雷击变电所地网暂态过电压规律性分析

研究目的:雷电一直是危害铁路安全可靠运行的重要因素之一,防雷效果的好坏对地网性能起着尤为重要的作用。本文利用电磁暂态分析软件搭建了地网暂态模型,意在对工程实践中典型地网布置方式进行定量分析,从而为今后防雷接地奠定重要理论基础。研究结论:(1)结果表明地网电位明显受土壤电阻率、雷电流幅值及网孔大小影响,随着土壤电阻率与雷电流幅值增加,雷击点处地网电位显著增加,但土壤火花放电地网电位并未与雷电流幅值成倍增加,且网孔越小,地网电位衰减越好,以雷电流20 kA土壤电阻率100Ω·m为例,网孔5 m×5 m地网电位与网孔10 m×10 m相比降低了22.3%;(2)研究发现距雷击点地中距离15 m处地网电位衰减基本达到最大,衰减约89%,且衰减程度与雷电流幅值无关;(3)研究成果主要应用于变电所防雷接地方案优化和设计领域。     

高速铁路牵引变电所亭地网回流动态验收标准的修改方案研究

本文介绍了现行的高速铁路牵引所回流指标,介绍了高速铁路牵引供电回流系统的组成,计算了牵引供电回流各支路的分流系数,分析了影响回流分配的各种因素。结合直接供电加回流和AT供电方式的地回流特征与差异,指出根据方差偏离均值的程度进行地回流指标判定和质量分级标准存在的缺陷。最后,综合全路高速铁路牵引供电接地系统和地网回流的情况,提出高速铁路牵引变电所地网回流动态验收标准的修改方案建议。     

电气化铁路分区所接地网参数计算

提出了电气化铁路分区所接地参数计算的方法。通过建立牵引供电系统短路回流模型,仿真得到分区所短路入地电流的分流系数,确定在有无综合地线情况下分区所接地电阻限值。对2种土壤分布类型的地网进行仿真计算,得到最大接触电位差、跨步电位差及其分布;研究结论同样可用于AT所、开闭所。     

高速铁路通信铁塔与机械室地网雷电暂态响应影响研究

通信铁塔往往距离机械室较近,当其遭受雷击时会引起机械室地网的电位升高,该暂态电位升可能导致机械室内弱电设备的损坏。本文以该问题为切入点,依据宝兰客专某通信铁塔地网与机械室地网施工图,建立雷电暂态条件下的响应计算模型。以该模型为基础计算分析了当通信铁塔地网有雷电流注入时机械室地网在不同因素影响下的电位变化情况,包括两地网有无等电位连接、两地网距离和土壤电阻率等。计算分析数据表明:两地网间距从5m增加至20m时,机械室地网暂态电位可降低70%;若有等电位连接时机械室地网暂态电位会高10倍,并据此给出相关工程建议。     

地铁杂散电流对埋地金属管道阴极保护的影响

运用有限元分析软件ANSYS建立了走行轨-大地-金属管道的有限元模型。通过改变走行轨回流、走行轨纵向电阻、土壤电阻率、走行轨与金属管道间距大小,模拟杂散电流的影响,模拟结果表明:走行轨回流越小、土壤电阻率越大、走行轨与管道间距越小对阴极保护电位的影响越小;当走行轨电压载荷为80 V、走行轨与金属管道间距为20 m时,杂散电流无法使金属管道阴极保护电位偏离正常范围。     

关角隧道内牵引供电与回流系统综合测试与分析

以青藏铁路西格线关角隧道为例,结合隧道电气结构与布置方式,计算牵引供电系统主要参数,提出牵引供电与回流系统测试方案,测试牵引负荷特性、钢轨电位、钢轨电流和土壤电阻率,对牵引负荷过程和牵引回流分布进行同步测试,分析牵引负荷、钢轨电流和钢轨电位分布规律。同时,针对牵引回流特性进行分析,主要技术参数满足相关标准与规范,为青藏铁路电气化区段的安全运营提供重要保障。     

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.     

钢轨电位与杂散电流综合抑制研究

在城市轨道交通直流牵引供电回流系统中,钢轨电位与杂散电流为回流系统中相互关联的参数,而钢轨电位限制装置(OVPD)与排流柜各自独立工作,互不协调。为进一步限制回流系统中的钢轨电位与杂散电流,需对OVPD与排流柜进行综合优化。分析了多区间情况下OVPD与排流柜的投入与退出对钢轨电位及杂散电流的影响,并提出了OVPD与排流柜综合优化方案。     

接地导体腐蚀对地网接地电阻的影响和改善方法

牵引变电所接地网对牵引供电系统的安全、稳定运行有着极为重要的作用,随着接地网运行年限的增加,接地网的地下部分遭受腐蚀而带来的接地网特性参数超标问题,危害着牵引供电系统的安全与稳定运行。本文使用CDEGS专业接地软件进行仿真计算,分析土壤电阻率、地网面积和地网均压导体布置方法不同时,接地导体腐蚀程度对地网接地电阻的影响。通过仿真研究得出:随着土壤电阻率减小,接地导体腐蚀程度增大,其对地网接地电阻的影响也越大;对于相同的腐蚀情况,地网面积越大,地网接地电阻增加得越明显;在地网等面积和等钢材用量下,通过合理选择地网均压导体布置方法,降低接地网接地电阻受腐蚀影响的程度,实现经济技术最优化。     

基于回流系统集中参数模型的地铁钢轨电位和杂散电流计算

地铁直流供电及回流系统中存在钢轨对地电位和杂散电流。钢轨对地电位对人身和设备存在直接安全隐患,杂散电流对地铁钢结构形成比较严重的电蚀。文章以具有 OVPD 装置的直流供电及回流系统为例,建立回流网集中参数电气模型,通过 multisim 软件仿真,计算钢轨对地电位和杂散电流,总结钢轨对地电位和杂散电流规律,为排流柜投入运行、OVPD 保护电压设置等提供依据。     

城轨供电系统功率分配影响下钢轨电位异常升高研究

城市轨道交通直流牵引供电系统钢轨电位升高问题已成为线路运行安全的难题,其异常升高机理及分布规律尚待阐明,基于单供电区间单列车的分析方法与实际线路多列车并列运行工况差距较大。为研究城轨多列车多变电所并列运行下系统功率分配对钢轨电位异常升高的影响,建立城轨供电系统平行多导体模型,并针对回流系统模型等效及参数计算进行分析;基于有向图理论建立城轨供电系统功率分配计算方法,进行多节点功率计算;基于实际城轨线路参数,仿真计算系统多列车动态运行时的功率分配及钢轨电位,结合具体时刻分析功率分配对钢轨电位的影响。分析结果表明,钢轨电位受系统功率分配影响较大,优化系统功率分配可有效控制系统钢轨电位异常升高问题。     

重载铁路直接供电方式下牵引回流分配及影响因素

通过某重载铁路站场牵引回流的现场试验,测量绝缘节2侧4条钢轨、上行侧吸上线及上下行侧横向连接线的回流情况;基于该站场基本参数,采用EMTP软件,建立不考虑各导线相互间耦合影响、仅考虑线路阻抗影响的牵引回流系统基础仿真模型,以及考虑钢轨、回流线、接触线和供电线相互影响的耦合仿真模型,并以实测数据验证耦合仿真模型的正确性;研究直接供电方式下横向连接线、接触线长度和上下行钢轨间距等因素对牵引回流分配的影响,并进行实例验证。结果表明:基于耦合仿真模型的仿真结果与实测结果一致;牵引回流的分配比例主要受接触线、钢轨、回流线及供电线相互之间的耦合影响,且各导线的耦合作用对站场上行侧回流线回流影响最为显著,回流分配系数为0.298;各导线间耦合作用是造成钢轨不平衡电流的主要原因。     

电气化铁路电力贯通线感应电测试与分析

以中国铁路昆明局集团有限公司管内不同典型线路为例,开展电力贯通线感应电综合测试。通过测试架空电力贯通线和电缆电力贯通线上各类感应电压和感应电流,并结合牵引变电所负荷过程同步测试,研究分析电气化铁路电磁干扰及牵引回流对该感应电的影响因素。研究表明:感应电压和感应电流受到接触网电压、电流分布、线路结构、牵引供电方式、土壤电阻率、负荷电流等诸多因素影响,为降低电力贯通线感应电压和优化工程防护措施提供依据。     

遂渝线无砟轨道综合接地系统钢轨电位及电流分布的分析

研究目的:结合遂渝线无砟轨道综合接地系统,对无砟轨道钢轨电位及电流分布进行分析计算,并得出相应的结论。研究结果:在回流系统无回流线和综合地线或有回流线无综合地线的情况下,钢轨电位将超过或接近120 V。因此,在对地泄露电阻较高的无砟轨道区段,应当在回流系统中进一步设置金属性回流通路(综合地线),以降低钢轨电位和接触电势。     

土壤结构对城轨中杂散电流分布的影响分析

杂散电流分布受列车运行工况、供电区间长度、钢轨过渡电阻和土壤结构等多因素影响.研究杂散电流的影响因素是防治杂散电流的基础.为了研究土壤结构对城市轨道交通中杂散电流分布的影响,构建含多层土壤结构的杂散电流仿真模型.基于该仿真模型,分析均匀土壤、分层土壤中电阻率、土壤厚度等参数对杂散电流分布的影响.仿真结果表明,土壤结构会...     

电气化铁路长大隧道区段牵引回流特性研究

由于电气化铁路长大隧道区段牵引供电系统特殊的电磁环境与电气拓扑结构,导致流经钢轨的牵引回流比例较大并产生过高的钢轨电位,因此需对隧道区段内牵引回流及钢轨电位分布规律开展深入研究。建立隧道区段直供带回流线方式下牵引网链式模型,计算接触网刚性悬挂方式下的牵引网导线阻抗参数,并推导多导体阻抗与导纳矩阵,利用Matlab/Simulink仿真平台建立长大隧道区段牵引供电系统仿真模型。在此基础上,分析机车运行时牵引回流在各回流通路中的分配规律,并研究综合接地系统对隧道区段钢轨电流、钢轨电位的影响。结果表明:电气化铁路长大隧道区段设置综合接地系统后,牵引回流经钢轨回流部分明显降低,并有效抑制钢轨电位抬升。     

城轨回流系统动态排流与钢轨电位控制仿真研究

当前,城轨供电回流过程中杂散电流与钢轨电位问题突出,排流装置与钢轨电位限制装置(OVPD)作为杂散电流与钢轨电位的治理设备被广泛采用,但系统运营过程中动态排流与钢轨电位控制仿真方法及分布规律尚缺乏研究。通过建立回流系统动态排流与钢轨电位控制仿真模型,分析多区间多列车动态运行过程中全线钢轨电位与杂散电流动态分布规律。研究结果表明,单点钢轨电位控制过程中会引起其他位置OVPD连锁动作,还会大大抬高全线杂散电流水平;杂散电流动态排流过程中,全线钢轨电位与杂散电流水平均会出现一定程度的抬升,因此当前钢轨电位控制与杂散电流排流方法应进一步结合系统多点耦合干扰特性进行改善。     

电气化铁道贯通地线引起的地电位升分析

分析电气化铁道贯通地线引起的地电位升,建立贯通地线入地电流在周围引起地电位升的模型,推导贯通地线电流引起的地电位升的公式。根据不同的土壤电阻率和贯通地线上电流的大小,计算与贯通地线不同距离时的地电位升,对地下金属管线的布置及接地点的选取具有一定的参考作用。     

电气化铁路接触网载流量计算方法

接触网载流量是电气化铁路的基础设计参数。传统方法计算接触网载流量时,只考虑接触网各导线自阻抗和导线间互阻抗对电流分配系数的影响。本文基于牵引网多导体传输线数学模型,给出了考虑回流电路影响时的接触网载流量计算方法,结合带回流线的直接供电方式牵引网和AT牵引网实例,对接触网载流量及各导线的载流利用率进行了计算。结果表明,当牵引网中存在距离接触网较近的回流导体时,传统方法计算出的导线电流分配系数存在明显误差。     

城市轨道交通列车再生制动能量穿越时钢轨电位分布规律仿真分析

当前,城市轨道交通钢轨电位过高引起的钢轨电位限制装置频繁动作、轨旁设备打火、杂散电流泄漏量增大等现象严重,对乘客人身安全及线路杂散电流水平有较大影响,而针对多列车动态运行过程汇总再生制动能量穿越时钢轨电位分布规律尚待进一步研究.对城市轨道交通供电系统动态运行过程中钢轨电位分布规律进行研究,建立系统供电-回流-列车全模型下钢轨电位动态分布模型.分析了多区间多列车并列动态运行情况下再生制动列车回馈至牵引网功率被其他供电区间列车利用情况下钢轨电位的变化情况.研究分析表明,系统多列车动态运行时,再生制动能量穿越情况对钢轨电位影响较大.