电气化铁路贯通式同相供电系统方案及控制策略

研究目的:电气化铁路传统牵引供电系统采用异相单边供电,牵引网需设置电分相,存在无电区,且部分线路设置电分相困难。本文研究牵引供电系统采用贯通式同相供电,经过交直交变换使全线相序一致,从而取消牵引网电分相,消除无电区。研究结论:(1)分析了传统异相供电和贯通式同相供电的特点,并给出了两种系统原理结构;(2)搭建了贯通式同相供电整流系统的数学模型,给出了基于PWM整流技术的控制算法;(3)以集通铁路电气化改造工程为背景进行仿真计算,验证方案的有效性;(4)以电气化铁路工程为例进行了经济性分析,并给出投资回收期;(5)本文研究内容可为电气化铁路贯通式同相供电系统应用提供技术参考。

基于物联网技术的同相供电控保装置远程控制研究

针对目前工程技术人员与运维人员对同相供电装置掌握程度不高,不能快速有效排除同相供电装置故障等问题,研究通过MCGS组态软件编程实现同相供电核心控保装置的远程监控,研发人员可根据同相供电装置系统报警信息进行远程指导,并辅助现场技术人员完成同相供电装置的调试与维护。

一种同相供电装置功率模块的结构设计

针对市场上现有同相供电功率模块体积大、能量密度小、散热效果差、维护不方便等缺点,介绍了一种新型同相供电装置功率模块的总体结构设计思路,阐述了该功率模块结构设计的具体细节,对模块散热器进行了流阻和散热有限元分析,对功率模块的装配工艺进行了描述,为同相供电功率模块的优化设计提供了新思路。

市域铁路贯通同相供电系统继电保护方案配置

针对市域铁路高客流量、高可靠性的要求,对市域铁路采用贯通同相供电方式中的组合式同相供电+分区所双边供电方案进行研究。根据该方案拓扑结构进行数学建模,对牵引变电所高压侧及牵引网不同位置进行短路故障分析,以某市域线路为例,对系统中不同位置的母线发生短路进行仿真分析。研究得出以下结论:当牵引供电系统发生故障时,需配置牵引供电系统的保护方案;而电力系统发生故障时,电力系统继电保护装置的动作不会受到影响,因此,无需调整电力系统的继电保护配置,验证了理论分析的正确性。根据故障分析结果,在传统继电保护方案上进行改进,配置继电保护新方案以确保市域铁路实施贯通同相供电运行的安全稳定。

重载铁路树形贯通式同相供电系统的运行状态

重载铁路树形贯通式同相供电系统能够最大限度降低线路中电分相带来的安全隐患,提升牵引供电系统再生制动能量直接利用率、供电能力和供电品质.为保障树形贯通式同相供电系统的良好运行,从均衡电流、供电能力、负序评估、故障分析及保护配置4个方面研究该系统的运行状态.构建不同拓扑结构下双边供电系统均衡电流评估模型,揭示重载铁路树形贯通式同相供电系统的外部电源构成方式;以某重载铁路树形贯通式同相供电改造方案为例,探究正常和故障运行工况下系统的供电能力以及系统对外部电网的负序影响;对该系统不同类型的故障进行分析,并提出保护配置方案.研究结果表明:相较平行双边供电,当两相邻牵引变电所变压器变比相同时,树形贯通式同相供电系统不会产生均衡电流;改造方案上、下行牵引网最低网压为22.74 kV,满足牵引网电压要求;设置组合式同相供电装置后,系统的三相电压不平衡度95%概率大值和最大值分别为1.20%和1.65%;相较于传统保护装置方案,所提保护配置方案能够确保牵引网停电区间最小.

计及牵引负荷不确定性的同相供电系统随机优化运行策略

为克服列车高速行驶中取流波动性而加剧的同相供电系统安全高效运行的不确定性,建立包括牵引变压器、潮流控制器、储能元件的同相供电系统数学模型。以牵引负荷功率为随机变量,形成刻画运行不确定性的潮流机会约束条件;以电压不平衡补偿、系统安全运行边界为确定性约束,计及混合储能服役性能退化影响,以牵引变电所电费成本和储能元件老化成本组成的日运行成本最小为优化目标,以潮流控制器控制方案和混合储能充放电策略为决策变量,建立同相供电系统随机优化运行模型,并将该模型转化为混合整数线性规划模型进行求解。算例分析结果表明:提出的优化运行策略在不确定性条件下可有效降低运行成本约13%,且混合储能循环寿命提高了约3 a。

无功补偿型贯通同相供电系统谐振特性研究

取消电分相实现铁路全线贯通后,牵引供电系统结构将发生较大改变,为预防实施贯通同相供电后谐波谐振带来的谐波放大、过电压等现象,针对贯通同相供电系统利用谐振模态分析法对系统节点导纳矩阵进行分析,通过对特征值、参与因子求解得到谐振信息。利用实测数据对理论分析进行验证,通过模态分析能够精确有效得到系统谐振频率。增加无功补偿型同相补偿装置后,探究系统的谐振点变化情况。研究当机车位置、牵引网长度、同相补偿装置中静止无功发生器(static var generator,SVG)各种参数等条件变化下整个系统的谐振点变化规律,为后续同相供电系统安全运行提供理论基础。

基于牵引-补偿变压器的同相供电综合补偿方案

针对电气化铁路以负序和无功为主的电能质量问题,提出一种基于牵引-补偿变压器的同相供电综合补偿方案。该方案采用牵引端口和补偿端口集成化设计,在实现综合补偿的同时,能够有效减小占地面积。通过设置无功补偿度和负序补偿度,确定了二端口和三端口的补偿方案,并提出了相应的补偿控制策略。最后通过仿真验证了同相供电综合补偿方案及控制策略的正确性和可行性。

地铁同相供电装置可靠性评估分析

随着地铁供电技术的不断发展,采用同相供电技术成为城市轨道交通供电系统发展的新方向,分析地铁同相供电装置可靠性具有重要意义。基于同相供电装置的拓扑结构与逻辑关系,以单个功率单元模块中IGBT的耐压耐流作为约束条件,对同相供电装置设置方案进行可靠性分析;利用FTA分析法建立同相供电装置可靠性评估模型,并借助最小割集法求解可靠性评估指标,量化评估同相供电装置设置方案的可靠性水平,为主变电所同相装置设置方案的选取提供参考与理论依据。

同相供电系统混合补偿容量优化分析与设计

针对现有同相供电系统中有源补偿容量较大、成本高的缺陷,提出一种基于混合补偿的同相供电系统。首先,分析了该系统的拓扑结构及工作原理,建立了混合补偿模型;其次,分析了无源补偿容量、负荷大小和功率因数对有源补偿容量的影响,完成了混合补偿容量优化配置;最后,研究了电能质量指标优化补偿原理,推导了电能质量指标参数与有源补偿装置两变流器补偿电流给定值之间的关系,建立了有源补偿容量优化模型,并采用粒子群优化算法进行寻优计算。同时,根据实测负荷数据仿真验证了混合补偿模型和协同控制策略的可行性及有效性。结果表明,混合补偿有效降低了有源补偿容量,优化补偿后在满足国标要求的同时进一步降低了有源补偿容量。

同相供电装置串联电抗器测温放电故障分析

干式铁心电抗器作为电力系统中重要的无功补偿设备,主要用来限制短路电流,或在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。铁心电抗器作为主要部件应用于同相供电装置,同相供电装置在运行过程中发生了铁心电抗器测温线二次回路与线圈一次回路放电并形成短路,破坏了电抗器本体绝缘造成损坏,导致同相供电装置故障停机。因此,从故障剖析和测温原理两方面对同相供电铁心电抗器二次测温系统进行深入研究,并提出优化方案。在故障分析、原理论证基础上对电抗器测温绝缘问题进行优化研究,提出了另一种可靠的非直接测温综合解决方案,通过更换测温预埋位置,降低保护定值,保证电抗器运行过程中适应高温高电压环境,并消除运行缺陷。经过长期的持续运行观察,各项运行测温数据与仿真结果相符,新的测温解决方案达到预期优化效果,进一步提高了设备运行可靠性和稳定性。

城市轨道交通交流27.5kV同相供电装置安装、调试技术研究

广州市城市轨道交通22号线最高持续运行速度160km/h,通过采用27.5kV交流同相供电系统,有效保证了列车在大长区间的稳定持续运行。文章通过分析牵引供电的原理、同相供电装置的组成及功能,结合工程实例开展同相供电装置安装、调试研究,高效完成了交流27.5kV同相供电装置的安装、调试,并顺利保障了广州22号线的开通运行。

同相供电设备保护方案研究

针对同相供电设备继电保护的需要,研究同相供电设备继电保护方案。同相供电系统是在异相牵引供电系统结构上引入同相供电设备构成的。由于同相供电设备的存在,牵引变电所主接线结构将发生变化,现有的保护对同相供电系统是否适用,以及如何实现同相供电设备的保护需要分析和研究。本文介绍同相供电系统试运行方案,讨论同相供电设备接入对原有变压器保护和馈线保护的影响,提出针对同相供电设备的保护方案,并讨论整定计算原则和需要注意的问题。本文提出的保护方案于2010年10月已在成昆线某变电所投入试运行,投运前的试验和投运后2年多的试运行结果证明了所提方案的正确性。

同相供电装置及现场安装调试研究

本文以同相供电装置及现场安装调试为研究对象,对同相供电装置的基本概念、发展历程以及应用领域进行了阐述和分析。同时,对同相供电装置的原理与设计进行了探讨,包括操作原理、设计要点和性能评价指标的确定。此外,还重点介绍了现场安装技术在供电装置中的重要性和应用背景,并详细阐述了现场安装技术的前期准备、流程设计以及成功案例分析。在同相供电装置的现场安装技术探讨章节中,本文详细解释了同相供电装置的现场安装步骤,并讨论了常见问题和解决策略。此外,还提供了同相供电装置现场安装技术研究案例分析,为同行提供了实践经验和借鉴。在同相供电装置的现场调试方法研究章节中,本文对同相供电装置的现场调试过程进行了分析,并强调了其重要性。同时,对现场调试操作步骤和要点进行了解析,并提出了常见问题的解决方案和优化策略。最后,在综合讨论与未来展望章节中,本文对同相供电装置及其现场安装调试进行了综合评价,并指出了当前存在的问题和挑战。同时,提出了对未来同相供电装置及其现场安装调试的前景预期和建议发展方向。本文旨在促进同相供电装置及其现场安装调试技术的交流与发展,为工程技术领域的从业者提供相关理论和实践指导。

同相供电技术在市域(郊)线路中的应用分析

同相供电是一种综合解决交流供电制式线路电能质量和过分相问题的技术方案。本文基于对同相供电技术在市域(郊)线路中的应用进行的调研,分析不同类型同相供电装置的技术特点和效益,并对雄安R1线同相供电方案进行研究及选型分析,讨论同相供电技术对不同项目的适用性,为后续同类型项目的建设提供思路。

黄大线同相供电方案研究

正0引言牵引供电系统是电气化铁路的重要组成部分,该系统能否稳定、高效工作关系到铁路的安全、可靠运行。正常工作情况下,牵引供电系统应能保证向牵引负荷安全、不间断地供电,使牵引网电压保持在允许的电压水平之间;在保证以上基本条件的情况下,尽可能提高功率因数,减少单相负荷对三相电力系统带来的谐波和负序污染,减少电能损失[1]。在现有牵引供电方式下,不管牵引变压器采用何种接线形式,由于电力机车为单相负荷,都将产生负序电流。负序电流的大小和单相负荷的运行状况。

基于YNd变压器与静止无功发生器的电气化铁路同相供电综合补偿方案

针对以负序为主的电气化铁路电能质量问题,提出一种基于YNd变压器与静止无功发生器(SVG)的电气化铁路同相供电综合补偿方案及控制策略。以YNd11变压器为例,将基于YNd变压器与静止无功发生器的同相供电综合补偿方案分为二端口补偿模式和三端口补偿模式。研究负序补偿的基本原理,构建二端口补偿模式和三端口补偿模式的同相供电综合补偿数学模型,并给出确定补偿方案的方法。根据不同的补偿模式数学模型,提出相应的补偿控制策略,通过仿真验证同相供电综合补偿方案及控制策略的正确性和有效性。结果表明,综合补偿方案能够实现公共连接点处因牵引负荷引起的负序问题的治理,并且不会带来新的电能质量问题,同时可兼顾治理公共连接点处牵引负荷带来的谐波问题。

同相供电系统对称补偿装置控制策略研究

在介绍同相供电系统对称补偿的基本原理的基础上 ,说明了在同相供电系统中实现对称补偿的优越性。主要论述了同相供电系统对称补偿装置的容量配置方法和控制策略。根据负荷功率因数和负序将同相供电系统中负荷分为三种情况 ,并制定相应的控制策略。在实测数据基础上 ,通过仿真进行了验证 。

基于有源滤波器的V,v接同相供电系统

针对电气化铁道牵引供电系统三相严重不平衡,存在大量谐波和无功,尤其是相邻供电区段间必需用分相绝缘器分隔问题,将V,v接变压器与有源滤波器和AT供电方式有机结合,构造出新型同相牵引供电系统。系统中V,v接变压器的一个带中抽头的副边绕组接AT牵引网,并通过有源滤波器接另一副边绕组,使各供电区段电压相同,从而可以取消分相绝缘器;以检测到的同相综合补偿电流为参考,控制有源滤波器消除三相不平衡,并滤除谐波和无功。仿真证实该同相供电系统方案正确可行,适宜应用于高速电气化铁道。

同相供电系统潮流控制器可靠性建模与冗余分析

潮流控制器是电气化铁路同相供电系统的核心组件,其可靠性评估与冗余设计对同相供电系统的安全运行至关重要。计及实际牵引负荷随机性和冲击性对功率元件结温波动的影响,采用功率损耗以及热网络模型计算功率元件结温。结合Coffin-Manson元件失效模型,提出了潮流控制器功率模块失效率计算方法。针对同相供电装置特殊拓扑结构,研究运行过程中功率模块级联级数的变化对元件失效率的影响,建立了潮流控制器k/n(G)动态可靠性评估模型与评估流程。以山西中南部铁路沙峪牵引变电所5 MVA工程样机为例,对功率模块的冗余性进行分析,优化了潮流控制器级联模块数,为同相供电系统的工程设计和运行维护提供了必要依据。