直流牵引供电系统

摘要： 城市轨道交通直流牵引供电系统主要采用接触网或接触轨受流、走行轨兼做回流轨的供电方式。由于钢轨无法对地完全绝缘,且随着线路投运,钢轨与大地绝缘性能发生变化,不可避免地导致部分牵引回流泄漏入地形成杂散电流。针对直流牵引供电系统杂散电流分析与防护问题,计算分析杂散电流的分布及其特性,为杂散电流的防护提供理论支撑与依据。对直流牵引供电系统杂散电流计算分析与防护进行研究。根据城市轨道交通直流牵引回流系统结构,建立杂散电流微元计算模型;利用基尔霍夫定理列写杂散电流计算方程,计算城市轨道交通多回流通路电流分布,实现杂散电流计算并进行特性分析。针对杂散电流泄漏重点区域提升钢轨回流通路电气导通性能防护措施,分析防护措施有效性。分析表明,实现城市轨道交通直流牵引供电系统杂散电流计算,在杂散电流防护敏感区域采取钢轨并联回流电缆,并通过多处连接等提升钢轨回流通路电气导通性能,能够有效实现杂散电流防护。

摘要： 针对国内城市轨道交通钢轨电位限制器因长期闭合而注入大量杂散电流、排流柜投入使用缺少依据等问题,在某地铁线路部分区间的夜间非运营时段,利用单列车往返运行,对该区段的杂散电流及钢轨电位进行测试。在试验过程中,设置了排流柜及钢轨OVPD(电位限制装置)均未投入使用、仅排流柜投入使用、排流柜及OVPD均投入使用等3种工况,研究了不同工况对直流牵引供电系统中杂散电流和钢轨电位的影响。测试结果表明:排流柜的投入使用会加剧杂散电流的泄漏,并恶化钢轨电位的分布;排流柜和钢轨电位限制装置同时投入使用,会进一步加剧杂散电流的泄漏,且两者同时投入使用时排流柜排流效果变差。

摘要： 为阐明城市轨道交通多个车站钢轨电位交互影响下分布特性,分析了钢轨电位限制装置(Over Voltage Protection Device,OVPD)等装置的动态接地特性,建立了直流牵引供电系统多站钢轨电位交互影响的仿真模型.基于该仿真模型,建立了牵引供电系统的节点电压方程组并通过迭代计算进行求解,从而得到线路的潮流参数以及钢轨电位、杂散电流的分布情况.基于国内某实际线路的参数仿真分析了多站钢轨电位及杂散电流的动态分布规律,从而首次阐明了系统多站钢轨电位交互影响的机理.研究结果表明:OVPD动作会造成泄漏电流增多并抬升其他位置的钢轨电位幅值,因而触发其他站点的OVPD接续动作,进一步抬升全线钢轨电位与杂散电流.此外,多站OVPD同时动作往往为泄漏电流构成回路,导致杂散电流水平激增.以上研究为OVPD动作特性的优化以及线路钢轨电位、杂散电流的控制提供了依据.

摘要： 为控制杂散电流与钢轨电位,钢轨电位限制装置(OVPD)、连接装置(CD)等设备广泛运用于轨道交通运营线路,直流牵引供电系统中的钢轨电位异常问题越来越引起重视。回流系统设备的状态切换会造成钢轨电位动态分布发生显著变化。建立回流系统等效电路模型时不应只考虑正线,也应当考虑段场以及回流设备的行为过程。为此,该文建立OVPD和段场等效电路的通用模型,并提出计及回流设备行为过程的直流牵引供电计算方法。以某实际地铁工程为例,对运营线路进行仿真,采用该文算法的计算结果与实际工程中的钢轨电位变化过程更加吻合。在此基础上,讨论分析正线与段场之间的相互影响,结果表明,段场单向导通装置(UCD)的设置无法避免正线与段场之间的相互影响;段场钢轨直接接地更易恶化正线钢轨电位,相较于正线与段场之间采用阻断式连接装置(BCD)的情况下,正线钢轨电位Umax和Umin分别提高34.46%和降低33.97%。

摘要： 通过系统地分析牵引供电专用轨回流系统给城市轨道交通带来的变化分析,希望对城市轨道交通相关专业在设计、建设和运营有一定的借鉴作用。

摘要： 城市轨道交通普遍采用直流牵引供电系统为列车提供牵引动力,系统的接地方式直接影响供电系统牵引电流回流安全。为此,不同的接地方式被直流牵引供电系统应用,包括悬浮接地、极性接地、动态接地等。为分析城轨直流牵引供电系统接地方式的影响,本文建立了包含不同接地方式的城轨供电系统仿真模型,仿真分析了不同接地情况下系统钢轨电位与杂散电流分布,为系统回流安全防护提供理论基础。

摘要： 针对国内地铁线路频繁出现异常钢轨电位并导致钢轨电位限制装置频繁动作的问题,在某线路3个车站进行了同步测试试验。通过对钢轨电位的测试结果进行分析,研究了该线路正常运营期间钢轨电位限制装置操作过电压对正线的钢轨电位影响机理,并在实测基础上搭建了回流系统仿真模型。测试及仿真结果表明,钢轨电位限制装置分闸操作过电压会导致其频繁Ⅰ、Ⅱ段动作。针对该问题提出了并联电阻抑制方案,并通过仿真及试验验证了该方案的有效性。

摘要： 直流牵引供电系统中,排流装置投入后究竟是改善还是恶化杂散电流一直饱受争议。为此,该文建立了考虑排流装置的钢轨回流系统模型,并结合叠加原理推广应用于多牵引变电所时的杂散电流与钢轨电位计算。通过CDEGS仿真和排流装置的投退实验验证了模型在计算杂散电流和钢轨电位方面的准确性。并在此基础上,分析了一次杂散电流和排流网收集杂散电流效率的影响因素。研究结果表明,国内轨道交通工程排流网收集杂散电流的效率偏低,排流装置投入后,一次杂散电流增大为未排流的4.87倍、5.34倍,二次杂散电流增大为未排流时的5.41倍和4.63倍。

摘要： 空气直流断路器在城市轨道交通直流牵引供电系统中起着分断电路的作用.随着断路器的开断容量的提高,电动斥力对供电系统开断性能的影响越发明显.基于麦克斯韦电磁学理论,分析了电动斥力的产生原理,计算了分断电流过程触头间的电动斥力.通过建立动力学仿真模型,分析了断路器空载和短路开断时的分闸特性,并进行了断路器开断特性的试验研究.

摘要： 地铁直流牵引供电系统现有的隔离开关联锁方案采用硬接线与闭锁继电器相配合的方式,存在信号传输可靠性差、实时性低等问题,难以保证直流牵引供电系统的稳定运行.本文在分析传统方案基础上提出基于GOOSE通信的地铁直流供电系统隔离开关联锁方案,通过GOOSE通信技术代替传统的硬接线用于开关信息、闭锁信号的传递等,与传统方案相比,该方案具有较高的实时性与可靠性,可以满足直流供电系统的运行要求.

摘要： 针对目前主要采用经验公式对短路稳态电流进行计算,对暂态电流计算存在不足的情况,对直流牵引供电系统构成及工作原理进行分析,通过搭建直流牵引供电系统Matlab/Simulink仿真模型对直流侧短路情况进行仿真分析,在此基础上提出一种新的单边供电出口处及远端短路系统内阻、内电感拟合公式计算方法,通过对该方法、经验公式和仿真模型的短路数据进行比较,在计算远端短路时,尤其是1.5km以内的远端短路,该拟合公式计算误差远小于经验公式计算值,验证了该拟合公式的正确性.

摘要： 掌握直流牵引供电系统短路电流的暂态过程,对馈线保护整定计算具有重要意义,本文结合北京地铁的实测数据,给出了直流牵引供电系统接触轨和走行轨所构成的牵引供电回路的电气参数,建立了包含24脉波整流机组在内的直流牵引供电系统数学模型,同时用Simulink中电力系统仿真模块对接触轨不同位置发生短路的情况进行了仿真计算。

摘要： 介绍了轨道交通直流牵引供电系统框架泄漏保护的原理。通过对牵引变电所整流器独立设置一套框架泄漏保护装置,可缩小整流器故障时框架泄漏保护动作的影响范围,提高直流牵引供电系统运行的可靠性。

摘要： 本文讨论的是用于直流牵引供电系统的控制保护装置.首先,针对直流牵引供电系统保护的功能要求,提出了以ARM&DSP双处理器,加以复杂可编程逻辑器件CPLD的嵌入式控制保护装置的设计方案.两个处理器之间采用了CAN总线的通讯方式,提高了通信的可靠性.然后,本文在现有直流保护算法的基础上加以理论上的改进,提出了根据导纳量动作的保护,提高了保护的选择性和速动性.

摘要： 区分机车启动电流和远端故障电流是直流牵引系统馈线保护的难点.本文首先阐述了传统的基于电流增量和电流变化率的保护原理,分析了其在原理上的不足,并提出了基于导纳量的保护方案.文中阐述了导纳增量保护和导纳上升率增量保护的判据和各项定值整定的原则,并通过试验验证了导纳保护的优越性.在导纳保护原理的基础上,开发出了直流牵引供电系统的控制保护装置.

摘要： 现有城市轨道牵引供电系统中直流保护所采用的主保护DDL难以区分故障电流及具有相似电流量特征的非故障电流.本文基于短路故障电流的特点及其与非故障电流的差异性,提出一种利用EMD分解电流信号并选取各IMF分量的能量权重为参数计算残余分量能量权重占比与能量熵的方法判定故障电流信号.该方法应用于识别城市轨道交通直流牵引网的短路故障电流,可用作DDL保护的后备保护.

摘要： 在直流牵引供电系统当中,杂散电流危害将直接影响地铁中电气设备、设施的正常运营,因此研究杂散电流分布特性情况对减小杂散电流泄露,保证运营安全有重要作用.本文将地铁车辆牵引特性引入直流牵引系统,建立了地铁杂散电流和地铁车辆运行特性之间的动态分布模型,分析在牵引特征下杂散电流的分布情况,并且考虑牵引路径中坡度、隧道长度、曲线半径等相关阻力对杂散电流和轨道电压分布的影响.模型结果表明地铁车辆牵引特性及牵引路径等相关因素对杂散电流影响值得关注,相关结论将有利于指导地铁内杂散电流的防护工作.

摘要： 针对过剩的再生制动能量导致城市轨道交通直流牵引网潮流计算无法收敛的问题，在仿真中采用电源修正模型表示过电压再生制动机车。电源修正模型由理想电压源和可调内阻串联而成，用迭代方法调整内阻值，可以使制动能量过剩的机车电压快速逼近机车最大允许电压值，投入制动电阻吸收过剩的制动能量。通过对存在再生制动机车的城轨直流牵引供电系统进行潮流计算，得出了每次修正内阻后的计算结果。仿真结果验证了模型的正确性。

摘要： 文章基于电路理论和CAD技术,详细阐述了一种适合于城市轨道交通牵引供电系统的仿真分析法.这种方法不仅能为轨道交通的新建和扩建方案的论证、设计提供分析数据,而且还可以对牵引变电站供电系统的参数进行计算与校核.本文提出的仿真分析法,已成功地应用于上海地铁一号线、二号线、东方明珠线的牵引供电系统分析,其结论与国外咨询公司所提供的结果十分吻合.

摘要： 现有城市轨道交通直流牵引供电系统普遍采用走行轨回流,存在危害性很大的长时间迷流,且防不胜防.提出一种新的直流牵引供电系统,即直流自耦变压器(DCAT)牵引供电系统,能很好地解决轨道电位和迷流问题.以传统的直流牵引供电系统为基础,增加由电力电子开关和直流电容器构成的DCAT及回流线,构成DCAT牵引供电系统.分析表明,DCAT牵引供电系统不仅能解决轨道电位和迷流,还可兼作储能装置,将列车再生制动时的能量回收再利用,同时,在线路绝缘耐压和车辆供电电压不作任何改动的情况下,DCAT牵引供电系统牵引网的电压是传统直流牵引供电系统牵引网电压的2倍,可大大减少线路的电压损失和线路损耗,从而进一步提高能源利用效率.

摘要： 本发明适用于电气化铁路技术领域，提供了一种牵引供电系统中的能量管理装置及牵引供电系统，该装置包括：第一功率指令计算单元、第二功率指令计算单元、中央处理单元、α相母线信号采集模块、β相母线信号采集模块、α相馈线信号采集模块和β相馈线信号采集模块；第一功率指令计算单元用于根据α相馈线信号和α相母线信号计算α相功率；第二功率指令计算单元用于根据β相馈线信号和β相母线信号计算β相功率；中央处理单元用于根据α相功率和β相功率生成用于控制铁路功率调节器进行能量管理的能量控制指令。本申请通过采集馈线信号计算α相功率和β相功率，能够避免线路上新增储能装置后采集工况不准确的问题，提高信号采集准确性。

摘要： 本发明公开了一种基于既有牵引供电系统改进的并联型贯通式牵引供电系统,在三相电网与牵引网间设置用于替代电分相的电力电子变换装置。在每个牵引变电所内，接入三相电网的牵引变压器Q的输出α座和β分别通过电力电子变换装置D及与之相连的升压变压器S与牵引网连接；电力电子变换装置D由并联的一个以上产生交-直-交变换的单相-单相变换器。本发明通过既有牵引变电所内的三相两相牵引变压器将电网三相电变为两座单相电，每座单相电利用单相降压/升压变压器与单相-单相PWM变换器得到幅值、相位和频率可控的单相电实现贯通式牵引供电，能有效补偿无功和谐波，实现负荷均衡，极大改善电能质量，且可通过并联多个变换器提升牵引变电所容量，易于模块化，且便于系统冗余备份。

摘要： 本发明一种牵引供电系统用B1级阻燃直流牵引电缆，包括导体、绝缘层和外护套层，所述导体外侧包覆有绝缘层，所述绝缘层外侧设有外护套层，所述交联聚乙烯绝缘层和外护套层之间设有阻燃耐火绕包层，所述阻燃耐火绕包层包括第一阻燃耐火绕包层和第二阻燃耐火绕包层，第一阻燃耐火绕包层设置于绝缘层与第二阻燃耐火绕包层之间，第一阻燃耐火绕包层和第二阻燃耐火绕包层还设有一复合防水层。本发明降低热释放速率与烟释放速率，减少了总释热量与总生烟量，使该电缆在火灾条件下，燃烧缓慢且热量与烟量释放少，可以减缓火灾现场的爆发，延长人员的逃生时间，同时该外护套层具有阻燃特性，可延缓电缆的燃烧，使延长电缆在火灾条件下的正常工作时间。

摘要： 一种地铁直流供电系统中直流牵引线路漏电流监测装置，包括：数个霍尔电流传感器，预先穿套在每一根直流牵引正极馈线电缆上，霍尔电流传感器的数量与电缆的根数一样；一直流牵引线路漏电流监测箱，具有多路模拟量输入通道以及一个以太网口，模拟量通道数量可以进行扩展，能满足接入要求；霍尔电流传感器将流过电缆的泄漏电流测量以后，转化为模拟量信号输入到直流牵引线路漏电流监测箱的模拟量输入通道，直流牵引线路漏电流监测箱的以太网通信端口用网线连接交换机以TCP modbus协议传输到监控电脑。本实用新型可用以实时监测直流牵引线路上的泄漏电流、判断直流牵引线路绝缘的优劣程度，并实现实时微小电流监测功能和数据上传功能。

摘要： 本发明公开了一种基于柔性直流输电的直流牵引供电系统，包括降压变压器、双端有源高压直流输电系统和降压斩波电路，双端有源高压直流输电系统基于模块化多电平换流器技术，包括两个完全对称的换流器，由直流输电电缆相连接；每换流器均经降压变压器与三相交流相连；降压斩波回路输入端经第一开关组件与双端有源高压直流输电系统直流侧相连，输出端经第二开关组件与牵引系统相连；第二开关组件与第三开关组件互锁，即当地铁/轻轨运行时，第二开关组件闭合，第三开关组件断开，当电力机车运行时，第三开关组件闭合，第二开关组件断开。本发明具有成本低、牵引网电压和电能损失少、谐波含量低、系统功率因数高、适用范围广等优点。

摘要： 本发明公开了一种模块化直流牵引供电系统直流侧测控保护系统，包括主控模块、保护模块、数字量输入输出模块、人机交互模块以及直流电源模块。主控模块包括主控模块CPU以及分别与之连接的存储器和通信接口，保护模块包括保护模块CPU、电压/电流互感器、AD转换器、保护模块感光传感器和保护模块显示器，保护模块CPU连接保护模块感光传感器和保护模块显示器，电压/电流互感器经AD转换器与保护模块CPU相连，数字量输入输出模块包括数字量输入输出模块CPU以及分别与之连接的数字量输入输出模块感光传感器和数字量输入输出模块显示器。本发明的各模块配置各自的微处理器，提高数据采样分析速度和精度，完善控制效果。

摘要： 本发明公开了一种基于柔性直流输电的直流牵引供电系统，包括降压变压器、双端有源高压直流输电系统和降压斩波电路，双端有源高压直流输电系统基于模块化多电平换流器技术，包括两个完全对称的换流器，由直流输电电缆相连接；每换流器均经降压变压器与三相交流相连；降压斩波回路输入端经第一开关组件与双端有源高压直流输电系统直流侧相连，输出端经第二开关组件与牵引系统相连；第二开关组件与第三开关组件互锁，即当地铁/轻轨运行时，第二开关组件闭合，第三开关组件断开，当电力机车运行时，第三开关组件闭合，第二开关组件断开。本发明具有成本低、牵引网电压和电能损失少、谐波含量低、系统功率因数高、适用范围广等优点。

摘要： 本实用新型公开了一种模块化直流牵引供电系统直流侧测控保护系统，包括主控模块、保护模块、数字量输入输出模块、人机交互模块以及直流电源模块。主控模块包括主控模块CPU以及分别与之连接的存储器和通信接口，保护模块包括保护模块CPU、电压/电流互感器、AD转换器、保护模块感光传感器和保护模块显示器，保护模块CPU连接保护模块感光传感器和保护模块显示器，电压/电流互感器经AD转换器与保护模块CPU相连，数字量输入输出模块包括数字量输入输出模块CPU以及分别与之连接的数字量输入输出模块感光传感器和数字量输入输出模块显示器。本实用新型的各模块配置各自的微处理器，提高数据采样分析速度和精度，完善控制效果。

摘要： 本实用新型题为“直流牵引供电系统，分布式直流电源和相应的壳体”。根据本实用新型的一种直流牵引供电系统，包括牵引变电所和直流牵引供电网络，直流牵引供电网络与牵引变电所连接用于给牵引车辆提供由牵引变电所提供的电能，牵引车辆与直流牵引供电网络连接。直流牵引供电系统包括至少一个分布直流电源与直流牵引供电网络连接用于给直流牵引功能网络提供电能。牵引变电所(12)连续输送的最大电功率是由分布式直流电源(20)连续输送给直流牵引供电网络(14)的最大电功率的至少两倍，优选至少三倍，最优选至少四倍。

摘要： 一种地铁直流牵引供电系统中直流设备框架绝缘监测装置，包括：三个各自独立的第一、第二和第三磁调制电流传感器，预先穿套在单点接地线上；一直流设备框架绝缘监测箱，具有3个模拟量输入通道以及一个485通信端口；串口服务器RS2、交换机SC1和上位机；第一、第二和第三磁调制电流传感器输出经过传感器电源及变送模块PM1后分别输入到直流设备框架绝缘监测箱的3个模拟量输入通道，直流设备框架绝缘监测箱的485通信端口的传输经串口服务器RS2和交换机SC1后连接至上位机。本实用新型可用以实时监测直流设备框架接地点处的泄漏电流、判断直流设备框架绝缘的优劣程度，并实现实时微小电流监测功能和数据上传功能。