城市轨道交通轨地过渡电阻对杂散电流分布特性的影响

为研究城市轨道交通轨地过渡电阻对杂散电流的影响,基于电阻网络的方法,建立将各金属结构、道床及大地等效成电阻和过渡电阻的电路模型,并推导出各金属结构电压、电流的解析表达式。然后采用CDEGS软件作了仿真验证,讨论了不同过渡电阻及区间过渡电阻不均匀对杂散电流和走行轨电位的影响。研究结果表明:过渡电阻均匀和不均匀时,仿真结果均与计算值基本保持一致;过渡电阻均匀时,排流网电位最大偏差为5.7 m V,不超过16%;轨地过渡电阻与走行轨绝缘电阻率成正比,杂散电流大小与过渡电阻成反比,过渡电阻为3?·km时,杂散电流达到1 448.4 m A;不均匀过渡电阻并不会影响走行轨上的压降,但会改变其电位分布;过渡电阻突变减小会增大总杂散电流。研究成果可为地铁杂散电流防护设计提供依据。     

地铁钢轨扣件对地过渡电阻等效电路及各部件的影响因素研究

地铁钢轨绝缘扣件用于隔离钢轨与大地,减少地铁杂散电流的危害。研究绝缘扣件的等效电路,探明各绝缘部件在钢轨对地过渡电阻中的影响,有利于针对性地减少地铁迷流。文中以弹条Ⅲ型扣件为例,根据泄漏电流从钢轨到大地的流通路径,给出了扣件组对地过渡电阻的等效电路;仿真计算了扣件各绝缘部件体电导率与表面电导率对过渡电阻的影响,得到了过渡电阻与各部件之间的关系;最后通过实验对研究结论进行了验证。研究发现:扣件组绝缘材料体电阻与表面绝缘电阻相差107倍,表面绝缘电阻对过渡电阻起决定作用;扣件表面绝缘电阻与表面电导率成反比,其中轨下垫板与铁垫板下垫板表面绝缘电阻仅为轨距块的1/5左右,材料表面凝露会使过渡电阻下降一半或三分之二,提高扣件过渡电阻的关键在于提高轨下垫板与铁垫板下垫板的表面绝缘电阻。文中研究成果为进一步提高轨道对地过渡电阻提供了理论支持。     

地铁走行轨对地过渡电阻杂散电流分布的影响

城市轨道交通直流牵引系统杂散电流可能导致钢轨、道床钢筋、结构钢筋和地下金属管线等发生不同程度的腐蚀,杂散电流分布及对腐蚀定量影响目前国内外还缺乏研究。针对目前规范中典型的3种走行轨对地过渡电阻状态:15?·km(新建线路验收限值)、3?·km(运行线路限值)和0.5?·km(不良状态),数值计算对比了机车距离变电所负极距离0.5、1.0、1.5、2.0、2.5和3.0 km 6种位置时沿线钢轨对地电位分布以及钢轨和杂散电流分布。研究结果显示:走行轨对地电阻越小,钢轨泄漏的杂散电流越大。机车在距离牵引变电所负极越远的位置运行时,沿线钢轨的和排流网上的最大杂散电流密度以及沿线钢轨对地电位越大。土壤电阻率为100?·m,走行轨对地过渡电阻为0.5?·km情况下钢轨最严重部分损失占33%,年腐蚀量可达203.62 g/m。该研究为城市轨道交通杂散电流危害定量评估影响提供了依据,清晰地反映了走行轨对地过渡电阻工程控制的必要性。     

轨地过渡电阻对电网地铁杂散电流分布影响分析

为研究轨地过渡电阻对电网中地铁杂散电流分布的影响,提出了在多层分区土壤下地铁与电网的杂散电流耦合模型以及交流电网模型。首先,基于实测土壤数据建立多层分区土壤模型,通过CDEGS软件建立贵阳市某地铁线路和片区电网耦合模型。然后,在考虑地铁列车运行工况的同时,仿真分析了轨地过渡电阻变化对地铁杂散电流和变压器中性点直流电流分布的影响。最后,结合实际电网参数,根据所提耦合模型变压器中性点流入电流的仿真结果设置外部直流电源输入,进而借助PSCAD/EMTDC软件构建贵阳市某片区电网杂散电流分布模型。仿真结果表明,轨地过渡电阻减小会增大变压器中性点、输电线路以及变压器励磁绕组中的杂散电流。     

过渡电阻及其对方向阻抗选相元件的影响

通过实际故障讨论过渡电阻的计算方法,得到了过渡电阻的定量值。进而说明了过渡电阻对线路两侧方向阻抗选相元件的不同影响。     

一种消除过渡电阻影响的阻抗测量方法

双端供电系统当线路发生单相接地故障时,由于过渡电阻的存在会造成阻抗测量不准确,引起距离保护的不正确动作。首先运用相量图的方法,定性分析了保护位于送电侧和受电侧时,过渡电阻引起阻抗测量误差的原因;为了减小过渡电阻引起的测量阻抗误差,基于全周傅氏算法提出了利用保护安装处负序电流相位代替故障点处故障电流相位的方法,并通过传统阻抗测量方法的改进,在高阻接地的情况下也能够比较准确地求得测量电抗值。EMTDC仿真表明,与传统的计算方法相比,该算法能有效地减小过渡电阻对测量阻抗的影响,保证测量阻抗的准确性。     

过渡电阻对多相补偿阻抗元件影响的分析及对策

介绍了一种不受系统振荡影响的多相补偿阻抗元件,利用序分量法分析了线路单相经过渡电阻短路时该多相补偿阻抗元件的动作特性,分别从保护区内、区外以及反向故障3个方面分析了过渡电阻对该多相补偿阻抗元件的影响。针对该多相补偿阻抗元件在保护区内耐受过渡电阻能力较弱,而保护区外及反向耐受过渡电阻能力较强的特点,提出通过对单相距离继电...     

接地极长度对其接地阻抗频谱特性的影响研究

首先搭建了三种常见结构接地极的仿真模型,运用CDEGS软件仿真得到了不同电源频率下接地极的接地阻抗;然后通过分析阻抗模和阻抗角的频谱响应曲线,找出了不同结构下长度对接地阻抗的共同影响规律;最后通过实验对该规律进行了验证。研究发现频率较低时,接地极长度对阻抗模值有较大的影响;频率升高后,不同长度接地极的阻抗模值逐渐相同,而阻抗角有较大的差异;随着频率进一步升高,不同长度接地极接地阻抗的模值与阻抗角相同。如果以50Hz的阻抗模值为基准,可以通过模值倍增时所需要的频率对接地极长度进行检测。研究发现,利用接地阻抗的频率响应特性对接地极长度检测具有一定的可行性,为进一步研究接地极的频率检测技术提供了依据。     

阻抗孔特性对水电站水力干扰过渡过程的影响研究

采用水电站过渡过程通用程序,分析研究了某大型水电站阻抗孔特性对水力干扰过渡过程的影响,结果表明：无论是并入理想大电网还是并入有限电网,当阻抗孔尺寸或流量系数发生改变时,对受扰机组的出力摆动结果都有明显影响。同一工况下,阻抗孔直径或流量系数越大,受扰机组出力摆动越大;并入理想大电网的出力摆动均大于对应情况下并入有限电网的出力摆动;适当减小阻抗孔面积,有利于保证过渡过程中机组工作的稳定性,并可节省工程费用。     

过渡电阻对距离保护的影响

分析了过渡电阻对单相接地和相间故障时距离保护测量阻抗的影响,提出了通过采集同一时刻故障线路两侧电流、母线电压的补偿算法,消除过渡电阻对测量阻抗的影响。     

电磁发射中枢轨接触电阻特性研究

在电磁轨道发射技术中,电枢和轨道的接触状态对发射系统的性能和寿命有重要影响。接触电阻是反映接触状态的一个重要指标。为此,建立了炮口电压的电路模型,设计不同充电电压条件下的发射试验,并测量炮口电压、轨道电流、电枢位移。根据电路模型计算出接触电阻和电枢体电阻。计算结果表明:初始阶段,电枢体电阻与接触电阻大小接近;在后半段,电枢体电阻远小于接触电阻。不同充电电压下发射试验的接触电阻曲线具有相同的变化趋势,接触电阻先随着电流的增加而减小,在电流处于平顶区时接触电阻先上升后下降,当电流下降时接触电阻急剧上升。分析讨论后认为,接触压力和温度是决定接触电阻的两个主要因素,而电流大小直接影响电磁压力和温度。     

城市轨道走行轨过渡电阻测量方法与计算误差

走行轨过渡电阻的测量对杂散电流评估有着重要的意义。实际运营线路、过渡电阻的测量受远端钢轨电位限制器接地等情况干扰。通过建立走行轨-排流网两层模型,求解走行轨电位和电流在线路首末端双端接地、不接地和单端接地3种情形下的分布,分析过渡电阻测量误差。走行轨平均电位测量误差随着测量区间的增大而增大,泄漏电流的测量误差随着测量区间的增大而减小。当线路两端接地时,过渡电阻测量误差最大可达到1.20■·km。建议过渡电阻测量区间长度控制在1～4 km范围内。当走行轨平均电位计算考虑其近似直线分布时,平均电位误差均小于采用算术平均值计算,可以减小过渡电阻测量误差。     

一种抗过渡电阻的阻抗测量改进方案

针对在线路始端和末端将电流分配系数当作实数处理时存在较大误差的问题,提出一种基于高频谐波分量的距离保护阻抗测量改进方案。利用频率越高,电流分配系数越接近于实数的特点,首先,通过保护安装处的序电流与故障点电流的关系,推导出由保护安装处测量信息构成的故障距离百分比表达式。然后,通过提取故障波形中的高频谐波分量,求取保护安装处距离保护的真实故障阻抗。基于新英格兰10机39节点系统的仿真结果表明,不论过渡电阻大小和故障位置远近,方案的计算误差均优于与传统方案;同时,提取高频谐波所需采样窗长短,有助于提升距离保护的动作时间,具备良好的工程实用价值。     

利用过渡电阻增量实现阻抗自适应测量的设想

提出了利用过渡电阻增量实现阻抗自适应测量的设想,导出了其动作判据,并对该判据进行了初步分析,旨在利用故障点弧电阻的变化特性来消除过渡电阻对距离保护正确测量的影响。     

过渡电阻对故障暂态分量的影响分析

线路故障后产生大量的暂态分量,会影响常规保护的动作性能.利用分布参数等值超高压长距离输电线路,重点分析了过渡电阻对暂态高频分量的影响,分别讨论了相间短路和接地故障时,暂态高频分量与过渡电阻之间的关系.理论分析表明:故障暂态高频分量在频域上表现为一系列固有频率的形式,固有频率受过渡电阻的影响,固有频率的衰减系数与过渡电阻成反比,接地故障时,暂态高频分量中频率最低者与过渡电阻无关,只与电源侧反射系数和线路长度有关.利用PSCAD进行了仿真验证,仿真结果与理论分析相符.     

过渡电阻对故障暂态分量的影响分析

线路故障后产生大量的暂态分量,会影响常规保护的动作性能。利用分布参数等值超高压长距离输电线路,重点分析了过渡电阻对暂态高频分量的影响,分别讨论了相间短路和接地故障时,暂态高频分量与过渡电阻之间的关系。理论分析表明：故障暂态高频分量在频域上表现为一系列固有频率的形式,固有频率受过渡电阻的影响,固有频率的衰减系数与过渡电阻成反比,接地故障时,暂态高频分量中频率最低者与过渡电阻无关,只与电源侧反射系数和线路长度有关。利用PSCAD进行了仿真验证,仿真结果与理论分析相符。     

基于对地电容与过渡电阻识别的故障选线方法

在简要分析配电网现有单相接地故障选线方法的优缺点基础上,提出了一种新的选线方法。先利用配电网单相接地故障数据,根据故障前后线路电流电压变化量之间的关系来计算各馈线对地电容,在此基础上估算每条出线故障相的过渡电阻,最后通过比较过渡电阻进行选线。该选线方法不受中性点接地方式、过渡电阻和故障位置的影响,通过仿真分析验证了该方法的有效性。     

可消除过渡电阻影响的单相接地距离保护研究

针对过渡电阻使距离保护稳态超越或欠范围拒动的问题,提出了一种新型距离保护方案并深入分析了其可行性。首先,利用电压电流相量几何特性建立相似三角形,并据此构建故障距离百分比求解方程以消除过渡电阻的影响;其次,基于保护安装处负序测量电流与故障点电压相位关系,简化上述方程以解析求解故障距离。该方案仅利用单端电气量信息即可精确定位故障位置,可有效解决过渡电阻引起的距离保护拒动或超越的问题,PSCAD/EMTDC平台上的仿真实验验证了该方案的可靠性。