混合型相控开关在地面自动过分相中的应用

现有地面自动过分相方案受传统开关及分相区的限制,在供电臂切换的过程中存在暂态过电压和励磁涌流的现象,供电死区时间长,导致辅助供电系统频繁启停。混合式高压复合开关具有很强的通流能力和较高的分断、过载可靠性,其中由全控型电力电子器件构成的相控单元能够实现在某一选定相位确地开断,克服了传统开关的缺点。结合混合式高压断路器特性和分相区结构,设计新型地面自动过分相系统,针对机车不同的运行方向制定不同的相控分合闸方案,从而抑制过电压和主变压器的励磁涌流,实现机车辅助供电系统不断电过分相。利用变压器饱和特性分析关合时间窗的大小,通过对机械开关关合特性的讨论,修正预击穿影响下的关合时间窗。基于MATLAB/Simulink建立牵引电网和CRH5型机车模型,对所提相控方案进行仿真,对比分析投切方案的不同暂态过程,最后建立选相控制试验平台,验证方案的有效性。     

一种基于复合开关的交流电气化铁路地面自动过分相装置

交流电气化铁路中电分相的存在一定程度上制约了高速重载铁路的发展.为此,许多地面带电自动过分相方案相继被提出.基于电子开关的地面自动过分相装置由于结构简单、成本相对较低,得到了较为广泛的应用.然而,对于重载铁路中的长分相,电子开关工作时间长,损耗较大,需要增加辅助散热装置,降低了系统可靠性.该文提出一种应用于重载铁路长分相的基于复合开关的地面自动过分相装置.该装置采用晶闸管阀组与高压接触器组合的结构,在实现列车带电过分相的同时,显著降低了开关的整体损耗.复合开关采用自然冷却的方式即可满足散热需求,无需额外的散热装置,增强了系统可靠性.该文对地面自动过分相装置及复合开关的工作原理和特性进行详细分析,并对开关的损耗进行定量计算与对比,最后通过神朔铁路南梁牵引变电所地面自动过分相装置的实验结果对复合开关的工作效果进行了验证.     

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。     

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.     

自动转换开关合闸涌流对异步电动机负载的影响

针对电动机失电存在残余电压和异步电动机双电源开关转换时可能会产生较大的合闸涌流和过电压问题,通过Matlab仿真软件研究电动机负载电源转换的暂态特性,寻找备用电源合适的合闸时刻。对智能化自动转换开关（ATSE）控制器的设定具有一定的指导作用。     

基于ATP-EMTP的计及高架桥高速铁路过分相电磁暂态研究

鉴于高速铁路牵引供电系统的线路大量铺设于高架桥上,尝试考虑高架桥桥墩回路与牵引网间的电气耦合对高速列车过分相电磁暂态影响的研究,对行进中的高速列车运行安全具有重要的意义。首先建立了牵引供电回路及高架桥桥墩回路的等效模型。其次重点分析和求取了高架桥桥墩耦合系数和各个电气参数。最后利用ATP-EMTP搭建高速列车过分相各暂态过程的车-网-桥耦合集中参数模型。仿真对比分析了计及高架桥和无高架桥高速列车过分相中的电磁暂态过程及其影响因素。仿真结果和对比分析表明,高架桥回路为过分相的高频暂态分量提供有效泄流通道,明显降低了高速列车弓头过电压幅值。     

两相开关磁阻电动机转矩特性的研究

研究了两相开关磁阻电动机的转矩特性以减小转矩波动。首先通过推导近似转矩数学模型，进而通过磁场有限元计算得到了两相开关磁阻电动机的较为平滑的固有矩角特性。在磁场计算的基础上，对两相开关磁阻电动机的转矩特性进行了仿真计算。样机实验验证了计算及仿真结果。结果表明，两相开关磁阻电动机可以在较宽的转速范围内保持连续的转矩特性。     

双流制牵引供电系统电分相“车-网”电气耦合研究

随着经济的快速发展与城市规模的不断扩张,不同供电制式的城市地铁与市域铁路的互通互联需求日益迫切。基于重庆江跳线双流制牵引供电系统实际参数,构建了双流制“车-网”耦合模型,分析了正常过分相工况的“车-网”电气暂态特性;基于动态“弓-网”电弧模型,研究了机车双流制切换失败工况下,“弓-网”弧光特性与“车-网”暂态耦合特征;充分考虑机车过分相极端故障工况,建立了分相绝缘器沿面放电模型,分析了分相绝缘损坏与双流制切换失败叠加工况下的“车-网”暂态耦合过程。基于仿真结论给出相应的运维建议,为过电压抑制、绝缘器件选型提供必要支撑。     

考虑牵引负荷模型的暂态稳定计算

利用PSASP的用户程序接口(UPI)功能,在Windows环境下,采用动态链接库交换文件数据信息,实现将一种牵引负荷模型接入电网进行暂态稳定仿真计算.对比牵引负荷模型与传统负荷模型对系统暂态稳定计算的影响,结果表明:牵引负荷模型对电压扰动的敏感度大于恒阻抗模型而小于感应电动机模型;牵引负荷模型的功角阻尼特性优于恒阻抗模型而次于感应电动机模型,且随着牵引负荷比例的提高,阻尼比增大,故障极限清除时间减小;与感应电动机模型相比,采用牵引负荷模型时的暂态稳定性更高.     

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。