牵引网电分相的联合建模与潜在过电压抑制研究

针对电力机车通过关节式电分相造成车顶绝缘被击穿的问题,通过潜在电路模型的构建,提出了一种电分相过电压的抑制方法。建立了锚段关节式电分相的链式电路模型,分析了机车通过电分相过渡的暂态过程,探讨了平衡接线和AT供电对潜在过电压的影响,利用机车-电分相-牵引网联合仿真模型,进行感应电压和过电压仿真实验。结果表明:中性线加装抑制电路,可使过电压最大值由108.0 kV降为64.8 kV,减小了过电压对牵引网和机车的绝缘冲击作用。     

锚段关节式电分相过电压的龙格-库塔解法及抑制

针对电力机车通过锚段关节式电分相时,出现过电压引起变电所馈电线跳闸,车顶绝缘设备被击穿的现象,分析了机车过分相的暂态过程,建立了机车过分相时的等效高阶电路,使用龙格库塔法对机车过分相时中性段上的过电压进行求解。通过机车-牵引网-电分相联合仿真模型,对机车过分相时产生的过电压进行实验,并提出了利用RC滤波器抑制过电压的方法。实验结果表明:中性线加装RC滤波器可以使过电压降至68.10k V,从而降低了过电压对变电所和车顶绝缘设备的冲击,提高了机车运营的安全性。     

基于PSCAD的机车过分相过电压及抑制方法仿真研究

针对电力机车过关节式电分相时产生过电压,导致击穿保护间隙、损坏电气设备,牵引变电所跳闸等问题,对电力机车过关节式电分相全过程进行了理论分析,并利用EMTDC/PSCAD进行了建模仿真。模拟仿真了机车进出分相过程,研究了电弧重燃引起的二次重合闸过电压这一随机过程,得出电弧重燃条件下的过电压幅值要比无电弧重燃情况下的过电压幅值高的结论。并提出了抑制过电压的两种方案,结合仿真对两种方案的效果进行了对比。     

动车组不分闸过分相时牵引变压器差动保护误动分析

我国高速铁路动车组在通过电分相时采用地面开关式自动过分相方式.以往的试验统计数据显示,在机车通过电分相时,由于地面开关的切换将产生高达负荷电流6倍的冲击电流.对机车不分闸过分相时冲击电流的产生机理进行了理论分析,指出机车主变压器励磁涌流与负荷电流的叠加是造成冲击电流产生的原因.通过MATLAB/Simulink搭建仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性.结合仿真试验对牵引变压器差动保护误动原因进行了分析,发现牵引变压器电流互感器饱和是造成的差动保护二次谐波制动失效的原因.     

协调电网接纳风电能力的概率优化调度研究

电力机车在通过电分相环节时的断电-复电操作会引起机车过电压和过电流问题,严重危及电气化铁路和旅客的安全。提出一种新型过分相方案,使机车无断电、满功率地通过电分相环节。该方案包含一个单相背靠背变流器,变流器的两交流侧分别接入中性段及一个牵引供电臂。当有机车通过电分相环节时,利用变频移相技术使中性段电压在两牵引供电臂电压之间实现柔性的切换,从而能够消除电分相环节的供电死区。介绍了该方案的系统构成及工作过程,给出了背靠背变流器系统级和装置级控制策略,最后通过仿真实例验证了提出的方案及控制策略的有效性。     

电气化铁路无断电过分相方案研究

电力机车在通过电分相环节时的断电-复电操作会引起机车过电压和过电流问题,严重危及电气化铁路和旅客的安全。提出一种新型过分相方案,使机车无断电、满功率地通过电分相环节。该方案包含一个单相背靠背变流器,变流器的两交流侧分别接入中性段及一个牵引供电臂。当有机车通过电分相环节时,利用变频移相技术使中性段电压在两牵引供电臂电压之间实现柔性的切换,从而能够消除电分相环节的供电死区。介绍了该方案的系统构成及工作过程,给出了背靠背变流器系统级和装置级控制策略,最后通过仿真实例验证了提出的方案及控制策略的有效性。     

地面自动过分相中开关切换的瞬态过程研究

针对在铁路分相区实测的机车过分相时的过电压波形,研究了分相区接触网的等效电气参数和数学模型。通过理论分析指出,采用电子开关实现地面自动过分相,实现机车带载(不分闸)过分相的同时,也可避免过电压的产生。对机车处于中性区时地面开关分闸的截流过电压和地面开关合闸的合闸过电压进行了理论分析,仿真验证了分相区的开关切换产生的过电压及理论分析有效。     

电气化铁路不断电过分相与电能质量补偿装置研究

为了解决机车过分相时出现的过电压、过电流以及牵引变电站产生的负序电流等电能质量问题,本文提出一种新的不断电过分相与电能质量综合补偿装置,该装置能够在机车通过电分相时消除供电死区,使机车不断电、满功率、无速度损失地通过电分相,在没有机车通过电分相时减小牵引变电站注入电力系统的负序电流和谐波。给出本文所提出装置的系统配置,对工作时序进行分析,研究了基于三桥臂模块化多电平结构的装置拓扑,并设计了相应的系统级和装置级控制策略。最后通过仿真验证了所提出装置及其拓扑和控制策略的正确性和有效性。     

再生制动式电力机车制动过电压的计算与仿真

再生制动式电力机车在制动运行时时常发生再生颠覆,造成保护电容击穿甚至爆炸等事故,特别是当电力机车在长、大下坡途中制动时,时常发生车顶间隙放电、变电所跳闸等现象,影响了机车稳定运行。为此,以SS7为例,考虑牵引电机电流脉动的特点,对系统发生再生颠覆时过电流及过电压的表达式进行了数学推导;考虑牵引电机磁路的非线性建立了电力机车的动态仿真模型,并对机车运行于不同速度时发生再生颠覆的过电流及过电压进行了仿真计算。仿真结果表明,机车再生颠覆所产生的过电压的大小与机车运行速度v有关,且机车在40km/h≤v≤60km/h发生再生颠覆时,产生的再生过电压将会导致吸收电容损坏、变压器原边绝缘击穿、车顶间隙放电;机车在v≥70km/h发生再生颠覆时,变压器原边所产生的过电压可能导致接触网间隙放电、牵引变电所跳闸。     

电力机车过分相区时暂态过程的研究

针对电力机车分相区时暂态过程对机车及牵引系统造成的不良影响,对机车过分相区时暂态过程进行了分析,并对机车过分相区时可能产生截流过电压及合闸励磁涌流的原因进行了理论研究,提出通过控制机车主断路器的合闸角的技术抑制机车过分相区产生的暂态现象。通过建立电力机车过分相区系统的等效仿真模型,对电力机车主变压器产生的合闸涌流进行了仿真分析,最后的仿真结果验证了理论分析方法的有效性。