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。     

同步关合空载变压器抑制励磁涌流和过电压的研究

高压断路器在随机关合空载变压器时会产生幅值、频率很高的涌流和过电压,从而可能导致继保装置误动、变压器绕组机械应力增加和用户电能质量下降。采用同步开关技术选相关合空载变压器能有效减少励磁涌流和操作过电压。分析了空载变压器同步关合的原理和最佳目标关合相位确定,提出空载变压器铁芯剩磁计算方法,并采用最小二乘算法实现剩磁计算。最后,采用ATP-EMTP建立空载变压器同步关合仿真模型,验证了提出的空载变压器同步关合和铁芯剩磁计算算法有效性,为空载变压器的同步关合减少励磁涌流和过电压提供了理论基础。     

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.     

换流变压器空载励磁涌流选相关合控制策略

针对由单相变压器构成的500 kV换流变压器组,建立了考虑铁芯非线性磁滞特性的变压器模型。仿真分析了关合角度及铁芯剩磁对换流变压器空载合闸励磁涌流的影响。研究了变压器空载合闸时抑制励磁涌流的选相关合策略。研究结果表明,当铁芯剩磁可忽略时选相关合策略为:A相在电压峰值时刻关合,B、C相延时5 ms同时关合。当考虑剩磁影响时,空载关合的选相控制策略必须考虑变压器切除时断路器三相开断的顺序,选取剩磁最大的第二开断相最先关合。当最大剩磁为正(或负)时,以该相母线电压负(或正)峰值时刻提前约0.6 ms作为该相关合时刻,变压器切除时最先开断的相延时5.45 ms关合,最后开断的相延时6.14 ms关合,可以起到抑制励磁涌流的良好效果。     

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。     

一种静态开关控制的电力机车励磁涌流抑制技术

针对电力机车过分相区时主变压器励磁涌流对机车安全运行及牵引电网系统造成的不良影响,提出了一种静态开关控制的电力机车励磁涌流抑制技术。该技术利用电力电子技术通过控制静态开关分合的时间来控制机车变压器原绕组侧的电压,使变压器铁心磁通在过零点及零点附近可允许范围内时实现开关的分合;并提出了一种静态开关可合闸范围确定方法,确定出静态开关的可合闸范围,使静态开关在该范围合闸时,机车主变压器不会产生励磁涌流。最后,利用所提方法建立了该静态开关控制的电力机车励磁涌流抑制系统的仿真模型,仿真结果表明,电力机车在过分相区时,开关合闸瞬间电力机车主变压器没有产生励磁涌流,验证了所提方法的可行性。     

相控开关技术在电力机车自动过分相中的应用研究

同步选相分合闸即相控开关技术能够根据不同负载特性控制断路器在电流或电压的特定相位完成分、合闸。利用此项技术解决电力机车自动过分相时开关转换过程中产生的过电压和涌流问题,从理论分析及仿真验证两方面证明,同步分合闸可以有效地缓解暂态过程对电力系统及机车设备的冲击,避免过电压、过流造成的牵引变电所保护跳闸,提高了系统电能质量及电气化铁路的运行可靠性。     

相控开关技术在电力机车A动过分相中的应用研究

同步选相分合闸即相控开关技术能够根据不同负载特性控制断路器在电流或电压的特定相位完成分、合闸。利用此项技术解决电力机车自动过分相时开关转换过程中产生的过电压和涌流问题,从理论分析及仿真验证两方面证明,同步分合闸可以有效地缓解暂态过程对电力系统及机车设备的冲击,避免过电压、过流造成的牵引变电所保护跳闸,提高了系统电能质量及电气化铁路的运行可靠性。     

高压SF_6断路器选相合闸技术的应用研究

具备相控功能的高压断路器在国内诸多重点直流工程中得到越来越多的应用。针对某关合交流滤波器场的相控高压断路器在某次合闸操作中未在设定目标相位合闸,导致选相合闸控制偏差较大,造成系统过电压和涌流的事件,结合断路器合闸过程中的预击穿特性,分析选相合闸控制失败的原因,并给出相应的解决办法。     

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.     

相控真空断路器同步关合电容器组的研究

分析了并联电容器组关合的暂态过程,用分相控制的永磁机构真空断路器进行了关合并联电容器组的试验研究。结果表明,相控真空断路器动作分散性小,可以有效地完成电容器组的同步关合,大幅度降低系统暂态过电压、减小涌流。     

特高压直流换流变压器励磁涌流及其抑制

对换流变压器空载合闸引起的励磁涌流进行研究是特高压直流工程过电压、滤波器设计以及保护配置的重要依据之一。为研究特高压直流换流变压器励磁涌流产生的原因,结合铁磁性材料的饱和特性曲线,从原理上说明励磁涌流的产生条件。结合单相换流变压器简化数学物理模型分析,建立电磁暂态仿真模型进行验证,仿真模型基于±1 100kV特高压直流用高压端换流变压器,根据系统主回路参数计算结果,将其作为设计输入提供给变压器制造厂商,并推算出换流变压器饱和特性曲线。最后研究了系统短路容量、合闸电阻以及选相合闸对励磁涌流的影响及抑制作用,研究结果对于特高压直流,特别是±1 100kV直流系统换流变压器的励磁涌流及其抑制具有指导意义。     

相控真空断路器投切空载变压器的应用研究

关合空载变压器所产生的励磁涌流容易引起继保装置误动、绕组机械应力增大及电能质量降低等。采用选相合闸技术在铁心中的预感应磁通与剩磁相等时刻投入变压器，可以有效地削弱励磁涌流。该文分析了变压器空载投切的暂态过程及限制励磁涌流的策略，仿真分析及相关试验结果表明选相控制的永磁机构真空断路器很适于选相分合闸的实现。     

电力机车励磁涌流消除系统的研究

针对电力机车过分相区时合闸励磁涌流对电力机车及牵引网的电能质量造成的影响,提出了一种基于大功率电力电子技术的电力机车励磁涌流消除系统原理,并提出了同相调幅法和变频移相法两种PWM调制电压算法。该系统通过控制新型大功率电力电子电路整流、逆变、变频模式及机车变压器不同时刻励磁电压,实现电力机车无冲击平滑换相通过分相区,在出分相区合闸瞬间不产生冲击性励磁涌流。利用所提方法建立了该电力机车变压器分区换相系统的仿真模型。通过仿真分析表明,所提出的两种电压调制算法,均能有效抑制合闸励磁涌流的产生,验证了所提方法的可行性。     

电气化铁路不停电过分相电磁暂态及抑制措施研究

列车不停电过分相时,存在过电压和过电流现象,给电气化铁路带来不利影响.该文结合仿真数据研究了不同暂态过程中的过电压水平特性,分析了开关操作相角对过电压幅值的影响,研究了合闸角度、分相位置、剩磁大小等因素对过分相时的励磁涌流的影响程度.最后,针对不停电过分相过程,提出了三种过分相的优化策略及抑制措施,从控制难度、投资成本、抑制效果方面进行比较后确定了晶闸管与阻容吸收装置搭配是最适合不停电过分相的优化策略.     

变压器空载合闸励磁涌流抑制技术研究

在分析变压器空载合闸励磁涌流暂态过程及现有抑制励磁涌流措施原理的基础上,提出了一种改进的选相位关合技术来抑制三相YN,d接法变压器励磁涌流的新方法。该方法考虑了剩磁对励磁涌流的影响,利用中性点串联电阻的方法抑制首合相励磁涌流暂态过程,利用“延迟合闸”策略限制剩余两相涌流幅值。通过EMTP仿真表明该方法在铁芯剩磁难以准确测量的情况下可以有效地抑制变压器励磁涌流幅值及暂态过程。     

基于组合式开关的三相变压器励磁涌流抑制策略

针对变压器在空载或者轻载的情况下合闸通电可能引起一次绕组流过励磁涌流等问题,提出一种新颖的组合式开关分相控制思路：通过分析原边采用星形不接地连接方式的三相空载变压器的投切暂态过程,推导了空载变压器在投切瞬间的关联磁链状态,进而反推得到考虑剩余磁通时抑制空载变压器合闸涌流的动态最佳投切相角,改变依赖剩磁测量电路、预先设定固定相角的现有相控模式;建立基于ATP/EMTP的电力变压器模型以模拟其在接通和分断的瞬态过程,获得投切瞬间的电压、电流、磁通等参数特征,验证了所提分相控制原理,给出了控制规律;为了实现分相控制策略,设计一种具有逻辑通信功能的新型三工作模态单极开关控制拓扑,对单极开关进行动态组合,可实现各极触头在最佳相位协调动作、统一控制;搭建硬件控制平台,验证所提控制策略可有效将励磁涌流限制在随机合闸时涌流大小的3%左右。     

选相分合闸削弱变压器励磁涌流的应用研究

关合空载变压器所产生的励磁涌流容易导致变压器差动保护装置误动、绕组机械应力增大,甚至损害系统设备、破坏电能系统稳定性等.采用选相合闸技术在铁芯中的预感应磁通与剩磁相等时刻投入变压器,可以有效地限制励磁涌流,并能简化继保装置、提高电能质量.分析了变压器空载投切的暂态过程及限制励磁涌流的控制策略,仿真分析及相关试验结果表明选相控制的永磁机构真空断路器很适合于选相分合闸的实现.     

基于相控开关技术的空载变压器励磁涌流抑制研究

断路器在随机关合空载变压器时会产生幅值、频率很高的励磁涌流,这种操作暂态可能导致微机继保装置误动作,降低用户电能质量和系统可靠性。根据空载变压器涌流产生的机理,采用选相关合技术消除变压器励磁涌流,研究了铁心剩磁和最佳关合相位关系;分析了断路器截流和暂态恢复电压对铁心剩磁影响,并给出了剩磁测量方法。在空载变压器选相关合原理基础上,采用ATP-EMTP软件建立空载变压器关合模型,对暂态过程进行了仿真。仿真结果表明,选相关合技术能有效消除空载变压器合闸时产生的励磁涌流,为空载变压器选相关合提供了理论基础。     

基于合闸电阻的变压器励磁涌流相控技术研究

分析了励磁涌流产生机理,借助数学手段推导出励磁涌流与磁链、合闸相角和合闸电阻的关系,得到了最佳合闸相位的计算公式,阐述了合闸电阻抑制励磁涌流的原理。提出合闸电阻与相控技术相结合的方法,使励磁涌流抑制效果达到最佳。采用ATP暂态仿真软件,搭建了三相变压器系统仿真模型,对合闸电阻接入阻值、接入时间、相控合闸进行了仿真与分析,得出了抑制励磁涌流的最佳方案。最后,通过三相变压器空载合闸实验来验证最佳合闸相位的合理性,对减小空载变压器合闸励磁涌流有指导意义。