出国外技术中值得我国借鉴之处,最后基于已有关键技术并结合储能和新能源等背景描绘了"绿色"牵引供电系统,为单相交流牵引供电系统的发展提供新思路。     

牵引供电系统继电保护信息与管理

计算机网络已广泛应用于信息传递与发布、办公自动化与事务管理等领域,铁路企业部门建立的计算机局域网络应全面为生产信息管理服务.本文介绍了牵引供电系统继电保护信息管理网络化的优势,系统建立的方案与关键性问题,系统具备的功能等.     

电气化铁路牵引供电系统谐波分析与治理

国家电气化铁路尤其是高速铁路的迅猛发展,牵引供电非线性负荷给电网带来高次谐波污染,文章介绍了电力系统谐波的基本概念、产生机理以及高速铁路负荷特性及铁路机车谐波的产生。在此基础上,采用傅里叶分解法对谐波进行定量分析,对谐波含量、谐波总畸变率和第n次谐波的含有率等特征量分析。给出了增设电能质量分析装置,增设有源、无源及混合滤波器,加装静止无功补偿装置等电力系统谐波抑制措施。文章分析结果对电气化铁路牵引供电系统谐波分析与治理具有重要的理论意义和实际工程应用参考价值。     

高速铁路智能牵引供电系统的快速自愈重构技术研究

为了深化研究高速铁路智能牵引供电的快速自愈重构技术,通过分析目前牵引供电系统的自愈重构技术特点,结合接触网电分段功能,提出以接触网供电分段为单元的自愈重构模式,找出自愈重构的薄弱环节为接触网开关,其在带负荷操作、倒闸时间及服役状态等方面难以适应智能牵引供电发展要求。快速自愈重构技术以供电分段单元重构模式为基础,接触网开关分阶段升级为户外27.5 kV真空断路器,供电调度端按最小停电单元对接触网故障进行直控操作。     

地铁牵引供电系统保护

根据自身实践,阐述牵引变电所两种不可或缺的保护——牵引变电所内部联跳保护、开关失灵拒动保护;提出迅速切断电源是一切继电保护的最终目的,直流电路尤其如此;在短路电流上升过程中迅速切断电源,是直流保护应当遵循的基本原则;分析牵引网保护上“死区”形成的原因,提出为使馈线开关保护更加完善、列车运行更加安全,直流馈线应设开关失灵拒动保护。     

高速磁浮列车牵引供电系统

以上海高速磁浮列车牵引供电系统为例,阐述了其高压变压器、输入变压器、静止驱动变流器和输出变压器的结构及各部分的工作原理,分析了各种馈电方式,并对驱动变流器进行了详细的阐述和剖析。     

朔黄铁路牵引供电系统谐波分析

随着电气化铁路的迅速发展,电铁牵引负荷产生的高次谐波,除了对牵引供电系统造成危害外,还会造成电力系统谐波污染,因而,电铁的谐波危害已成为制约我国电气化铁道发展的重要因素。介绍电力系统的谐波定义以及国家对谐波的限制标准,结合朔黄铁路牵引供电系统的概况分析了电铁谐波对铁路运输的影响,提出了抑制电铁谐波的方法和措施。     

同相牵引供电系统牵引变压器容量优化设计

同相供电系统容量的优化设计对减少系统成本、提高运行效率具有重要意义。提出了同相供电方式下的牵引变压器容量计算方法,并同异相供电方式的牵引变压器容量进行了对比。分析了同相供电方式在固定容量电费节省、取消电分相等方面的技术经济性优势。