广州地铁22号线交流牵引供电系统电磁干扰问题分析

[目的]当地铁线路正常运行时,由于钢轨对地不能做到完全绝缘,采用交流牵引供电系统的地铁会对邻近金属油气管道产生交流干扰。因此,有必要研究地铁交流牵引供电系统对外部电磁干扰的问题。[方法]以广州某金属油气管道与广州地铁22号线并行段为例,建立地铁隧道与金属油气管道耦合模型,对金属油气管道进行电磁干扰仿真分析;计算了与隧道呈不同夹角的油气管道各段的电磁感应电压、地电位和涂层耐受电压,分析了电磁干扰的主要影响因素。[结果及结论]交流牵引供电制式下,管道涂层实际承受电压为涂层内部金属管道表面的电压和外部土壤中的地电位的差值,地铁隧道在金属管道表面产生的感应电压幅值是土壤地电位幅值的10倍以上,金属油气管道受到的电磁干扰以管道与地铁的电磁感应电压为主;金属油气管道及地铁隧道并行段是产生电磁干扰的主要区段;增加回流线可以极大地降低金属油气管道的电磁感应电压,回流线的位置与数量对减少电磁干扰效果有极大的影响。

地铁直流进线振荡电流识别算法研究

针对地铁直流进线的振荡电流容易引起继电保护系统频繁误动作的问题,文章提出以变分模态分解、样本熵、TOPSIS为核心的故障诊断分析算法,并搭建实时数字仿真试验平台,以地铁继电保护装置为应用场景,通过将改进的进线保护算法与传统逆流保护算法进行试验对比分析,验证了方法在工程实践中的可行性和有效性。结果表明,该方法可有效识别直流进线特殊振荡电流,提高继电保护的可靠性。

浅析地铁直流牵引供电系统馈线保护

在地铁牵引供电系统运转中,持续性和可靠性是最基础的要求,要想保障地铁牵引供电系统的正常运转,馈线保护技术的应用是十分重要的手段。在具体实施地铁直流牵引供电系统馈线保护的时候,常用的技术类型包括大电流脱扣保护、定时过电流保护、接触网过热负荷保护、框架泄漏保护、双边连跳保护、自动重合闸技术等,这些技术对于地铁直流牵引供电系统馈线保护都能发挥十分重要的促进作用,但是在应用过程中,其作用机制也存在一定的差异性,基于此,本章就上述内容展开详细阐述。

基于B/S和C/S结构的铁路牵引供电综合管理系统的开发

针对铁路供电部门的特点,确定系统采用C/S和B/S混合体系结构。结合实际牵引供电管理过程,对系统功能、系统结构、数据库设计进行了描述。

基于ARM和DSP的直流牵引系统馈线保护装置设计

地铁直流牵引系统馈线保护是直流系统的核心组件,是安全运营的前提保障。而随着微型计算机的发展,其在直流牵引系统方面的应用也越来越广泛。该论文阐述了基于ARM和DSP双CPU馈线保护装置的设计,对保护装置的硬件结构、软件设计方案进行了详细的分析。该装置模块化的设计方案,集测量、控制、保护、通讯于一体的功能,完全适用于综合自动化的管理。该装置已用于武汉三号线、四号线,成为全国首个全国产化线。随着全国直流牵引系统的发展,此装置有着更广泛的前景与经济效益。

地铁杂散电流引起动态地电位分布建模及影响因素分析

针对地铁运行导致变压器直流偏磁、埋地管道腐蚀而带来的地铁杂散电流干扰和影响评估问题,提出杂散电流引起动态地电位分布建模方法。通过将多区间、多列车地铁线路等效为多时变电源电阻网络模型,实现杂散电流实时分布计算;进一步将其等效为非均匀散流线电流源,结合线路地理信息,基于点电流源电场的空间数值积分实现地铁全周转时间内的地电位动态计算;利用CDEGS软件仿真和现场实测数据,验证模型计算结果的准确性。以国内某市1、2号线地铁线路为例,计算杂散电流引起大地电位波动区间,以电位梯度变化评估杂散电流干扰范围及程度,并分析机车运行工况、轨地过渡电阻和土壤电阻率因素对地电位梯度的影响规律。

线路交叉条件下直流牵引供电系统杂散电流特性

针对地铁多线路交叉条件下直流牵引供电系统杂散电流材料异常腐蚀问题开展研究。首先,建立了隧道条件下单线路杂散电流模型,研究了列车供电方式、运行方式、土壤电阻率、绝缘设计对杂散电流的影响。研究结果表明,单边供电条件下供电区间内产生的杂散电流明显高于双边供电;列车加速及再生制动时会产生较大的杂散电流;杂散电流的大小随运行区段土壤电阻率的升高、轨地过渡电阻的增加而减小。其次,建立了隧道条件下交叉线路杂散单流模型,研究了交叉线路隧道中间土壤的电势分布及电场分布。研究结果表明,隧道间的土壤中电势及电场过大,需要对其中的金属管线采取相应措施防范杂散电流腐蚀。结合当前新型混凝土特性,研究了掺杂粉煤灰等掺合料混凝土道床对杂散电流的影响。研究结果表明,直流牵引供电系统杂散电流随掺杂混凝土导电率的减小而减小,研究为地铁直流牵引供电系统杂散电流抑制方法提供依据。

地铁牵引供电直流设备框架保护系统改进

在地铁牵引供电系统实际运行中,直流设备框架保护经常发生误动作,导致直流设备跳闸,中断列车供电,对地铁运营造成极大影响。介绍既有牵引供电直流设备框架保护方案和工作原理,结合牵引供电系统实际运行和维护经验,提出直流设备框架保护改进措施。对北京地铁6号线某变电所直流设备框架保护系统实施改造。改造后,牵引供电系统未出现直流设备框架保护错误动作,保障了直流设备框架保护的选择性和可靠性,减少对列车运行的影响。

基于FTA和FMEA法的地铁牵引供电系统可靠性评估

地铁牵引供电系统是保证地铁安全可靠运行的动力来源,其可靠性分析对整个地铁供电系统的可靠性研究至关重要。本文针对某一地铁典型牵引供电系统结构,利用故障树和故障模式与后果分析法对其进行可靠性评估。通过对系统进行定义及对系统电压等级的划分,建立故障模式和后果分析表格及供电系统的故障树模型。在此基础上,求取故障树的最小割集,并利用自主开发的可靠性分析软件对3种供电情况进行可靠性评估。最后与实际工程相比较,验证了该可靠性分析方法的有效性和实用性。

地铁牵引供电系统交-直流潮流算法研究

地铁牵引供电网采用双边供电方式,使得相邻牵引变电所换流器之间相互影响。本文分上、下行线路进行直流功率分配,考虑换流器之间的联系以及再生制动工况,计算各牵引变电所的有功功率输出;考虑换流器特性,将牵引变电所视为PQ节点,进行交流潮流计算;将直流功率分配收敛为最终指标,将交流潮流计算嵌入其中,并用其结果来修正直流潮流的输入量,最终达到收敛的目的。该混合迭代算法收敛性能好,实例验证了该算法的准确性和可靠性。

地铁牵引供电系统中有源滤波器谐波控制研究

地铁牵引供电系统中多采用的是24脉波整流机组,是由两组12脉波整流机组并联组成。如果两组12脉波整流机组工作不稳定会产生大量的谐波,对地铁安全运行产生威胁。因此从整流机组的整流特性进行谐波分析,针对24脉波整流机组加入三电平有源滤波器进行谐波控制。主要对三电平有源滤波器的拓扑结构及控制算法进行深入分析和研究。最后通过仿真与实验结合说明该有源滤波器对地铁24脉波整流牵引供电系统非特征次谐波控制有一定的补偿作用。

考虑谐波功率修正的地铁交直流潮流计算方法

地铁牵引供电系统是一个不同于交直流电力系统的交直流混合系统,其潮流计算的难点在于交直流系统的解耦和迭代方法。将牵引变电所的交流侧母线节点视为交流系统的PQ节点,将直流侧节点视为直流系统的恒压节点,从而将交直流系统进行了解耦。直流系统中,将节点分为P节点和V节点,适应了直流牵引网结构特点,提高了收敛速度;交流系统中,利用交叉频率耦合导纳矩阵建立整流器组的谐波模型,建立整流器组谐波电压与谐波电流的关系矩阵。用交流谐波潮流的谐波功率对交流基波潮流的PQ节点进行修正,提高了交流潮流计算的精度。该混合潮流计算方法有机地将交流基波潮流、谐波潮流和直流潮流三者结合起来,收敛性能好,适应性强,实例分析结果验证了该算法的有效性。

基于多层免疫原理与模糊统计的地铁牵引供电系统健康评估方法

全面监测并掌握地铁牵引供电系统的健康状态对城市地铁的安全可靠运行影响至关重要,为定量评估地铁牵引供电系统的健康状态,将多层免疫原理应用其中,采用层次分析法(AHP)建立牵引供电系统分层分析模型并划分出各个层次,构建其免疫监控系统的结构,在此基础上通过成对比较矩阵得到初始相对权重,并采用模糊统计的方法,通过引入模糊隶属度的概念来修正权重,以消除主观差异性和矩阵阶数对评估结果的影响,结合主观性和客观性的优势给出了更加精确的综合评估方法。实例分析结果表明,该方法能全面、准确、直观地给出地铁牵引供电系统、各子系统以及各元件的健康状态信息,并确定需要维护的子系统及元件。

地铁直流牵引供电系统钢轨运行电位安全分析

钢轨运行电位异常及钢轨电位限制装置频繁动作是目前直流牵引供电系统运行中普遍存在的问题。通过建立钢轨电位数学模型分析表明,钢轨阻抗和回路电流是影响钢轨电位的主要因素。在运营维护过程中应注重确保钢轨回路的畅通,合理控制回路阻抗;可通过优化列车运行图控制最大回路电流,从而降低钢轨电位。对于钢轨电位特征及其保护配置方案需要结合系统运行实际作进一步研究。

城市轨道交通交流牵引供电系统及其关键技术

在地铁、轻轨等城市轨道交通中,为了避免现行直流牵引供电系统的迷流,同时发挥其无分相的优势,提出并研究了一种交流牵引供电系统.该系统由主变电所(MSS)和电缆牵引网(CTN)构成,主变电所由单相主牵引变压器(MTT)和负序补偿装置(NCD)组合而成,电缆牵引网由双芯电缆(DCC)、牵引变压器(TT)和接触网(OCS)、钢轨(R)等构成.讨论了该系统的3项关键技术:电缆牵引网的供电原理,等效电路和输电能力,电缆与接触网的匹配技术,接触网电压等级选择等;牵引网分段供电技术,牵引网供电状态辨识方法,分布式保护与集中式保护方案等;单条线路主变电所供电方案,2条及以上线路共用主变电所的供电方案.该系统技术性能优良,经济性好,可靠性高,为地铁、轻轨等城市轨道交通提供了新的、更好的选择.

地铁直流牵引供电回路电气参量的数值计算

准确掌握直流牵引供电回路的电气参量及其变化规律,是研究直流牵引供电系统电磁暂态特性和提高牵引供电系统稳定性的基础。回路电气参量与钢轨规格、负荷电流、地铁隧道等多种因素有关,造成其复杂的模型难以定解。针对此问题,建立了钢轨和地铁隧道的物理模型,提出利用非线性函数逼近原函数和模块化处理的方法,并开发适合工程计算的软件。典型的实测数据证明,利用该计算方法开发出的软件不仅原理清晰、操作简便,而且计算精度理想。

磁集成地铁变压器漏抗三维有限元计算

地铁逆变牵引系统中平衡电抗器的存在对减少大功率逆变器体积、降低造价不利。为此,运用磁集成技术将平衡电抗器与变压器有机结合,构造出新型12脉波二重逆变牵引供电系统,实现利用集成磁件的等效电感取代平衡电感的设计思想。采用基于边单元的稳态非线性有限元法,建立地铁变压器的三维有限元模型,对各绕组间的等效电感进行分析计算。仿真结果与样机现场试验数据非常接近,验证了所提出的有限元计算方法的正确性和可行性。

120km/h地铁列车自主电气牵引系统

系统阐述了120 km/h地铁列车自主牵引电传动系统、辅助电源系统和网络控制系统的组成和特性,介绍了该系统的新技术研究和新设备研制情况。该系统已完成样机研制及相关型式试验,试验结果表明系统性能良好,满足设计要求。

地铁双边供电系统建模与仿真

对地铁供电系统进行了建模与仿真,重点对直流接触电网及列车负载进行了建模。前者能随列车运行距离而实时变化;后者利用电机角速度作为变量来反映运行过程中负载的变化。这两点保证了仿真模型的有效性和实时性。利用PSB/MATLAB搭建了上海轨道交通2号线系统仿真模型,仿真结果与实测曲线基本一致,证明该模型真实可靠。

不同牵引策略下地铁杂散电流动态分布研究

基于3种经典牵引策略思想,建立了不同牵引策略下的列车牵引模型。将回流系统等效为4层结构的平面分布参数电阻网络,建立了地铁杂散电流分布模型。通过牵引供电等效计算,将不同牵引策略下的列车牵引模型与杂散电流分布模型相结合,构建了动态边界条件,得到了不同牵引策略下的杂散电流动态分布模型。在所建立的杂散电流动态分布模型的基础上,提出一种杂散电流泄漏总量的计算方法。利用MATLAB软件,对不同牵引策略下的杂散电流动态分布模型进行仿真研究,可为杂散电流的腐蚀防护提供一定的理论参考。