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。

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。

高速铁路回流系统至变电所接线方案优化研究

近几年国内高速铁路牵引变电所陆续出现由于长期过载导致保护线断线,部分变电所地回流过大导致变电所地网发热以及腐蚀严重等问题。本文通过对供电系统及回流系统进行建模和仿真,分析既有分散回流接线方案存在的问题,提出了解决方案,并验证了方案的效果。

南京地铁1号线轨电位异常的抑制方法

在地铁回流系统中,参数异常及电动车组起动均易引起轨电位异常升高,从而导致轨电位限制装置动作。针对南京地铁1号线红山—迈皋桥区段出现频繁的轨电位异常,实时采集和分析了不同工况下红山—迈皋桥区段的轨电位和电流,并通过Matlab/simulink软件搭建了该区段的仿真系统简化模型,提出了采用并联分流电缆的方式来降低其轨电位的方案。在简化模型下进行仿真的结果表明,所提方案能够有效降低红山—迈皋桥区段轨电位的大小,具有一定的可行性。

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.

牵引回流对计轴设备的影响分析

计轴器作为列车占用轨道区段的重要检测设备,其工作性能对铁路安全运营有着重要影响。根据计轴器的尺寸及结构在Ansoft Maxwell中建立三维模型并进行有限元分析,研究计轴器周围磁场的分布以及车轮对其工作状态的影响。在Simulnk中建立AT式牵引供电系统、CRH2型动车组仿真模型,并基于Simplorer平台对牵引供电系统的Simulink模型及计轴器的三维Maxwell模型进行联合仿真,分析牵引回流对计轴器的影响。该联合仿真模型能够为现场案例分析、计轴器抗干扰优化设计提供理论依据。

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。

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。

牵引回流不平衡对高速铁路信号系统的影响

本文首先对高铁牵引供电系统、高铁信号系统、电力机车牵引传动系统等相关概念或工作原理进行阐述,据此再通过实际检测的方法对牵引回流不平衡对高速铁路信号系统的影响进行探讨,通过检测结果发现由于谐波频率的不断提升,遭受谐波干扰影响将随之减小,却还一直会存在。在当前,我国高速铁路牵引回流中的谐波还是会对高铁信号设备有着非常明显的影响。

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。

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。

高速铁路牵引回流系统建模分析

高速铁路牵引回流分布复杂,有必要对其进行精确的建模分析。采用平行多导体传输线理论,搭建统一的牵引网数学模型,实现针对不同空间分布形式的牵引网阻抗和导纳的计算。运用埋地裸导线法对综合地线进行建模,弥补等效接地电阻法不能计算导线电流的缺点,且计及综合地线与其他导线间的耦合,研究不同回流导线中的电流分布比例,并与实测数据进行对比,验证埋地裸导线建模法及牵引网链式网络潮流算法的准确性,并探讨回流测试方案。

铁路站场中列车位置对钢轨电位的影响分析

在一些大型站场中,存在回流不畅、钢轨电位过高等许多回流问题。为了研究大型站场中牵引回流系统的回流特性以及钢轨电位的分布规律,文章利用CDEGS仿真软件,根据现有铁路站场回流系统拓扑结构,搭建站场回流系统仿真模型。利用搭建的仿真模型,研究牵引电流在回流系统中的分配情况,吸上线和钢轨上的牵引电流和电位的变化规律,根据分析结果确定大型站场中的回流系统的回流情况。由仿真结果可得:不论列车在哪个位置,站场中只有小部分吸上线工作,其他吸上线基本不工作,因此导致钢轨上有很高的牵引电流;且钢轨上的电位和电流在牵引变电站处和列车处的值最大,所以这两处存在着钢轨电位过高危及设备和人员安全的隐患。

电气化铁路长大隧道区段牵引回流特性研究

由于电气化铁路长大隧道区段牵引供电系统特殊的电磁环境与电气拓扑结构,导致流经钢轨的牵引回流比例较大并产生过高的钢轨电位,因此需对隧道区段内牵引回流及钢轨电位分布规律开展深入研究。建立隧道区段直供带回流线方式下牵引网链式模型,计算接触网刚性悬挂方式下的牵引网导线阻抗参数,并推导多导体阻抗与导纳矩阵,利用Matlab/Simulink仿真平台建立长大隧道区段牵引供电系统仿真模型。在此基础上,分析机车运行时牵引回流在各回流通路中的分配规律,并研究综合接地系统对隧道区段钢轨电流、钢轨电位的影响。结果表明:电气化铁路长大隧道区段设置综合接地系统后,牵引回流经钢轨回流部分明显降低,并有效抑制钢轨电位抬升。

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。

地铁车辆段杂散电流的探讨与分析

地铁车辆段负回流系统运行环境复杂,杂散电流入侵现象严重,影响车辆段相关设备设施的使用寿命。本文通过现场测试分析,结合负回流模型仿真分析结果,提出车辆段杂散电流防护优化方案。

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。

山区旅游轨道交通钢轨电位的限制方案及仿真分析

山区旅游轨道交通的特点与城市轨道交通迥异,存在线路长,坡度大,且全线呈现一面坡的特点,因此出现上、下行方向钢轨电位分布极其不均衡问题。本文基于传统牵引回流系统,提出在上坡方向增设架空回流线,形成一个以钢轨-回流线-排流网-大地构建的牵引回流系统,以降低钢轨电位;利用OpenTrack和OpenPowerNet软件建立牵引供电仿真模型,并得到牵引网电压水平、钢轨电位、电流、功率等曲线,为DC 1500 V制式的牵引回流系统设计提供重要参考。