牵引供电系统安全控制平台研制

随着我国电气化铁路的快速发展,牵引供电系统的可靠性、可用性、可维护性和安全性亟需提升到更高的技术水平。作为高性能牵引供电系统的核心,安全控制平台的应用需求尤为迫切。基于公司承担的国家重点研发计划项目以及在信号安全控制领域的技术优势,研制了一款具有完全自主知识产权的高性能牵引供电系统安全控制平台,采用可靠性和安全性综合指标更优的二乘二取二冗余架构方案,通过安全状态机控制逻辑和多种故障-安全机制实现对随机失效的安全保证,同时设计了支持带电热插拔的各类型插件,保证控制平台的高可维护性和高可用性。经全面测试,安全控制平台通过了国际独立安全审核机构认证,符合最高安全等级——SIL4标准。牵引供电项目现场应用情况表明,控制平台运行稳定、可靠,能够显著提高牵引供电系统安全性和可靠性,缩短年平均故障时间,提升铁路运能。     

孤网系统滤波器谐波放大机理及抑制方法

分析了发电机带整流负载孤网运行系统的一般结构,针对孤网系统运行时滤波器与发电机发生的谐波放大现象,从谐波放大等效电路、孤网运行频率下降、负载变化引起频率波动3个方面分析了其放大机理。并从谐波放大机理入手,研究了发电机调速系统的调节特性,提出了一种基于滤波参数优化和控制负载变化速率的谐波放大抑制方式,具有简单灵活的优点。以孤网直流融冰为例,通过实验验证了对孤网系统滤波器谐波放大机理分析的正确性及谐波放大抑制策略的有效性。     

电力机车试验线平衡供电系统

电力机车为大功率单相负载,其试验线25kV供电电源经由10kV单相变升压获取,试验时经常造成10kV三相进线侧严重不平衡,导致过流保护跳闸。文章提出了一种用于电力试验线的平衡供电系统方案,介绍了系统拓扑结构和工作原理,探讨了系统控制及保护逻辑,并通过仿真,验证了系统方案及控制策略的可行性和优越性。该平衡供电系统构成简洁,控制策略新型,性能优良,能够实现10kV进线侧三相平衡,显著减小线路电流幅值,充分保障试验线路供电可靠性。     

交直流机车混跑牵引供电系统电能质量治理方案

目前,我国电气化铁路正处于交流传动机车与直流传动机车长期共存的新阶段。牵引供电系统现有电能质量治理装置已不能满足交直流机车混合运行的需求,宽频谱谐波、车网谐振、电压扰动、变压器过载等一系列新问题严重影响了牵引供电系统的可靠性、可用性、可维护性和安全性。基于公司承担的国家重点研发计划项目以及在铁路牵引供电系统和交直流机车控制领域的技术优势,通过现场测试、数据分析、方案比选、仿真研究,文章提出了一种由铁路功率调节器和高通滤波器构成的新型牵引供电系统电能质量治理方案,并进行了工程实施验证。现场运行情况证明,新型方案可同时实现负序治理、网压稳定、功率因数提升、宽频谐波抑制等功能,全面解决了牵引供电系统电能质量问题,有效保证了混跑新局面下牵引供电系统安全、稳定运行。     

地面自动过分相装置继电保护研究

随着我国电气化铁路的快速发展,地面自动过分相装置已获批量应用。为全面保障地面自动过分相装置和牵引供电系统的安全运行,文章对于地面自动过分相装置继电保护方案进行了较为深入的研究。通过功能需求分析,基于单板功能独立和模块化设计理念,设计了全面符合数字化变电站标准、可便捷配置和扩展的地面自动过分相装置继电保护系统硬件架构,同时,根据过分相特殊工况需求并考虑与牵引变电所馈线保护配置的协同,制定了差异化保护策略,能够充分保证地面自动过分相装置的可靠性、可用性和安全性,保障电力机车及牵引供电系统的安全运行。目前,该继保系统已在现场长期应用至今,经受牵引供电系统过流、速断、自动重合闸等各种复杂工况检验,保护功能完善、选择性好、可靠性高。     

电气化铁路分区所地面自动过分相装置

电气化铁路分区所的两路引入电源在接触网上设置了锚段关节式分相进行隔离,以避免双边变电所之间出现环流。为解决现有车载断电过分相和地面切换过分相方式通过此处分相区时存在的各种问题,文章提出了一种基于大功率电力电子技术的分区所地面自动过分相装置设计方案,介绍了系统构成和控制方法,探讨了保护逻辑,并通过现场高压运行试验,验证了方案及控制策略的可行性、安全性和优越性。分相双边电源切换时间可在0.1ms～10ms之间无级调节,保证电力机车及动车组等负载不降速、平滑无感知通过,并有效防止变电所之间潮流交换。同时,装置系统构成简洁,保护功能完善,便于运营管理和维护检修。