反时限过流保护作为高速铁路牵引变压器后备保护的研究

高速铁路电力牵引功率较高,其短路电流水平也较大,在短路故障时牵引变压器的热稳定性容易遭到损坏,目前的保护配置方案不能完全满足变压器安全稳定运行的需要。本文将反时限过流保护作为牵引变压器的后备保护,与主保护和各后备保护相配合,对其适用情况进行了研究,并提出其保护配置方案。     

高速铁路牵引变压器后备距离保护

研究了距离保护用作高速铁路牵引变压器后备保护时的相关问题。在介绍牵引变压器低电压启动过电流保护原理的基础上,分析了高速铁路末端故障或异相短路时低电压启动过电流保护可能无法起到后备保护作用。考虑到距离保护灵敏度高、线路运行方式对其动作影响小等优点,将距离保护用作高速铁路V/x牵引变压器的后备保护,借鉴了牵引供电系统馈线距离保护的经验,讨论了牵引变压器后备距离保护的动作特性、保护配置、阻抗计算等相关问题。数字仿真表明了距离保护作为牵引变压器高、低压侧后备保护的正确性。     

直流输电地中回流对高速铁路系统影响的仿真研究

随着我国直流输电工程与高速铁路的迅速增加,直流接地极与高速铁路相接近的情况时有发生。为了研究直流输电地中回流对高速铁路系统的影响,通过分析高速铁路系统的构成及直流通路,建立了其电路模型,并通过电磁场方法求解出了该模型的电气参数和直流输电地中电流在其上产生的地电位,将两者相结合构成了直流输电地中回流对高速铁路系统影响的计算模型。基于该模型,计算了高速铁路沿线地电位分布和流经牵引供电系统变压器的直流电流,分析了土壤电阻率、直流接地极距离等因素的影响。研究表明,直流输电地中电流对高铁动车组牵引变压器基本无影响,但对牵引变电所、AT所内和分区所变压器有一定偏磁影响,设计时应重点校验。     

高速铁路牵引供电系统供电能力评估方法

针对高速铁路牵引变电所的供电能力评估,归纳了牵引变电所供电能力指标体系,主要包括电压水平、载流量、牵引变压器寿命损失三个方面,并给出了各个供电能力指标的计算方法,在此基础上,结合某高铁牵引变电所现场实测数据,评估了其供电能力。     

高速铁路牵引供电系统负序概率模型

为了研究高速动车组作为大功率单相非线性负荷引起的电力系统三相电流不平衡问题,通过对V/v接线牵引变压器负序电流的分析,引入随机过程,建立了牵引变电所负荷和负序电流概率模型。利用统计推断解析和模拟负序电流的概率分布,并进行了仿真分析,得出了V/v接线方式高速铁路牵引供电系统的负序电流与功率因数的影响关系和电流不平衡度的主要分布情况。结果表明,该牵引变电所负荷和负序电流概率模型,具有较强的适应性和适用性,能够比较真实地模拟高速铁路的运行特性和负序电流分布情况。     

基于IEC61850的牵引变电所故障录波器

随着高速铁路的大规模发展,牵引变电所故障的原因呈现出多样化.针对牵引变电所的特点及牵引变电所故障录波器功能的不足,提出了基于IEC61850标准的牵引变电所故障录波器,给出了数据采集,故障录波启动、记录,故障分析的方法,完成了牵引变电所故障录波器的总体结构以及故障录波器的硬件软件设计.最后采用实时数字仿真仪RTDS搭建牵引变电所牵引变压器、馈线、母线等模型来实时模拟牵引变电所各类故障,结果表明该故障录波器能够满足牵引变电所故障录波的需求.     

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.     

影响大秦线牵引变电所安全靠性的因素探讨

随着大秦线运量的逐年增加,牵引负荷大幅度增加,给牵引供电设备带来很大冲击,大秦线牵引变电所安全可靠性问题愈显突出.一旦发生故障,必将给铁路运输造成巨大损失.以可靠性原理为指导,重点分析大秦线2亿吨扩能改造后,影响牵引变电所安全可靠性的各种因素,对主变压器过负荷跳闸、主变压器本体故障、开关及保护装置故障等对牵引变电所影响较大的故障现象进行分析.以主变压器过负荷跳闸为例,建立故障树模型并进行可靠性分析,找出导致故障的最底层原因事件,提出了提高大秦线牵引变电所安全可靠性的措施,并对实施结果进行评价.     

基于电流特征的高速铁路供电臂联跳保护方案

针对高速铁路牵引网所采用的全并联AT供电方式,提出一种基于电流特征的高速铁路供电臂联跳保护方案。从理论上推导不同区段故障时的全并联AT牵引网短路电流表达式,分析并联接线对电流分配的影响。当变电所与AT所之间故障时,变电所的电流比和AT所功率方向可以反映故障线路;当AT所与分区所之间故障时,功率方向可以反映故障线路。在变电所配置电流比和过电流保护,AT所和分区所配置方向过电流保护,利用联跳信号将整个供电臂保护构成一个整体,实现了故障的快速隔离。通过Matlab/Simulink对各种故障类型和故障位置的仿真,验证了该方案的选择性和快速性。理论分析和仿真结果表明,该保护方案实现简单,不同保护之间无需同步,能够快速隔离故障供电臂。     

高铁供电自动化集成系统应用及研究

高铁供电自动化集成系统完成高铁建设项目中牵引供电、通信、信号、电力“四电集成”项目内容,该集成系统内容涵盖了高铁牵引变电站自动化系统、电力变配电站自动化系统、安防系统、电能质量分析及故障录波系统、自耦变压器保护测控系统、接触网开关控制等系统功能,提供了实现高铁供电自动化集成系统的完整解决方案.     

基于变压器新技术的高速铁路牵引变电所节能与标准化布置

通过对我国高速铁路初期开通运营的京津城际和2019年末开通运营的智能京张牵引变电所的布置和牵引变压器出线方式的阐述,结合电力变压器电缆出线新技术和植物绝缘油新技术,提出了高速铁路在采用牵引变压器新技术下的变电所布置在节能和标准化方面的优化思路.     

电气化铁路AT牵引供电方式电流分布的理论计算及仿真

以京沪高铁为背景,针对电气化铁路自耦变压器(AT)牵引供电方式,详细推导了单线运行和双线上、下行通过分区所并联运行时的牵引网电流分布的计算公式,并比较了忽略和计及保护线以及线路互感2种情况下电流分布的异同.基于MATLAB建立了牵引变压器和牵引网的仿真模型,通过仿真验证了电流分布公式的有效性.对于模拟机车实际运行情况,...     

直流接地极入地电流引起的高速铁路系统不同位置变压器直流电流分布规律

随着我国直流输电工程与高速铁路的广泛延伸,直流接地极与高速铁路相接近的情况时有发生。当直流接地极有大电流入地时,直流电流会流入高速铁路系统,可能造成沿线变压器直流偏磁。该文建立了包含高速铁路综合接地系统和牵引供电系统的直流电流分布的分析模型,计算了直流接地极入地电流在高速铁路系统的总体分布,获得牵引变电所、自耦变压器(auto transformer,AT)所、分区所内各变压器和机车牵引变压器流过的直流电流,分析以上各所的间距、直流接地极位置、动车的存在等因素对流过变压器的直流电流的影响。研究结果表明,接地极在高铁上的投影位于牵引变电所或AT所时所内变压器流过的直流电流最大,而位于分区所或相邻两所中间位置时,流过变压器的直流电流会有所降低。动车位置对高速铁路直流电流分布影响不大。     

小电阻接地系统中接地变压器零序电流保护改进

配网中性点经小电阻地方式下发生单相接地故障时,传统的主变低压侧接地变压器的零序电流保护方案在保护动作时可能会不必要地跳开变压器低压侧2个分支断路器,导致事故停电范围扩大.现提出一种改进方案:利用故障发生时变压器低压侧两分支中流过的零序故障电流分布特征识别变压器低压侧故障分支,优先切除故障分支,避免停电范围扩大,当无法确...     

基于GO法的高速铁路牵引变电所可靠性评估

为了保证高速铁路不间断供电的要求,有必要在设计阶段对牵引变电所的可靠性进行评估。提出将一种新型可靠性评估方法—GO法应用到高速铁路牵引变电所可靠性分析中。考虑变电所内众多电气设备的可修复特性和停工相关性,以牵引供电不中断为目标,建立了简化GO图,编写了实用的GO法计算程序,实现了牵引变电所可靠性的定量和定性评估,确定了系统薄弱环节,并将最小割集发生概率的总和作为牵引变电所故障概率上限,完善了高速铁路牵引供电系统可靠性设计。     

高速铁路全并联AT牵引网状态测控方案与仿真分析

为了有效提高牵引网的供电可靠性和持续性,针对现有高速铁路牵引变电所继电保护系统所存在的不足,提出了一种全并联AT牵引网状态测控系统方案。通过阐述其基本原理和系统构成,利用故障潮流符号值法,给出了各种类型牵引网短路时的故障判断方法。结合牵引网分段供电,对一实际工程算例进行了Matlab/Simulink建模和仿真分析。结果表明,该模型能够实现故障切除与恢复供电,达到了缩小停电范围和提高牵引网供电可靠性的目的,验证了该方案的正确性和有效性。     

阻抗匹配平衡变压器的应用

电力牵引负荷是电力系统的一种重要负荷,以单相工频交流电作为牵引动力的电气化铁路,由于自身的工作特点,会使三相供电系统处于不对称运行状态,在系统中引起负序电流,使电力系统的运行受到影响。采用阻抗匹配变压器可有效地解决这一问题。介绍了阻抗匹配平衡变压器的一般原理,对YN／△接线三相变两相阻抗匹配平衡变压器的电压、电流关系及电气化牵引变电所变压器差动保护的实现方法进行了推导,指出了阻抗匹配平衡变压器的一些特点。现场运行表明其适合于在电气化铁路的电力线路上使用。     

变压器低压侧过流保护整定原则探讨

结合变压器过流保护电流定值的整定原则,分析了变压器低压侧线路故障时保护装置的运行情况,为提高变压器低压侧过流保护对线路末端故障的灵敏度,减少停电范围,提出2种整定方案,并给予分析比较。     

变压器差动保护装置的改造

电力变压器是电力系统中十分重要的设备,它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响,特别是大型电力变压器,更是很贵重的设备,变压器差动保护就是为了保护变压器内部及引出线故障而设置的保护,但是如果差动回路发生断线,变压器差动保护将误动作,造成局部停电,影响生产。     

高速铁路车网耦合下的谐波潮流计算方法研究

为分析高速铁路牵引供电系统的谐波分布及其传输特性,在建立牵引网和CRH2型动车组谐波分析模型的基础上,提出了一种基波潮流与谐波潮流交替计算的谐波潮流计算方法。该计算方法充分考虑了高速铁路牵引网与动车组之间的电气耦合关系,即谐波电压与谐波电流之间的影响。通过分别对单列和两列动车组运行时牵引网的谐波潮流计算分析表明,该算法适用于高铁牵引供电系统单谐波源、多谐波源以及含有背景谐波时的谐波潮流计算,并且可以较为精确地反映牵引网谐波谐振现象,可为高速铁路牵引供电系统谐波谐振的分析和治理提供参考。