基于Simulink/MATLAB的实际地铁线路供电系统短路试验仿真分析

直流牵引供电系统在城市轨道交通中扮演着关键角色,其安全可靠的运行对整个城市轨道交通系统的运行至关重要。该文首先介绍地铁牵引供电系统的结构和功能,并建立地铁外部交流电源、整流机组和牵引网络的仿真模型。该仿真模型根据实际地铁牵引供电系统的结构和参数进行构建,旨在研究不同短路情况下的短路特性,包括电源出口短路、近距离短路和远距离短路。通过评估供电系统在短路故障下的稳定性和可靠性,得出若干研究结果。这些结果为地铁供电系统选择合适的一次设备提供理论依据,有助于确保城市轨道交通供电系统的稳定性和可靠性。

采用阻尼电阻并接模型的主动式抑制、消除PT铁磁谐振方法

中性点不接地系统中,由于对地容抗与电磁式电压互感器感抗的不利组合,在系统电压出现大扰动时,常常会产生铁磁谐振现象,造成PT损坏。对此,提出一种采用阻尼电阻并接模型抑制、消除PT铁磁谐振的方法,于PT开口三角处并接阻尼电阻并接模型,利用阻尼大电阻实现提前抑制高频谐振;通过分析PT一次零序电流和开口三角零序电压,区分单相接地故障和谐振,控制阻尼小电阻投入消除谐振。利用MATLAB/Simulink建立的仿真模型验证了所提出的方法的可行性。

10 kV所用干式变压器的绝缘优化设计

10 kV干式变压器广泛应用于铁路变电所中,其绝缘结构和绝缘水平影响变压器的电气性能。本文概述了10 kV干式变压器的绝缘结构,利用电场仿真分析对其绝缘水平进行优化,给出更为经济合理的绝缘距离,为10 kV干式变压器的优化设计提供参考。

分布式电源接入对配电网网络损耗的影响研究

配电网是电能传输的主要途径,也是电力系统的重要组成部分。随着社会的发展,大量分布式电源接入配电网,使配电网的结构和运行特性发生了改变,其对电网电压质量、电能质量、系统安全等方面的影响值得关注。分布式电源(DG)并网运行会对配电网的运行特性和电压分布产生一定影响,从而导致配电网损耗的增加。本文基于分布式电源并网理论,以某地区配电网为例进行了仿真计算,分析了分布式电源接入后不同功率因数、不同接入位置、负荷类型、DG容量对配电网网络损耗的影响,为DG的合理规划与接入提供了技术依据,对提高电能质量和节能减排具有一定的参考意义。

基于知识和数据的牵引变压器状态评估系统

为提高牵引供电关键设备态检修能力,设计了一套适用于铁路的牵引变压器服役健康管理系统。利用MATLAB在科学计算方面和C#在系统界面开发方面的优势进行互补。采用Mysql数据库和云服务器建立数据基本台账,以牵引变电所内变压器历史试验数据为驱动,构建了主变压器机理和经验的状态评估模型。机理模型采用主观层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)-熵权法确定主客观权重,选择云模型确定各指标的隶属度,最后进行模糊运算得到合适评语。选择主成分分析法-鲸鱼优化算法-支持向量机(principal component analysis-whale optimization algorithm-support vector machines,PCA-WOA-SVM)联合分类评估,利用合成少数过采样技术(synthetic minority over-sampling technique,SMOTE)对数据集过采样以平衡样本的完整性。结果表明,数据集均衡化后识别准确率为96.67%,比处理前提高5%。经验证,分级联合评估为牵引变压器开展状态评估与检修策略制定提供新思路,体现了该模型及系统的可靠性和准确性。

基于风力发电的配电网侧储能容量优化设计

本文主要解决风力发电中配电网侧储能容量存在的问题,提高风力发电配电网的稳定性。阐述储能设备对风电系统影响集中在减少电网扩容频率、减少电能损耗、减少常规备用电容方面,面对传统风力发电配电网侧储能容量小、工作状态不稳定等问题,通过采用高性能电容与储能电池、选择合适的电路接入方式、储能设备成本的优化,可以有效缓解风电系统不稳定问题,能提高风力发电的效率,提高风力发电系统的稳定性。

牵引变电设备在线监测数据应用研究

随着我国牵引变电设备技术水平的飞速发展和智能牵引供电系统的推广,牵引变电设备在线监测正在稳步进入工程应用,为牵引变电设备智能运维提供数据基础。由于时间短、数据少等因素,当前对牵引变电设备在线监测数据的应用存在一些不同看法。本文对牵引变电所在线监测数据进行分析,对在线监测数据的应用架构方案和各层级功能进行探讨,提出牵引变电设备在线监测数据的应用功能应结合各层级数据量进行规划,建议构建基于国铁集团—铁路局—供电段—牵引变电所的4级牵引变电设备在线监测数据应用架构。

基于交直交技术的串联型宽电压抗谐波电源装置研究

针对我国电气化铁路沿线通信信号、生产生活供电电源存在电压波动幅度大、电压畸变率高造成通信设备故障,UPS设备的负载满足不了铁路信号道岔转辙机等冲击性负荷的要求等问题,研制了基于交直交全波整流、逆变技术的串联型宽电压抗谐波电源装置,显著改善了铁路沿线供电电源的电能质量,保障铁路沿线设备安全可靠供电。

铁路供电二次设备运维监测技术研究

铁路供电二次设备运维监测是针对铁路供电系统二次设备日常运行状态的监测,主要完成二次模拟量回路异常监视、继电保护装置自动化仿真在线检测、继保整定值校验等功能。运用该技术运行维护人员可有效掌控牵引变电所设备运行状态,提高供电质量,保证供电系统安全可靠运行。

二次设备量化评估中故障概率的计算方法

提出了一种二次设备故障概率的计算方法,在对设备状态开展量化评估的基础上,以设备等效运行时间为中间变量,将评价结果和故障统计资料相关联,通过反演计算相关的关联系数,拟合二次设备故障概率曲线。实例表明,得到的故障概率基本符合专家经验和设备性能实际情况,是估测设备在当前运行状态下发生故障可能性的有效方法,适合工程参考。为二次设备量化风险评估等工作提供了数据支持。

轨道交通装备用电连接器大电流接触件结构研究

文章介绍了轨道交通装备用电连接器在轨道交通装备上的作用及主要失效形式,作为引起主要失效形式的关键部件之一的大电流接触件,本文重点阐述了国内大电流接触件常见典型的7种对接接触结构(弹簧劈槽结构、鱼鳞簧结构、表带簧结构、密绕线簧结构、扭簧结构、冠簧结构和转簧结构)的结构形式,针对7种结构大电流接触件结构的差异确定试验样件制作的形式及测试试验应遵循的标准和要求,通过对7种结构大电流接触件的接触电阻、单孔拔出力、机械寿命和载流能力的试验测试获得相关试验数据,并对试验数据进行分析,对比各种结构接触件在寿命周期内的性能差异及可靠性,为不同使用工况下接触件结构选型提供依据。

一种控制分裂式变压器输出绕组间耦合系数的方法

为了控制分裂式变压器输出绕组间磁耦合程度,从分裂式变压器输出绕组间的耦合系数定义和测量方法出发,通过理论推导得出了输出绕组对称分布结构的分裂式变压器短路阻抗与耦合系数的关系,从而找到了一种通过控制短路阻抗来控制耦合系数的方法,并通过样机试验数据验证了该方法的可行性。

关于牵引变电所防强电侵入措施的分析和建议

部分运行故障表明,接触网隔离开关的电源和控制电缆成为强电侵入变电所二次系统的入口,进而烧损变电所内电源和保护等设备,持续的大电流造成所内设备的严重破坏。本文重点对强电侵入变电所二次系统的机理、破坏能量及径路进行深入分析,并对《牵引变电所二次系统防强电侵入优化技术方案指导意见》中多项具体措施在实践应用中出现的问题和适用性作进一步探讨。

高铁供电系统10kV箱变弧光保护策略研究

10 kV箱式变电站是高铁供电系统的基础供电设施,在冲击负荷和谐波作用下,箱变内部存在闪络弧光故障的隐患。目前箱变配置的进线熔断器、变压器温度监控、过流速断和纵联差动保护等,限于其动作原理并不能及时切除因绝缘破坏引起的弧光故障。通过剖析电弧模型及电弧光谱特点,确定了弧光和电流双判据的检测方法,并提出针对郑阜高铁的箱变弧光保护配置策略。经弧光保护装置现场安装和实际运行,证明了该保护装置具有良好的效果。

智能牵引供电系统网络化广域保护通信通道

以数字化、智能化为特征的智能高铁,系统内各要素之间信息充分流通,实现信息空间和物理空间内数据实时共享、交互。数据信息的流通离不开通信技术的支撑和通信通道的建设。智能牵引供电系统是智能高铁的重要组成部分,文章以供电系统中的广域保护测控系统对通信通道的需求为出发点,分析其技术要求和组网方案,并结合现场实例说明了通信通道的重要性。

酒额铁路配电所改造及一次主接线结构优化研究

铁路10kV配电所及其馈出线路作为铁路重要的基础设施,需要确保两路可靠电源不间断供电,因此铁路配电所一次主接线设计尤为重要。本文首先分析了单母线分段接线在铁路配电所中应用的优势,指出了其在实际工作中存在的问题。针对酒额铁路配电所电气一次主接线存在的问题,在所用变二路第2段母线上加装电气柜,使其与信号所站馈一回路相连,获得第2条供电回路,解决了一级负荷只由1路可靠电源供电的问题,后期加强设备巡视并做好预防性试验,可提高系统供电可靠性。

基于有限元的单相双柱变压器直流偏磁分析

采用有限元软件建立单相双柱双绕组变压器磁场模型和电路模型,通过磁路耦合仿真计算变压器在绕组接地端未添加直流电流和添加直流电流情况下的激磁电流,并利用傅里叶变换进行谐波频谱分析,对比单端侵入不同直流分量下变压器励磁电流与谐波频谱的变化规律,为研究变压器在不同直流电流侵入下的铁磁特性、空载损耗、铁心振动等奠定基础。

牵引供电所亭直流系统接地故障选判方案研究

在电气化铁路实际运行中经常出现牵引供电所亭直流系统绝缘降低、甚至为零的情况,现有排除故障的手段主要通过手动断开各支路开关确定故障范围,该方式限制条件较多,且故障判别准确率不高。本文通过建立直流系统模型,针对绝缘故障进行分析,提出一套直流系统接地故障选判方案,经模拟试验证明该方案应用效果良好,对直流系统故障支路的判断具有很好的适用性。

城市轨道交通低压配电系统智能化管控终端设计

为有效实现城市轨道交通低压配电系统的智能化,设计一种集保护、控制、状态监测、测量、计量、负荷预估及优化等功能于一体的双CPU(中央处理器)结构柔性综合管控终端,将其嵌入到低压配电设备中"以软代硬",使系统涵盖"信息化、自动化、集成一体化"的智能模式。设计的管控终端用于某市地铁3号线工程,试用结果表明:其测量误差小、功能完善可靠,满足低压配电系统智能化需求,工程实用价值良好。

牵引变电所二次设备智能检测系统的研究

探讨了用于牵引变电所二次设备微机智能检测系统的总体设计方案,提出了一种模块化序列试验方法,并分析了各主要模块的设计与功能。该系统已完成了对某牵引变电所所有二次设备的检测试验,实践表明系统可靠性高,实用性好,实现了高度智能化与自动化。