重载电气化铁路轨道烧蚀解决方案

通过对某重载电气化铁路轨道烧蚀现场的调研,结合该重载铁路牵引负荷的分布、牵引供电回流系统设置情况,分析并得出了钢轨电位是引起电气化铁路轨道烧蚀的重要原因。同时对钢轨电位进行了理论分析和计算推导,并研究提出了降低钢轨电位的技术思路和工程措施,解决了现场钢轨电位过高引起轨道烧蚀的问题。研究结果表明电气化铁道尤其是重载铁路,可采取增加接触网与钢轨间互阻抗、降低钢轨泄漏电阻等工程措施改善牵引回流分布、降低钢轨电位,以避免轨道烧蚀等设备损害及对人体安全的威胁。     

重载电气化铁路钢轨电位监测系统

重载高速电气化铁路区段由于牵引电流大和钢轨对地漏泄电阻高,导致的钢轨电位偏高对人身和设备安全造成威胁.本文阐述了钢轨电位的产生机理,分析了其基本特性,并用实测波形和仿真数据验证了钢轨电位偏高情况频繁发生.提出了研究钢轨电位监测系统的必要性,从监测系统中的采集系统、GPS授时同步系统、抗干扰技术进行了详细分析,最后从技术可行性和经济可行性上分析得到,建立高速重裁电气化铁路钢轨电位监测系统可行.     

一种用于钢轨电位评估的回归建模方法

钢轨电位是地铁安全运行指标之一,评估钢轨电位水平一直是供电仿真计算中的一项难题,传统的供电仿真算法在定量计算钢轨电位时存在较大偏差,无法应用至实际行车组织中.该文首先建立钢轨回流系统的等效电路模型,通过分析供电系统运行特点,将钢轨电位数学模型分解为常量参数与变量因子,进而给出钢轨电位与变量因子间的关联关系式.根据所得关联关系式,分析钢轨电位回归建模方法的可行性与适用性,并基于变电所实测数据及BP神经网络算法,建立变电所的钢轨电位回归模型,结果表明,模型误差满足实际工程需要.最后给出模型在运营场景时的实际应用示例,示例体现出模型能够很好地融入现有的供电仿真系统中.     

干旱地区电气化铁路的钢轨电位限制方案

针对干旱地区电气化铁路钢轨电位偏高现象,研究其钢轨电位限制方案.在自耦变压器供电方式下,利用Matlab/Simulink软件建立了牵引回流系统的仿真模型.通过仿真分析可知,高泄漏电阻是影响干旱地区铁路钢轨电位升高的重要原因;在高泄漏电阻时,对供电区段设置保护连接线及贯通地线可以降低干旱地区铁路钢轨电位.     

自耦变压器供电方式下降低高速铁路钢轨电位的方法及其仿真分析

高速铁路较常速铁路钢轨电位急剧升高,必须采取有效措施降低钢轨电位,以保障人身和设备安全。用Matlab/Simulink建立了牵引供电系统钢轨电位分析模型。在不同技术参数和工况下,将增大泄漏电导、增设钢轨与保护连接线、增设保护线接地等降低钢轨电位的方法应用到仿真模型中研究钢轨电位的分布规律。根据仿真结果分析评估了各种降低钢轨电位方法的效果。     

跨海公铁两用大桥电力电缆与铁路共用接地系统的可行性研究

当高压电力电缆通过公铁两用大桥时,电力电缆接地与铁路接地系统需共用接地装置.电力系统单相接地短路时将引起钢轨电位升高,可能会危及铁路运行安全.为此需对电力电缆接地与铁路综合接地系统共用接地装置是否可行进行研究.基于PSCAD与多导体传输线理论建立了包含电力系统与铁路系统的综合模型,研究电力系统发生单相短路故障时,钢轨电位升高对铁路系统产生的影响.仿真结果表明在输电线路短路时引起的钢轨电位抬升没有超过钢轨电位的允许值785 V,电力电缆接地可与铁路综合接地系统共用接地系统.     

城市直流牵引供电系统钢轨电位建模仿真及抑制措施研究

既有直流牵引供电系统中钢轨电位异常导致了钢轨电位限制装置保护频繁动作,对城市轨道交通供电系统正常运营造成了严重影响。对此,首先基于某典型地铁线路的实测现场数据分析了保护动作时刻钢轨电位和钢轨回流的分布情况;然后建立直流牵引供电系统轨-地分布数学模型,并验证了模型的精确性;最后针对存在的问题给出治理方案,仿真验证了方案的可行性,为直流牵引供电系统的运维提供了参考。     

基于钢轨模型的电磁感应电压计算

为解决电气化铁路电磁感应电压计算中钢轨屏蔽系数取值对计算结果影响的问题,建立钢轨的电磁感应电压计算模型,得出该计算模型的计算结果,并与其他模型计算结果以及实测结果作对比和分析,证明其在工程实际中的精确性和实用性.     

特高压直流接地极周边地表电位分布计算与敏感性参数研究

特高压直流输电工程单极大地运行时产生的地表电位分布对交流系统存在不利影响,为确保其安全稳定运行。文中对特高压直流接地极周边实际的土壤分布情况进行建模,采用行波法与镜像法对周边地表电位的分布进行计算。在MATLAB编写计算程序,比较水平分层和复合高山土壤模型地表电位分布规律;同时通过改变复合高山土壤模型参数,分析研究影响地表电位的敏感性参数。研究表明,以复合高山土壤模型计算地表电位后得到的电流分布基本与实测电流值相符;在距离直流接地极较近的复合高山土壤模型中浅层土壤厚度与电阻率、高山电阻率对地表电位的影响最为敏感,深层土壤电阻率影响次之,直流接地极埋深、高山宽度影响最小。     

基于器件结温的同相补偿变流器可靠性评估

以5 MW模块化同相补偿变流器为例,基于同相补偿变流器的相关电热参数,建立变流器整流侧和逆变侧IGBT模块的结温仿真模型,分析同相补偿变流器在额定工况时的损耗和结温。结合实测的高速铁路和重载铁路牵引负荷数据,利用Bayerer模型和线性疲劳累积损伤理论评估全时补偿和需时补偿下同相补偿变流器的可靠性。研究结果表明,由于高速铁路和重载铁路2种牵引负荷波动程度的不同,重载铁路全时补偿和需时补偿下变流器故障率的差异远低于高速铁路全时补偿和需时补偿下变流器故障率的差异。同时针对重载铁路负荷,提出了一种新的能提高同相补偿变流器可靠性的运行方式。     

基于实测牵引回流的地铁时变负荷对钢轨电位影响分析

在电气化铁路中列车轨道是牵引电流回流通道的一部分,钢轨对地电位容易对信号电缆芯线产生干扰.通过测试某地铁线路牵引电流回流与钢轨对地电位,验证基于CDEGS软件建立的直流牵引回流系统模型的正确性.以测试样本为依据,结合运行图信息,基于小波变换算法研究地铁时变负荷特性,建立地铁典型负荷模型,分析牵引负荷时变特性对钢轨电位的影响.对多列车不同运行工况下的钢轨电位分布进行计算和仿真,提出降低钢轨电位的方法.     

多层土壤结构下直流偏磁电流分布计算研究

针对地表电压预测不准确而造成直流偏磁电流评估偏差较大的问题,文中基于场源关系下的拉普拉斯方程和泊松方程,通过数学解析法结合土壤边界条件求解出多层土壤的地表电位表达式。通过分析3种土壤模型下的地表电位分布曲线,确定了合理的土壤模型。在此基础上通过场路直接耦合的方法建立了变压器中性点直流量评估模型。基于.NET平台对上海市某地区电网数据实现了地表电压分布预测和接地极附近变压器中性点直流偏磁电流的计算,并将计算结果与CDEGS软件的仿真结果进行对比,验证了所提方法的有效性与准确性。     

地铁钢轨电位限制装置电压保护异常动作分析及解决方案

既有 OVPD电压保护频繁动作,对线路安全运营及杂散电流防护造成了严重影响.依据相关设计规范,探讨既有 OVPD结构、工作原理及动作整定值的合理性,并结合现场实测数据分析,揭示了实测钢轨电位信号中交流分量对 OVPD异常动作的影响机理.在此基础上,提出了使用钢轨电位信号中直流分量作为 OVPD 动作判据的改进方法,并给出了改进后 OVPD运行特性的仿真结果.与实测对比后证明该方法可有效减少 OVPD 异常动作,也易于工程应用。     

重载铁路无砟轨道对ZPW-2000A轨道电路传输性能的影响

结合重载无砟轨道道床结构对比分析、重载无砟轨道钢轨参数测试、ZPW-2000A轨道电路传输计算等方法,对重载铁路无砟轨道ZPW-2000A轨道电路传输性能进行分析,得出重载无砟轨道线路ZPW-2000A轨道电路极限传输长度。     

城市轨道交通柔性直流牵引供电系统钢轨电位快速计算方法EI北大核心CSCD

近年来,柔性直流牵引供电系统由于能够灵活控制电压,提高再生能量利用率,越来越受重视。钢轨电位是柔性直流牵引供电系统设计的重要依据和安全稳定运行的重要指标。由于全控变流器和协同控制的引入,柔直系统钢轨电位分布特性与传统系统有显著差异,并且在钢轨电位计算精度和速度方面提出更高要求,有必要研究柔直系统钢轨电位的高效建模计算方法。文中提出一种接触网与回流网解耦的两阶段潮流计算法,提高柔直系统潮流计算的效率,并基于此分析钢轨电位的时空分布特性,发现钢轨电位的重要影响因素为柔直系统的端口电压,为钢轨电位实时抑制控制策略提供一定理论基础。     

220kV电力变压器正反调和粗细调冲击电压分析

利用绕组内冲击电压计算软件对220kV电力变压器正反调和粗细调高压及调压绕组电位梯度进行了分析,给出了电位梯度计算和实测数据.     

牵引变电所地返回电流及接地网电位抬升研究

分析了交流电气化铁路中牵引回流在钢轨和地中的分布,推导了流经牵引变电所接地网的地返回电流和接地网电位抬升。在PSCAD/EMTDC环境下搭建牵引供电系统仿真模型,研究了钢轨大地间泄漏电导、大地电阻率和牵引变电所接地网接地电阻对地返回电流及地网电位抬升的影响。研究结果表明,地返回电流和地网电位抬升受钢轨大地泄漏电导和接地网接地电阻影响较大,受大地电阻率影响较小。     

基于CDEGS和ANSYS的直流接地极仿真计算研究

UHVDC工程建设之前,相关设计单位运用CDEGS进行了大地电位升的模拟仿真计算,工程投运后,接地极入地电流对极址附近变电站变压器的影响很大,其原因与极址大地电阻率模型建立不准确和地表电位分布计算不够精确有关。分析了直流输电接地极对周围地表电位造成的影响,并对直流输电接地极电流场的计算方法进行了推导。参考陕北换流站接地极工程中陕北接地极大地电磁测深(MT)法实测大地分层电阻率数据,建立的6层大地土壤模型,应用CDEGS软件和ANSYS软件,分别计算了接地极方圆0~100 km范围内大地电位升分布,重点对2种方案计算结果中0~50 km范围的大地电位分布结果进行了比对,计算结果表明,ANSYS计算结果数值上均略小于CDEGS计算结果,相差约0.6 V。2种方案计算结果均可对现场单极运行调试提供参考。     

AT供电系统钢轨电位的灵敏度分析

本文介绍了基于多导体传输线的链式网络模型,利用Matlab/Simulink建立了AT供电系统仿真模型,对钢轨电位进行了仿真计算,研究了牵引网结构及参数对钢轨电位的影响,包括上下行横连、钢轨对地泄露电导率、AT漏抗以及贯通地线接地电导率。仿真结果表明,上下行横连对钢轨电位降低效果明显,其他措施的效果不明显。     

城轨交流牵引供电系统钢轨电位分析与治理*

在已有城轨交流牵引供电系统研究基础上,针对该系统的独有电缆牵引网结构特点,推导了城轨交流牵引供电系统分布钢轨电位表达式,搭建仿真模型,仿真分析各种工况下的钢轨电位,发现新系统钢轨电位过高的问题。为了使城轨交流牵引供电系统远期高峰工况钢轨电位不超过相关标准规定,借鉴现有电气化铁路钢轨电位的治理思路,提出了新系统在牵引所设置集中接地极、增设贯通地线、上下行钢轨横联、并联回流线等措施并逐步进行仿真分析,根据仿真结果提出新系统钢轨电位治理的综合措施,最后验证了该综合措施可有效治理新系统的钢轨电位。