地铁牵引供电系统对公网谐波影响仿真研究

地铁机车采用直流牵引,具有波动性强、系统谐波含量丰富等特点,极大地威胁到电力系统的安全稳定运行.为了分析西安地铁对公共电网的影响,应用MATLAB/Simulink软件对即将投运的西安地铁2号线24脉波整流设备和牵引供电系统建模,并对其接入西安市公共电网后产生的谐波进行计算.结果表明:地铁负荷的变化对公网谐波含量的百分比影响较小;地铁供电系统23、25、11、13次谐波所在的比例最大,对公共电网电能质量的影响也最为严重.建议对以上4种谐波采取相应的治理和防护措施;随着地铁牵引负荷的增大.建议预留谐波抑制设备的安装位置.     

轻轨供电系统谐波的测量与仿真分析

轻轨供电系统采用直流牵引,具有波动性强、系统谐波含量丰富等特点,极可能威胁到电力系统的安全稳定运行.本文研究轻轨供电系统在不同运行状态下对公共电网谐波的影响规律.依据机车、牵引供电系统和公共电网的实际参数,搭建包括公共电网在内的城市轨道交通牵引供电系统整体仿真模型,并通过实际的现场谐波测试数据加以验证.以此模型为平台,...     

城市轻轨供电系统对公共电网电能质量的影响研究

轻轨供电系统采用直流牵引和三电平逆变技术,具有波动性强、系统谐波含量丰富等特点,有可能威胁到电力系统的安全稳定运行。研究了轻轨供电系统在不同运行状态下对公共电网电能质量的影响规律。依据机车、牵引供电系统和公共电网的实际参数,搭建包括公共电网在内的城市轨道交通牵引供电系统整体仿真模型,并通过实际的现场谐波测试数据加以验证。以此模型为平台,得出该供电系统向公共电网注入谐波主要是24脉波整流导致的特征谐波（23、25次）和逆变器工作所导致的特征谐波（11、13次）,而负序和电压闪变值都符合国家标准。通过改变运行列车的运行状态和数量,在列车启动瞬间其瞬时谐波含量最高可达到17%;随着列车数量的增加,电压下降明显,但仍在标准允许范围内。     

城市轨道交通的配电系统故障分析及解决方案

随着城市轨道交通建设的快速发展,其对电网的影响也逐渐显现,不同于电网中的其他负荷,地铁牵引供电网络是一个交直流混合的网络,运行方式较为复杂且多变。另外,地铁负荷受到多方面的影响,谐波含量丰富,随时间变化表现出较大的波动性。如今人们对于电能质量要求越来越高,城市轨道交通供电系统接入电网面临的问题亟待解决。针对具体的城市轨道交通35kV配电系统进行故障分析,搭建了谐振回路模型,计算出单相故障电缆容性电流,提出了谐振抑制措施,从而减少了电流谐波、谐振过电压、电缆容性电流及杂散电流等对电力系统的危害。提高了电网的电能质量及供电可靠性和稳定性,消除了地铁牵引供电对电网造成事故的潜在隐患。     

车网耦合的牵引供电系统谐波仿真分析

牵引供电系统是电力系统重要负荷,也是电力系统主要的谐波源之一。在研究牵引供电系统谐波传输特性和谐波对电力系统的影响时往往对牵引供电系统模型进行一定的简化,虽然具有一定的合理性,但是这样分析出来的结果与实际结果相比必然存在一定的误差。针对牵引供电系统谐波分析模型不精确,利用PSCAD/EMTDC搭建了电力机车-牵引网-电网仿真模型,仿真研究了机车位置、机车数量和牵引网长度变化时牵引供电系统谐振以及电网总谐波畸变率的特性。仿真结果表明该仿真模型能更准确地分析牵引供电系统谐波特性,分析结果更加符合实际。     

基于ETAP的南宁城市轨道交通负荷建模与仿真研究

为分析南宁城市轨道交通负荷并网后对公共连接点电能质量的影响,基于ETAP软件建立南宁地铁1号线城市轨道交通供电系统仿真模型,并从夜间检修期、正常运行期和上下班高峰期等3个时段进行研究。仿真结果表明:南宁轨道交通负荷的主导谐波电流均未超过国标允许值,目前对公共连接点电能质量的影响不大。随着未来发车密度和客流量的增加,轨道交通负荷对公共连接点电能质量的影响将进一步增强,建议加强南宁轨道交通谐波监测和分析,以确保南宁地区电网和城市轨道交通配电系统安全、可靠、高效运行。     

德大电气化铁路接入对山东电网电能质量的影响

通过分析德大电气化铁路负荷特点,计算各牵引站注入供电系统公共连接点的谐波电流,应用ETAP软件仿真计算德大电气化铁路接入引起的公共连接点电压畸变及三相不平衡,对德大电气化铁路接入对山东电网电能质量的影响作出评估。     

牵引供电方案设计中谐波谐振问题研究

为了评估牵引供电系统的谐波谐振特性,从牵引供电系统设计角度出发,建立牵引供电系统谐波特性仿真模型和牵引负荷谐波发射模型。研究牵引供电方案中外部电源系统短路容量大小和馈线电缆长度变化对牵引供电系统谐振特性的影响规律。在供电方案综合评判中引入谐波谐振特性分析,研究牵引供电方案与牵引负荷谐波特性匹配问题及其对供电质量的影响。研究结果表明,牵引供电设计参数的变化对谐波谐振特性影响显著,通过优化牵引供电方案可以减少甚至避免发生谐波谐振。     

地铁24脉波整流机组的仿真及谐波电流分析

牵引地铁列车的直流电动机广泛使用24脉波整流机组提供的直流电源.分析了24脉波整流机组的工作原理,利用MATLAB-SIMULINK工具箱搭建24脉波整流机组仿真模型;采用傅里叶级数从理论上分析了电网侧和直流侧谐波电流,且通过仿真分析,更加直观地体现了电网侧和直流侧谐波电流特点.结果表明:采用24脉波整流机组,网侧电流谐波含量大大降低,减少了对电网的污染,同时输出直流电压的纹波系数较小,从而体现了地铁直流牵引供电系统中采用24脉波整流机组的优越性.     

薄弱电网地区电气化铁路谐波谐振研究*

针对广大薄弱电网地区的电气化铁路可能出现的谐波放大等问题进行了谐波谐振研究,建立了"外部薄弱电网—牵引变压器—牵引网—牵引负荷"谐波模型;应用模态分析法对系统谐振进行分析.结果表明,薄弱电网下的牵引供电系统产生了有别于普通牵引供电系统的新谐振现象,即除了系统原有的3个谐振点,还形成了多个广泛分布的由3个相邻谐振点组成的谐振带,为研究薄弱电网地区电气化铁路的谐波谐振问题提供了参考.     

郑州轨道交通供电系统谐波分析及影响研究

结合郑州轨道交通一号线牵引列车的电气参数,对四种负载工况下牵引运行时列车从牵引网获取的最大功率进行估算,计算列车牵引负荷;针对列车在初期、近期、远期以及典型负载工况下牵引运行的情况,利用MATLAB/Simulink软件建立郑州地铁供电系统交流侧仿真模型,通过与M文件进行交互,实现了城市轨道交通交直流潮流计算;建立整流机组的谐波源模型,结合各元件的谐波数学模型形成等值电路,编写相应程序分析谐波潮流,根据计算结果分析郑州轨道交通的谐波特性以及对城市配网的影响程度。     

电铁牵引站V/V牵引变压器注入系统的谐波和负序分析

为了分析牵引供电系统产生的谐波和负序电流所造成的影响,建立了基于PSCAD/EMTDC的典型牵引供电系统和公用电网的模型。在V/V接线形式的牵引变压器下,分析两供电臂机车不同台数运行方式下产生的谐波和负序的影响。     

直流牵引供电系统短路稳态电流的计算

直流牵引供电系统短路稳态电流的计算对城市轨道交通牵引供电系统的设计有重要的作用.介绍了直流牵引供电系统的数学模型、短路稳态电流的计算方法及流程图,编写了直流牵引供电系统短路电流稳态值计算的程序和仿真界面,并对上海地铁3号线牵引网发生短路的情况进行仿真,通过与地铁线路短路试验数据对比,验证了其准确性,最后对北京地铁6号线...     

地铁牵引供电系统中有源滤波器谐波控制研究

地铁牵引供电系统中多采用的是24脉波整流机组,是由两组12脉波整流机组并联组成。如果两组12脉波整流机组工作不稳定会产生大量的谐波,对地铁安全运行产生威胁。因此从整流机组的整流特性进行谐波分析,针对24脉波整流机组加入三电平有源滤波器进行谐波控制。主要对三电平有源滤波器的拓扑结构及控制算法进行深入分析和研究。最后通过仿真与实验结合说明该有源滤波器对地铁24脉波整流牵引供电系统非特征次谐波控制有一定的补偿作用。     

基于EMTDC的电铁及云南电网电能质量联合仿真分析

结合云南电网及电气化铁道的实际工况,选取适用的牵引供电及电力系统电气元件数学模型;基于PSCAD/EMTDC仿真软件,建立电气元件仿真模型,搭建反映电铁及电力系统实际工况的联合仿真平台;采用项目实测的牵引变电所低压母线负荷数据,分析不同牵引变接线形式、电力系统运行方式及考虑轮流换相的工况下,电铁负荷对电力系统谐波和负序等电能质量指标的影响。仿真研究和理论分析表明,所建立的仿真平台能够较好的反映元件及系统的运行特性,其使用灵活性及仿真精度均能够满足实际项目需要。     

基于逆变型能量回馈系统的地铁保护配置方案设计研究

随着逆变型能量回馈系统在地铁领域的推广,其反馈的电能对地铁供电网络安全稳定性能的影响亟待解决。首先建立了逆变回馈系统的仿真模型,然后介绍了地铁供电系统保护配置方案。根据逆变回馈模型能够抑制直流牵引网电压和电流的抬升以及逆变回馈瞬时最大功率的仿真结果,对既有地铁交直流系统保护配置方案进行改进,从而保障地铁供电网络的安全性与可靠性。     

采用三电平电压型PWM整流器的地铁牵引供电系统

提出了一种基于三电平电压型PWM整流器的新型地铁牵引供电系统(1500VDC),具有节能效果好、功率因数高、谐波含量小等优点,且易于采用模块化和冗余设计.论文重点介绍了变流系统的主电路拓扑、并联控制策略和三电平整流器控制策略,最后给出仿真及实验结果.     

Synchronous phase measurements in the automated monitoring system of railway power supply facilities

The growth of freight traffic to the ports and border crossings of the Far East makes it necessary to significantly increase the carrying capacity for the railways of the eastern region of Russia. Trains with a mass of 6300 t cross through mountain passes with a traction of four-section locomotives in the stock front and rear end. Thus, the total capacity of the locomotives of only one train while moving along a steep ascent reaches 29 MW. The use of total capacity by locomotives at these locations in the modes of traction and regeneration braking imposes demanding requirements on the system of traction power supply. The automated monitoring system (AMS) of the traction substations has for several years of operation permitted accumulating a unique statistical basis for analysis of the operation modes of the traction power supply system in different conditions of handling of the trains and traffic density of trains. The data of the monitoring system includes all connections with current and voltage transformers. The monitoring system of the electrical parameters of the locomotive is synchronized and will be modified for operation according to the PMU standard. Thus, a complex electrified section will have the most complete set of measurements to investigate the operation of infrastructure while handling heavy trains. Continuous measurements enable one to tune out quickly protective equipment from increasing loads, allowing the influence to be determined of the balancing current on operation of protective systems and power losses in the system elements and making it possible to determine the necessity to apply the technologies of flexible alternating current transmission systems (FACTSs) in the power supply sector. The mathematical model of the traction power supply system based on measurements in the AMS permits controlling a large number of electrical parameters of its elements promptly identifying rapid degrading and differing from the normal ones.     

Simulations of processes in the power circuit of VL10 (VL-10W) locomotives with traction motors connected in series

Results of simulations of the processes of changing currents and voltages in power circuits of VL10 (VL-10W) locomotives with traction motors, which are connected in series, in cold insulation have been considered. Taking the thermal state of the insulation structures of traction motors of locomotives into account is a new approach in simulations of electrical processes in power circuits. Such a differentiated approach to simulating the electrical processes in power circuits of locomotives became possible when the capacitive components of anchor and pole windings of traction motors in locomotives were studied and taken into account in the equivalent circuits, as well as their temperature dependences. In this work, the results of simulations of the processes of changing currents and voltages in power circuits of VL10 (VL-10W) locomotives during a start from rest in the case of series connection of traction motors with insulation temperature of their anchor and pole windings equal to 20°C. The results of simulations are shown as graphic time dependences of currents and voltages in the main elements of a locomotive power circuit.