牵引供电系统建模与短路电流的仿真

由于牵引供电系统中感性和容性元件的存在,在发生瞬间、永久短路故障以及机车充电过程中,都会有不对称暂态电流冲击,这对基于电流变化量原理的保护判据将产生很大的影响,甚至导致保护的误动作。笔者基于EMTP对供电系统进行建模,分析了变压器对短路电流中暂态电流冲击的影响,考虑到实际电压器短路瞬间漏抗增大,对EMTP中的实际变压器做了一定的改进,最后得到的仿真波形与实际短路电流波形十分吻合。分析结果表明该模型具有很好的灵活性和较高的精确性,对基于电流变化量原理的保护以及误动作的排除等相关问题的研究具有十分重要的意义。     

500kV紧凑型同塔双回输电线路感应电压电流的仿真计算

500kV紧凑型同塔双回输电线路对其中一回进行停运检修时,线路之间的静电和电磁耦合作用会在停运的检修线路上产生感应电压和电流,影响检修人员的安全作业。以某500kV紧凑型同塔双回输电线路为研究对象,利用电磁暂态软件(ATP-EMTP)建立计算模型,分析线路长度、运行电流、呼称高度和运行线路遇瞬时性故障重合闸对检修线路上感应电压和电流的影响,计算不同作业方式下流过检修人员的人体电流。研究结果表明:静电感应电压主要受呼称高度和重合闸的影响,电磁感应电压主要受线路长度和运行电流的影响,静电感应电流主要受线路长度和重合闸的影响,电磁感应电流主要受线路长度和运行电流的影响;在检修位置悬挂安保线进行检修时的人体电流为μA级别,可保证检修人员的安全作业。     

电子系统对ESD辐射耦合的实验研究

为了获得电子系统对静电放电辐射耦合的规律,为电子设备的静电防护设计提供理论和实验依据,在IEC61000-4-2静电放电抗扰度测试平台上,对电子系统进行了接触式静电放电,测量在不同放电电压、不同耦合电路参数时,电子系统的耦合电压峰值和耦合电流峰值,分析了耦合电压峰值、耦合电流峰值及两者的乘积与放电电压、电路参数的关系.实验发现,在一定的放电电压范围内,耦合电压峰值和耦合电流峰值都与放电电压存在很好的线性关系,且耦合电压峰值随耦合电路参数有规律地变化;耦合电压峰值与耦合电流峰值的乘积与放电电压之间存在二次函数关系.     

同塔双回线路感应电流与感应电压的研究

对同塔双回线路的感应电流和感应电压进行了理论分析,并利用电磁暂态计算程序EMTP进行了验证计算.对比研究了500 kV常规型和紧凑型杆塔的感应效应,得到了线路长度、输送功率、线路高抗等因素与容性、感性的感应电压、电流之间的关系.研究结论可推广于500 kV以外的其他电压等级线路,这对于同塔双回线路的设备设计选型、运行检修具有参考价值.     

高速铁路牵引供电系统建模及仿真分析

通过对牵引供电系统中交直交机车运行原理的分析,建立以有功功率、功率因素、直流侧电压作为重要指标的CRH380B型机车简化模型,采用PSCAD/EMTDC搭建了机车-牵引网-电网牵引负荷联合仿真平台模型,并分析CRH380B型动车组在稳定运行时,机车位置与机车数量对电网电流谐波畸变的影响,以及机车位置对接触网电压的影响。仿真结果表明,所搭建的CRH380B型机车模型和高速牵引负荷联合仿真平台结构简单合理,能较好分析机车电流谐波特性、牵引供电系统接触网电压分布规律和电网谐波畸变特性。     

110kV同塔四回输电线路检修作业与安全防护分析

为解决土地资源紧缺的问题,中国部分城市110 kV线路已广泛采用同塔四回的输电方式,不仅提高了单位走廊的输电容量还保证了供电可靠性。但线路线间耦合严重,三回正常运行线路会在停运检修线路上感应出电压、电流,影响作业人员的人身安全。从理论上推导感应电压和感应电流的产生机理,并根据实际线路、杆塔参数建立110 kV同塔四回输电线路的ATP仿真模型,计算线路长度对检修线路上感应电压分量和感应电流分量的影响,最后对比分析2种不同检修方式下的人体电流。研究结果表明:线路长度对静电感应电压的影响较小;静电感应电流、电磁感应电压和电磁感应电流与线路长度成正比;无保安线的检修方式无法保证检修人员的安全,而在挂接保安线下的人体电流只有μA级,可保证检修人员的安全。     

机车过关节式电分相时的过电压原因分析

当机车过锚段关节式电分相时,可能会产生过电压现象,严重时会危及牵引变电所的设备安全,也会威胁牵引变电所和接触网的安全运行。文章利用MATLAB/Simulink仿真软件建立机车过关节式电分相的仿真模型,然后针对机车进入电分相时不同接触网电压相位角、电分相装置的位置和牵引网高次谐波的含量对中性线电压的影响进行仿真分析,并对中性线上产生的过电压波形进行傅里叶分析。结果表明,这几个因素均是影响中性线电压峰值的主要原因。     

全并联AT牵引网高次谐波谐振及抑制方案研究

当机车发出的谐波电流分量与牵引网固有谐振频率相等或接近时,可能激发车网系统发生谐波谐振,从而在牵引网上形成过电压和过电流。引入机车诺顿等效模型,分析并联谐振和串联谐振的产生机制及其特性。仿真结果表明:谐振发生时,单位谐波电流的注入会在牵引变电所产生数千伏谐波电压,馈线谐波电流被放大近10倍;牵引网电压和馈线电流的升高主要是和并联谐振有关,串联谐振对网压和馈线电流的升高基本无影响。仿真结果验证了在牵引网上设置二阶阻尼滤波器的有效性,并对其安装位置进行了探讨,对AT牵引供电系统高次谐波谐振研究和抑制技术应用提供了参考。     

分布式发电电压协调控制策略研究

本文研究了50 kW分布式发电电压自治装置的控制策略,其原理是采用并网运行时的电网频率和电网电压作为支撑,根据输入输出功率、直流侧电压或充放电电流在AC/DC侧设计了恒压控制器、恒流控制器、Vf控制器,在DC/DC侧设计了恒压控制器、恒流控制器. 本文搭建了试验平台对分布式发电电压自治装置进行测试,感性无功降低电压实验和容性无功升高电压实验的结果表明,该装置具有良好的无功变化抗扰度. 直流母线电压稳定性测试实验结果表明,该装置的电压具有良好的稳定性.     

传输线端接阻抗对线间串扰的影响研究

运用多导体传输线理论为均匀及非均匀介质中的传输线耦合情况建立相应的等效电路模型,借助Matlab软件对PCB板上三导体传输线的线间串扰进行仿真计算.首先分析终端为匹配负载的情况下,主串回路的电压变化对串扰电压的影响,然后分析了终端接电阻、电抗、阻抗三种不同的终端负载情况下串扰电压的变化.结果表明,串扰电压随主串回路电压的增加而增加,且匹配的电阻值能够减小串扰电压,容性负载对串扰电压的影响要比感性负载大.     

涡流对断路器方形永磁机构特性的影响

由于高压断路器永磁机构工作时间短、动作速度快,工作时会在动静铁芯中产生涡流,为了分析其对机构特性的影响,采用耦合法对永磁机构的瞬态磁场进行分析,并研究了电压激励下的瞬态磁场,推导出考虑涡流影响的非线性瞬态磁场数学模型.运用有限元分析软件Ansoft对方形永磁机构进行仿真,分析涡流对其特性的影响,并对其损耗进行计算分析.分析结果表明,由于涡流的影响使永磁机构的动作时间增长,在永磁机构动作过程中,动铁芯的涡流损耗很大.     

真空断路器产生暂态过电压的机理和抑制措施

通过分析研究高压真空断路器在切断感性载和容性负载时产生暂态过电压的原因,探讨了抑制过电压的具体措施.     

基于Fourier级数的电磁脉冲孔耦合数值分析

针对电磁脉冲孔耦合问题,基于正弦电磁波孔耦合理论,利用Fourier级数,对入射空间的电磁脉冲进行分解与复合,得到了不同距离、不同角度和透入不同尺寸孔洞的电磁脉冲孔耦合的相关信息．这种新的算法及其所获得的数据可作为进一步研究电磁脉冲孔耦合的参考．     

机车牵引变压器空载合闸励磁涌流特性分析

由于电力机车变压器铁芯的非线性特性及绕组中残留的剩磁,空载合闸时一次绕组易产生很大的励磁涌流．数学模拟分析变压器空载合闸的瞬态过程,基于MATLAB／sIMULINK建立电力机车主变压器空载合闸的仿真模型,分析剩磁以及磁通对励磁涌流的影响．仿真结果与理论相吻合,为电力机车主变压器的保护、电磁设计与运行提供了重要的理论依据．     

MTL model of the capacitive pulse interference coupling equipment

An MTL (multi-conductor transmission line) model of the capacitive coupling clamp is developed to analyze the capacitive pulse interference injection method in the electromagnetic immunity test. According to different physical characters, the per-unit-length parameters of each part in the model are obtained by the analytical or numerical method as well as by deriving from experimental data. Then the 2n matrix and its equations are constructed. The solution of the MTL equations show a good agreement with the experimental results. The model can be used to predict the interference pulse entering the equipment.     

中等传输距离下的无线功率传输链路第1部分:实现工作状态最优化

中程无线功率传输(WPT)可以采用几种不同的方式实现,如通过电感或电容耦合、谐振或非谐振网络实现.本文主要研究了通过感应耦合谐振器实现的WPT链路,而且只着重研究了利用2个谐振器的链路(直接链路)并工作在主谐振频率下的情况.研究结果表明,当工作在主谐振频率下,可以根据网络参数来对传输效率或负载功率进行优化.     

电容耦合连接器及其信号完整性分析

传统的压配模式连接器在每次连接时需要插拔,插入力使引脚遭受磨损和扭折,针对此问题提出了一种电容耦合连接器.该连接器根据AC耦合原理,利用两条传输线相互重叠形成的电容,将发射端信号耦合到接收端,信号传输界面是非接触的,插入力为零,消除了磨损和扭折的现象.通过分析电容耦合连接器物理结构对接收端脉冲波形的影响,提出了连接器尺寸的选择策略与合理的均衡方案以减小符号间干扰,提高了信号的传输速率.仿真结果显示,电容耦合连接器的信号传输速率可达16Gb/s.     

电磁轴承耦合特性及电磁力分析

分析了电磁轴承测量耦合特性,给出了测量耦合计算公式,建立了考虑正交结构耦合影响情况下电磁力计算公式．分析结果表明：正交结构耦合力提高了系统的负刚度,正交耦合力的大小与控制电流无关,与气隙的变化量成正比;位置刚度系数与磁极分布角度无关,而电流刚度系数与磁极分布角度相关．