全并联自耦变压器供电系统馈线保护配置方案研究

根据全并联自耦变压器(AT)供电系统的特点,给出了一种可以有效减少故障影响范围的馈线保护方案,研究了每部分的保护配置以及整定计算方法,通过对牵引网不同位置短路点短路故障的分析,给出了各保护之间的时限配合关系,满足了瞬时性故障时尽快恢复供电,永久性故障时尽可能的减少停电范围,使故障线路退出运行的要求。

基于电流行波高频能量比值的全并联AT牵引网单端故障定位方法

针对现有全并联AT牵引网单端故障定位方法存在故障区段识别灵敏度低、行波第二波头易受故障点折反射影响的问题,提出了一种基于电流行波高频能量比值的全并联AT牵引网单端故障定位方法。首先,分析了自耦变压器绕组对地电容对高频分量的衰减特性,论证了相邻线路故障电流行波高频能量幅值的差异性,构建了能量比值差异度判据,利用差异度实现了故障区段定位。然后,分析了行波在全并联AT牵引网故障区段内的传播特性,揭示了反向量电流对端母线行波具有明显的故障突变奇异性。最后,提出了基于反向量电流行波的故障定位方法,通过准确标定行波初始波头、第二波头的到达时间,实现了故障的精确定位。仿真结果表明,所提方法在噪声环境下能准确辨识弱故障特征,提高了全并联AT牵引网故障定位的精确性。

基于模态分析的全并联AT网动态谐波谐振研究

为防止牵引网谐波谐振引起的系统过电压,达到及时预防和抑制的目的,针对中国高速铁路全并联自耦变压器(auto-transformer,AT)供电方式,采用模态分析方法对系统的节点导纳矩阵进行分析处理,通过解耦与特征值求取确定其谐振信息。研究机车功率变化、机车位置移动等动态条件下的牵引网谐振规律。并针对谐振频率在某一区间或范围变化,引出谐振带的概念。通过与频谱分析法对比,证明模态分析方法能有效识别系统的谐振频率,并且可用于分析由动态运行的机车产生的动态谐波谐振。

全并联AT牵引网行波传播特性研究及单端故障测距算法

针对具有特殊结构的全并联AT牵引网在实施有效可靠的单端故障行波测距时存在的问题,根据AT牵引网的线路特点,对其上下行线路进行相模变换解耦,将行波分解为同向模量和反向模量,并结合AT自耦变压器的电磁暂态模型,推导行波同向模量在AT并联连接处的波过程时域表达式,仿真验证解析解的正确性,揭示初始波到浪涌波尾的衰减形状与自耦变压器漏阻抗的关系;分析行波各模量的传播特点,得到反向模量只在故障发生区段内折反射的结论。在此基础上,提出利用反向模量只存在于故障区段内及同向模量通过AT后波尾衰减加剧的现象判定故障区段的方法,对不同区段提出行之有效的单端行波故障测距算法。

基于车网耦合的高速铁路牵引网潮流计算

针对全并联自耦变压器(autotransformer,AT)网线路的特点,建立通用的多导体链式电路模型。在此基础上,将高速列车视为恒功率负荷并进行迭代,形成了"机车–牵引网"(简称车网)的耦合模型。考虑AT漏抗值和钢轨的对地电阻,对3种不同工况进行潮流分析。仿真结果表明,车网耦合下的潮流计算能很好地反映实际的功率分布特性,并且全并联AT网上下行线路具有较好的对称性。牵引网潮流计算为分析高速铁路不同工况下的功率流动、电压分布奠定了基础,同时也可用于分析牵引负荷对公用电网电能质量的影响。