基于馈线和电流的专用轨回流牵引供电系统接地故障保护

对于专用轨回流牵引供电系统,负极回流轨对地具有良好的绝缘特性,极大地限制了正极接地故障所产生的短路电流。由于负极母线电位下降、接地电阻较大等原因,现有的正极接地保护在实际应用中暴露出选择性差、灵敏度低等问题。本文通过对专用轨回流牵引供电系统短路电流以及负荷电流的潮流分析,提出以供电区间馈线和电流作为正极接地故障判断的特征量,并设计基于该故障特征量的保护方案,基于MATLAB/Simulink仿真系统,验证了该保护方案的有效性。

基于车体接地电流的故障列车精准识别方法

针对专用回流轨直流牵引供电系统发生正极与车体短路故障时,故障列车不能被精准识别的问题,首先给出了双边供电牵引系统等值模型,其次分析了故障列车和正常列车的车体接地电流特征差异,最后提出了一种基于车体接地电流的故障列车精准识别方法。所提方法采用列车的车体接地电流幅值和方向作为故障识别判据,当其幅值小于整定值时判断列车正常,当大于等于整定值时继而采用其方向进行判断,电流为正方向的列车被判为故障车,电流为反方向的列车被判为正常车。该方法原理简单,实现方便,实用性强,采用双重判据能有效避免误判,可靠性高。通过Matlab仿真和现场试验录波验证了方法的可行性和有效性。

轻型跨座式单轨供电系统方案研究

为降低轻型跨座式单轨供电系统建设成本,文章结合轻型跨座式单轨特点、线路条件,充分利用先进电力电子设备,尤其是兼顾整流和逆变功能的双向变流装置和低压成套逆变电源装置对供电系统进行设计,并以某旅游轻型跨座式单轨项目为例,分析供电系统功能及需求、优化外电源供电方案、中压网络接线方案、整流设备配置方案、牵引回流系统方案以及低压配电接线方案,提出适用轻型跨座式单轨的供电系统方案。通过与传统方案在技术、经济方面的比对,得出优化方案在满足供电系统运营要求的基础上,有效减少房间面积需求并降低供电系统投资成本及运营成本,为轻型跨座式单轨的推广应用创造有利条件。

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.

地铁专用回流轨牵引供电系统应用方案

分析了常规地铁牵引供电系统采用走行轨兼做回流轨存在的问题,以及杂散电流腐蚀问题带来的严重危害。针对目前专用回流轨技术方案发展现状,推荐采用网轨混合牵引供电系统的应用方案。通过对该方案中重点问题的分析,推荐采用专用回流轨和接触网同位置设置电气分段的方案,在牵引供电上网点和回流点处设双极隔离开关;推荐在负极对地之间设置单向导通装置作为漏电保护装置;推荐设置绝缘监测装置对各区段的专用回流轨对地绝缘状况进行定期监测,以便及早发现绝缘薄弱点并清查处理。

基于高速铁路典型车站牵引供电系统仿真模型的降低绝缘节两端电位差方案

以兰新二线高速铁路某车站及其邻接区间为例,采用节点电压方程法建立该车站及其邻接区间全并联AT牵引供电系统的仿真模型,仿真计算不同条件下列车在车站侧线通过或者发车时轨道电路绝缘节两端的电位差。仿真结果表明:当列车牵引电流减小至200A时,绝缘节两端的电位差可降至20V以下;当道砟漏泄电阻为100Ω·km且列车牵引电流达到500A时,绝缘节两端的电位差将超过60V的安全接触电压;在增加横向连接线后,当列车牵引电流不超过300A时,绝缘节两端的电位差可降低至20V以下。由此得出在现有条件下降低绝缘节两端电位差的解决方案:列车牵引电流应控制在200A以内;合理增设横向连接线。为从根源上避免拉弧引发的绝缘节烧损现象,提出在车站侧线回流切断点处增加回流匹配器的方案,使其连接绝缘节两端的扼流变压器,从而形成等电位,同时可有效隔离轨道电路信号。

交直流双制式城市轨道交通方案设计与关键技术探讨

随着轨道交通的快速发展,双制式牵引供电系统为干线铁路与城市轨道交通的互联互通提供了解决方案。对此,结合国内外发展现状,介绍了双制式牵引供电系统设计方案和双制式机车过分相转换方案,探讨了双制式牵引供电系统无电区牵引回流问题和双制式机车过分相暂态过程,有助于双制式牵引供电系统在设计阶段更好地解决关键技术问题。

地铁牵引供电回流系统主要问题分析

介绍了城市轨道交通直流牵引供电系统的主要特点。对直流回流系统运行中曾出现过几个典型问题进行说明,如钢轨电位升高甚至超标、杂散电流泄漏量大、回流系统设备故障等。通过原因分析、系统总结和归纳有效治理措施,并针对薄弱环节采用新工艺、新方法,对直流回流系统提出了新的思路及建议,可供同行探讨或参考。

地铁牵引回流系统的钢轨电位和杂散电流仿真

地铁钢轨电位异常导致的钢轨电位限制装置频繁动作是目前地铁牵引回流系统运行过程普遍存在的问题。通过建立单边供电单车行驶的数学模型,结合电路中的叠加原理建立双边供电回流系统单车、多车行驶时的数学模型,在Matlab平台上对单、双边以及线路全程稳态运行的地铁牵引回流供电系统模型分别进行仿真,获取地铁正常运行下钢轨电位和杂散电流的分布曲线,通过仿真图形对比,分析钢轨电位和杂散电流的影响因素,为地铁合理运营与规划提供理论依据。

基于多导体回路系统的带回流线直接供电方式隧道牵引网阻抗计算和应用

针对隧道路段中采用带回流线直接供电方式牵引网阻抗,该文提出一种基于多导体回路系统的计算方法,该方法基于回路思想考虑了牵引网所有传输及回流导体构成的实际回路,计及了各回路自阻抗及互阻抗的相互影响,在建立回路阻抗矩阵基础上推导了各回路电流分配系数及牵引网阻抗参数。其中,针对隧道路段特殊的环境,采用Tylavsky公式计算由大地参与构成的回路阻抗。结合电气化铁路的实际,该文对此方法在各种复线牵引供电系统(分开、末端并联和全并联供电方式)的应用开展研究,提出末端并联和全并联工况计算中考虑满足电压降关系的约束方程,采用迭代方法获得阻抗的精确解。通过对比渝利线的实测验证,证明提出的方法能精确计算隧道内牵引网阻抗。

影响地回流因素及其抑制方法分析

为了有效减小地回流以降低其对牵引变电所的影响,建立了铁路牵引供电系统仿真模型,并基于此模型对影响地回流与轨回流比重的因素进行了分析。结果表明:地/轨回流比值随着机车与牵引变电站距离的增大而增大,随着牵引变电所接地电阻的减小而减小,随着道床电阻率的增大而减小。基于此,设计了2种减小地回流的方法,第一种方法为在距离牵引变电所最近的吸上线处对钢轨进行接地,其结果表明,当接地电阻为0.88Ω时,相对于不进行接地时地回流减小了58 A,降低地回流效率达到了25.3%;第二种方法为分别在0~1000 m、-1000~1000 m、0~2000 m处在钢轨两侧添加贯通地线,其结果表明在0~2000 m处添加效果最优。

直流牵引供电系统新型钢轨回流方案及钢轨绝缘检测方法

直流牵引供电系统的走行轨兼作回流轨时,因钢轨对地不能完全绝缘,从而产生杂散电流。以钢轨绝缘为研究目标,通过详细分析国内外杂散电流防护中的各项要求,以及现阶段钢轨绝缘水平和测试方法,提出了一种新型的钢轨回流方案和钢轨绝缘检测方法。该方案和方法可便捷、准确地测量钢轨的绝缘水平,指导杂散电流防护工作的实施,可应用于城市轨道交通新建线路或既有线路供电系统改造项目中。

地铁牵引供电系统回流设计方案优化

回流系统是保证地铁牵引供电系统可靠运行的一个重要环节。我国地铁早期牵引供电的回流系统设计方案中存在不足之处,有必要进行适当的方案优化。本文在满足系统回流的载流量要求前提下,提出了地铁牵引供电回流系统优化设计方案,并提出工程应用建议。

客运专线牵引供电系统回流仿真计算及贯通地线截面积分析

通过对客运专线牵引供电系统牵引回流的仿真计算,分析牵引供电系统回流的分布规律,研究贯通地线的回流和截面积的关系,提出贯通地线的截面积需同时满足稳态和暂态情况下的最大电流要求,为客运专线综合接地系统的贯通地线的截面积选择提供理论依据。

钢轨电位及负回流异常引起的故障分析及对策

列举了广州地铁在运行中发生的几起与钢轨电位及负回流相关的故障,通过详细的原因分析,说明在直流牵引供电系统中钢轨电位和负回流的特殊性和重要性,并提出了在运行中针对几起典型故障的检查和处理措施。

朔黄铁路牵引供电系统地回流过大分析研究

为解决朔黄铁路部分牵引所地回流过大的问题,本文对电气化铁路牵引供电系统及地回流进行分析研究。基于平行多导体传输线理论,对电气化铁路牵引供电系统链形网络进行建模和计算推导,并通过仿真计算研究了牵引供电系统不同变量因素对地回流比例的影响和变化规律。通过本文的研究和改进措施,可改善牵引供电系统地回流过大的问题,实现电气化铁路更加安全可靠运行。

基于正负馈线电流的专用轨接地故障保护方案

对于专用轨回流牵引供电系统,负极回流轨对地之间良好的绝缘特性可以有效地抑制杂散电流的产生。通过分析发现,正极接地故障发生时,邻近故障点的多个牵引所内负母线接地回路继电器同时动作,可能会导致保护动作范围扩大。本文提出通过比较正常运行工况以及正极接地故障下正、负馈线电流的流向,以正、负馈线的电流差值作为故障特征量,判断正极接地故障的发生,同时利用供电区段两端正馈线电流的方向比较,识别出故障发生的区段。通过Matlab/Simulink仿真系统,搭建了1500 V专用轨回流牵引供电系统模型,验证了本文所述保护方案的有效性。

交直流双流制轨道交通钢轨电位特性研究

交直流双流制轨道交通存在供电制式过渡区段,导致其与单一供电制式的牵引回流特性存在差异,影响了不同区段钢轨电位的分布。基于CDEGS软件构建了交直流牵引回流互扰模型,充分考虑了正常工况下发车密度和泄漏电阻影响,揭示了双流制供电系统“车-轨”电气匹配特性。针对故障越区供电工况,研究了交直流牵引回流和钢轨电位分布规律。结果表明,发车密度增大则交流区段牵引回流增加,导致钢轨复合电位增大;交流区段泄漏电阻越大,则交流区段钢轨复合电位越高;越区供电则交直流区段牵引回流的相互干扰程度增强,导致钢轨复合电位增大。通过在交流区段设置贯通地线和减小回流线横连间距改变牵引回流结构,避免钢轨电位超标,为双流制线路健康管理与高效运维提供了参考。