动车组自动断电过分相车体瞬态过电压优化研究

高速动车组车载自动断电过分相时,瞬态电压会通过车顶高压电缆缆芯与屏蔽层间的耦合注入各节车体,合理的保护接地方式可快速泄放车体瞬态电压,保证各车体电位相等.基于此,介绍了动车组过分相的暂态过程,运用MATLAB/Simulink建立了各暂态过程的等效电路模型,经过仿真分析接地电感与电容对车体瞬态电压的影响规律,提出了并联电容器的保护接地方案,对动车组高效运行具有一定参考价值与指导意义.     

基于ATP-EMTP的电力机车过分相暂态过程研究

本文研究了电力机车过分相时暂态过程产生的机理,建立了电力机车的分相区按照过渡区和无电区的数学模型,基于ATP-EMTP电磁仿真平台对电力机车过分相过程的暂态过程进行仿真。针对电力机车过分相产生的过电压,安装RC保护装置以抑制过电压,从而使得电力机车过分相的暂态过程对于机车安全运行的影响降到最低。本文对电力机车过分相暂态过程研究具有一定的参考价值。     

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。     

高速动车组升弓浪涌过电压研究

为了降低动车组在升弓过程产生的浪涌过电压对车载电气设备外绝缘频繁冲击的影响以及减轻过电压对列车控制通信系统的干扰,基于CRH2型高速动车组,利用Pspice电磁暂态仿真软件建立了CRH2型高速动车组升弓等效电路模型,仿真分析了车体浪涌过电压的分布特性、动车组的接地方式和接触网网压相位对高速动车组升弓过程车体浪涌过电压的影响。结果表明:高速动车组在升弓时最高车体浪涌过电压幅值可达6.73 k V,并在12?s内迅速衰减到100 V;采用直接接地方式,车体浪涌过电压可减少至2.3 k V;通过改变动车组的保护接地方式,在接地电阻器两端并联电容器,车体的最大浪涌过电压下降2 k V,并且并联电容值取5?F时最合适;在接触网网压相位为90°或者270°时受电弓与接触网接触,车体的浪涌过电压幅值达到最大值。以上结论为进一步研究降低高速动车组升弓浪涌过电压提供了理论基础。     

锚段关节式电分相过电压的龙格-库塔解法及抑制

针对电力机车通过锚段关节式电分相时,出现过电压引起变电所馈电线跳闸,车顶绝缘设备被击穿的现象,分析了机车过分相的暂态过程,建立了机车过分相时的等效高阶电路,使用龙格库塔法对机车过分相时中性段上的过电压进行求解。通过机车-牵引网-电分相联合仿真模型,对机车过分相时产生的过电压进行实验,并提出了利用RC滤波器抑制过电压的方法。实验结果表明:中性线加装RC滤波器可以使过电压降至68.10k V,从而降低了过电压对变电所和车顶绝缘设备的冲击,提高了机车运营的安全性。     

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.     

高速动车组断路器操作过电压在车体的传播特性与影响机制

高速铁路采用单相分段供电方式,为了防止带载过分相问题,在过分相过程中列车会频繁开关断路器,这将导致频繁的操作过电压冲击。该过电压一方面会造成车顶高压设备绝缘老化甚至击穿,另一方面该过电压会耦合到车体上,影响车载弱电设备正常工作。为分析断路器操作过电压在车体的传播特性,首先基于某试验动车组实际电气结构,构建高速列车操作过电压等效电路模型,在此基础上分析了操作过电压的产生机理和分布特性;进一步仿真分析了变压器励磁电感、高压电缆、接地电阻器对车体过电压的影响机制。结果表明:车体上操作过电压的峰值达到5.12 k V,并在7?s内迅速衰减到几百伏;变压器励磁电感越大,车体过电压越小;高压电缆单位电容为0.1 n F时,不同车体过电压幅值较小且分布均匀;接地电阻器寄生电感值越大,车体过电压越大。该研究为抑制车体过电压提供了参考。     

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.     

雷击接触网高速列车车体过电压仿真分析

接触网沿线架设,因距地面较高而易遭受雷击,可能引发动车组事故,给车载电气设备的安全运行带来威胁,因此有必要对雷击接触网时的车体过电压进行分析。文中基于高速列车电路结构,利用Pspice软件建立了一个雷击接触网时动车组车体过电压分析模型,并定量分析了直接接地方式和电阻器并联电容接地方式对车体过电压的影响。仿真结果表明:避雷器动作,雷电流主要经车体分流,导致车体电位大幅上升,受电弓所在的3、6号车体过电压幅值最大,分别约为5.07、4.90 kV;电阻器并联电容接地方式和直接接地方式均能有效抑制各车体过电压,当并联电容大于1.5 m F时,二者对过电压幅值抑制程度基本一致,3、6车过电压幅值均降为1.90 kV,相比原接地方式分别降低了62.23%、61.4%,但是在电阻器并联电容接地方式下,各车体过电压波形更为平缓。以上结论为进一步研究雷击过电压提供了理论基础。     

双制式列车断路器合闸浪涌过电压研究

双制式列车在通过电分相或交直流转换段时,列车进行断路器操作产生操作过电压进而通过高压电缆的分布电容耦合至车体产生车体浪涌过电压,可能严重威胁车载弱电设备的安全运行。本文分析双制式列车合闸浪涌过电压的产生机理,为避免高阶微分方程的求解,将其分为两个振荡模式的乘积;搭建Simulink仿真模型,对双制式列车的合闸暂态过程进行仿真分析,并对列车浪涌过电压进行现场实测和频谱分析,理论分析与现场实测结果一致。研究表明,列车在经过电分相或交直流转换段时,最高可产生2 000V的车体浪涌过电压,该过电压在5μs内逐渐衰减至零,计算模型、仿真模型与实测数据误差率分别为17%和0.15%,因此,本文模型具有较高的可行性,可推进解决双制式列车浪涌冲击问题。     

编组形式对动车组接地回流分布规律的影响

长编组动车组接地系统比标准动车组更复杂,接地方式的优劣直接关系到动车组运行性能的好坏.基于MATLAB/Simulink仿真软件建立了8编组及16编组动车组的接地回流仿真模型,通过现场试验验证仿真模型的正确性.基于长编组动车组接地回流仿真模型,分析其接地电流的分布规律,发现工作接地电流占比与编组形式无关,约为总接地电流的60％; 处接地电流相位相反.1以6上编结组论头为车制、定尾长车编接组地动电车流组是接8地编方组式的提2供倍了;理两论种依编据组.     

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。     

动车组接地回流分配机理试验研究

随着高速列车的不断提速,牵引功率不断提升,导致接地回流逐渐增大,轴承电势升高、电蚀加重,严重威胁列车运行安全。文中基于现场试验,通过现场测试CRH380系列动车组接地回流,分析了工作接地与保护接地分配规律,研究了动车组接地方式对牵引回流的影响。结果表明:保护接地电流与工作接地电流波形变化趋势基本一致,工作接地电流最大值为398.45 A,总工作接地电流占车体回流的72.29%;头尾车保护接地电流最大,约占总保护接地电流的66.68%。以上结论为设计车体接地系统提供了实践基础。     

动车组升降弓过电压及抑制措施仿真分析

动车组在过分相、降弓等工况下均可产生过电压问题,针对动车组在站内升降弓过程中出现的过电压现象,文中应用MATLAB搭建受电弓升降等效电路,建立电磁式电压互感器的仿真模型;结合仿真和理论分析指出电压互感器在受电弓下降过程中发生低频铁磁振荡;升弓过程是电源电压稳态分量和回路自身高频振荡暂态分量的叠加产生过电压。对比升降弓的仿真结果可知升降弓会给电压互感器带来不同的危害。文中提出在动车组降弓时,切除高压电缆可以有效地降低电压互感器的励磁电流。     

中性点经高阻接地电网故障电弧建模与弧光接地分析

中压配电网绝大多数故障为电弧接地故障,针对Cassie与Mayr这两个经典电弧模型在单独使用时只能考虑到对流散热或传导散热,具有片面性,而二者结合使用却恰好可互补,故而在ATP-EMTP平台下将这两种模型进行搭配并合理设置。通过仿真,分析研究了中性点经高阻接地配电网单相电弧故障时的特性,并将电弧模型用于间隙性电弧接地故障仿真,符合实际情形,证明了电弧模型可有效地反映弧光接地过电压,及小电流接地系统中中性点电阻对降低电网弧光过电压的作用。     

谐振接地系统高阻接地故障暂态选线与过渡电阻辨识

对于小电流接地故障,传统分析方法认为暂态过程是在故障点虚拟电源激励下的零状态响应,故障线路出口的暂态电压与暂态电流反映的是背离故障点的背后健全线路阻抗特性,不能直接反映故障点电流及过渡电阻状态。文中分析谐振接地系统高阻接地故障暂态机理与暂态电气量特征,完善小电流接地故障暂态分析理论,提高高阻接地故障选线准确性,并为高阻接地故障的检测、补偿、过电压防护等技术提供基础。采用数字仿真和现场数据验证方法的可行性。     

电力机车断电过分相的速度和时分损失研究

讨论了影响电力机车(以及电力动车组)断电过分相速度和时分损失的因素,研究了电力机车断电过分相过程中列车运动学特性、线路断面和无电区长度与速度和时分损失的关系。开发了仿真计算软件,对CRH2型动车组通过处在不同线路断面的电分相产生的速度损失进行了仿真计算,并对电分相设置方案提出了建议。     

牵引网电分相的联合建模与潜在过电压抑制研究

针对电力机车通过关节式电分相造成车顶绝缘被击穿的问题,通过潜在电路模型的构建,提出了一种电分相过电压的抑制方法。建立了锚段关节式电分相的链式电路模型,分析了机车通过电分相过渡的暂态过程,探讨了平衡接线和AT供电对潜在过电压的影响,利用机车-电分相-牵引网联合仿真模型,进行感应电压和过电压仿真实验。结果表明:中性线加装抑制电路,可使过电压最大值由108.0 kV降为64.8 kV,减小了过电压对牵引网和机车的绝缘冲击作用。     

Analysis of Intermittent Arc Overvoitages in Low Resistance Grounded Systems

利用PSCAD/EMTDC软件建立了中性点经小电阻接地系统的仿真平台,使用接地电弧模型模拟间歇性电弧接地故障,并结合工频熄弧理论分析弧光过电压的产生情况.首先分析中性点不接地系统发生间歇性电弧接地故障时弧光过电压的情况,通过仿真证实这种接地方式容易发生弧光过电压;然后分析在中性点经小电阻接地系统中两种间歇性电弧接地故障引起过电压的情况.最后得出结论:中性点经小电阻接地方式可以较好地抑制间歇性弧光接地过电压的产生.     

小电阻接地系统间歇性弧光过电压分析

利用PSCAD/EMTDC软件建立了中性点经小电阻接地系统的仿真平台,使用接地电弧模型模拟间歇性电弧接地故障,并结合工频熄弧理论分析弧光过电压的产生情况。首先分析中性点不接地系统发生间歇性电弧接地故障时弧光过电压的情况,通过仿真证实这种接地方式容易发生弧光过电压;然后分析在中性点经小电阻接地系统中两种间歇性电弧接地故障引起过电压的情况。最后得出结论:中性点经小电阻接地方式可以较好地抑制间歇性弧光接地过电压的产生。