牵引供电系统对架空电力贯通线感应电耦合特性及安全防护技术研究

采用CDEGS软件建立直供带回流线供电方式和自耦变压器供电方式下牵引供电系统对架空电力贯通线感应电耦合特性的计算模型;在验证计算模型正确性和有效性的基础上,从容性、阻性和感性3种耦合方式入手,通过改变不同供电方式下牵引网与架空电力贯通线之间的平行架设长度和水平间距,分析架空电力贯通线感应电的耦合特性,并进行安全防护技术优化。结果表明:停电检修时架空电力贯通线路上的静电感应电流及电磁感应电压和电流与平行架设长度成正比、与水平间距成反比,在水平间距小于5 m或平行架设长度大于2 km时存在较大安全隐患;牵引变电所设置接地网可使其附近地电位抬升,电位梯度增大,从而导致架空电力贯通线阻性耦合电流增大;钢轨对电磁感应电压的屏蔽效果明显,且基本不受水平间距的影响;通过计算得到检修架空电力贯通线时接地封线的安全设置间距,以及不同土壤电阻率下对应的安全间距系数,为防护方案优化设计提供技术支撑。

交直流双制式牵引供电系统钢轨电位特性分析

交直流双制式牵引供电系统中机车过分相前、后工作于不同供电制式,造成了牵引回流特性的差异,影响不同区段钢轨复合电位分布.采用CDEGS软件建立了交直流双制式牵引供电系统仿真模型,并验证模型正确性和有效性.计及交流区段和直流区段之间牵引回流的相互干扰,提出了适用于交直流双制式牵引供电系统的钢轨复合电位限值,研究了影响钢轨复合电位分布的主要因素及其敏感度.结果表明:当无电区不设置钢轨绝缘节时,无电区段长度增大则交直流区段牵引回流的相互干扰程度降低,导致无电区钢轨复合电位减小;土壤电阻率增大则交直流区段牵引回流的相互干扰程度增强,导致无电区段钢轨复合电位增大;直流区段过渡电阻越大,则直流区段钢轨复合电位越高.交直流区段之间的无电区设置绝缘节能够改变回流结构,避免钢轨复合电位超标,以国内首条双制式线路为例,设置绝缘节后可以使钢轨复合电位直流分量从103.92 V降至60.20 V,保障了人身安全.

交直流双制式列车过分相暂态过程仿真研究

交直流双制式牵引供电系统可满足铁路线路与城市轨道交通线路互联互通的需求。以国内首条交直流双制式线路(重庆市郊铁路跳磴至江津线)为例,建立了双制式列车通过锚段关节式电分相过程的等值电路模型及双制式列车过分相过程仿真模型,分析了列车通过锚段关节式电分相时的暂态特性,并提出了抑制过电压的具体方案。对江跳线进行仿真,结果表明:列车通过锚段关节式电分相时在交流和直流接触网分别产生了64.11 kV和13.83 kV的过电压,该过电压大小与交流接触网的电压相位角和谐波有关。加装阻容保护器能够有效抑制列车通过关节式电分相时产生的过电压。

电气化铁路电力贯通线感应电测试与分析

以中国铁路昆明局集团有限公司管内不同典型线路为例,开展电力贯通线感应电综合测试。通过测试架空电力贯通线和电缆电力贯通线上各类感应电压和感应电流,并结合牵引变电所负荷过程同步测试,研究分析电气化铁路电磁干扰及牵引回流对该感应电的影响因素。研究表明:感应电压和感应电流受到接触网电压、电流分布、线路结构、牵引供电方式、土壤电阻率、负荷电流等诸多因素影响,为降低电力贯通线感应电压和优化工程防护措施提供依据。