基于DDRTS高速鐵路全并聯(lián)AT牽引供電系統(tǒng)

牽引供電系統(tǒng)是高速鐵路動車組的動力源泉,繼電保護是牽引供電系統(tǒng)向動車組安全可靠供電的關鍵。由于系統(tǒng)結構、供電方式、用電負荷的不同,牽引供電系統(tǒng)繼電保護原理與電力系統(tǒng)有很大差別。文章對高速鐵路牽引供電系統(tǒng)繼電保護進行了研究。

對地鐵牽引供電系統(tǒng)而言，會存在列車頻繁的制動造成能源浪費以及牽引變電所供電距離較短的問題，增加了線路牽

高速鐵路的牽引供電系統(tǒng)的主要功能就是向電力機車提供連續(xù)可靠的電能。而為了使牽引供電系統(tǒng)能夠可靠安全供電，繼電保護發(fā)揮了重要的作用，一方面在系統(tǒng)正常工作狀態(tài)時能滿足電力機車運行的要求，另一方面，在系統(tǒng)故障和不正常運行狀態(tài)時，能迅速而有選擇性地切除故障，保證供電系統(tǒng)及其設備安全運行。在高速鐵路長期運行過程中，牽引供電系統(tǒng)不可避免地會發(fā)生故障。從理論上系統(tǒng)地研究高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的特點與發(fā)展規(guī)律，構建新型保護原理和判據(jù)，從根本上提高繼電保護的性能，無疑具有重要的理論和實踐意義。

近年來我國加快了高速鐵路的建設，對于高速鐵路來講，牽引供電系統(tǒng)作為高速鐵路正常運行的重要保障，一旦牽引供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則會影響高速鐵路的正常運行。高速鐵路牽引供電系統(tǒng)容易受到雷擊而導致故障發(fā)生，因此需要采取有效的防雷措施，確保高速鐵路牽引供電系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。文中分析了高速鐵路牽引供電系統(tǒng)雷電防護中存在的問題及絕緣子閃絡的原因，并進一步對高速鐵路牽引供電系統(tǒng)雷電防護措施進行了具體的闡述。

隨著高速鐵路的高速度、大容量、高密集網(wǎng)絡化發(fā)展,高速機車引起的牽引網(wǎng)諧波放大、諧振問題越發(fā)嚴峻。為考察牽引網(wǎng)諧波傳輸特性,在分析諧波傳輸理論的基礎上,利用matlab/simulink建立通用的高速動車組(electricmultipleunit,emu)與牽引網(wǎng)的聯(lián)合仿真模型,通過對高速動車組的不同工況和不同出力下的諧波特性進行仿真分析,驗證了模型的正確性。在聯(lián)合仿真模型的基礎上,分別針對機車位置固定、不同機車位置和不同牽引網(wǎng)長度3種情況下的諧波電流傳輸特性進行仿真分析,結果表明:聯(lián)合仿真模型較恒電流源模型、恒功率源模型更符合牽引供電系統(tǒng)的實際。該研究結果對降低和避免牽引網(wǎng)諧振帶來的危害有一定的參考價值。

隨著技術的發(fā)展,高速鐵路的發(fā)展也不斷得到完善.高速鐵路運行中,牽引供電系統(tǒng)和觸電網(wǎng)供電系統(tǒng)是高速鐵路列車運行的重要保證.高速鐵路穩(wěn)定運行,能夠促進不同地區(qū)之間的交流.加快鐵路建設的研究和完善,能夠促進我國各個行業(yè)以及經濟等的發(fā)展.現(xiàn)有的牽引供電系統(tǒng)中出現(xiàn)一些因素,影響高速鐵路的穩(wěn)定運行.如何建設穩(wěn)定安全的高速鐵路,以及如何完善現(xiàn)有的供電系統(tǒng),換成為鐵路發(fā)展的重要趨勢.

為降低高速鐵路牽引供電系統(tǒng)安全風險整體水平，實現(xiàn)高速鐵路全壽命周期內的安全可靠運行，對高速鐵路牽引供電系統(tǒng)安全風險評估研究進行了綜述分析．將牽引供電系統(tǒng)風險因素的來源歸納為設備性能衰退、服役環(huán)境和人為維修活動3方面進行論述，總結了國內外電力系統(tǒng)和牽引供電系統(tǒng)風險評估的研究現(xiàn)狀．在高速鐵路快速發(fā)展的背景下，分析提出了牽引供電系統(tǒng)安全風險評估面臨的數(shù)據(jù)信息不完備性與不確定性、服役環(huán)境復雜性、故障診斷與維修模式不足等問題與挑戰(zhàn)．在此基礎上對高速鐵路牽引供電系統(tǒng)風險評估研究方向進行展望，未來應重點研究數(shù)據(jù)獲取、評估模型、風險融合和風險應用4個方面內容．

針對高速電氣化鐵道,考慮電力系統(tǒng)阻抗、牽引變壓器阻抗、牽引網(wǎng)阻抗及自耦變壓器漏抗等因素,提出了基于v,x接線變壓器的at牽引供電系統(tǒng)等值電路,并依此給出了短路電流計算公式,為電鐵設計及現(xiàn)場配合計算提供理論基礎?；趍atlab/simulink和labview的仿真計算驗證了模型的可行性,與實測數(shù)據(jù)的對比分析驗證了模型的正確性。

高速鐵路牽引供電系統(tǒng)接入電網(wǎng)會產生諧波、負序等電能質量問題。介紹了高速鐵路牽引供電系統(tǒng)結構特點，分析了典型v／v接線牽引變壓器諧波、負序電流特性，利用psasp中的電能質量分析模塊結合牽引負荷的運行方式，對高速鐵路牽引供電系統(tǒng)接入的區(qū)域電網(wǎng)電能質量各項指標進行了仿真計算。根據(jù)計算結果評估了高速鐵路牽引供電系統(tǒng)對區(qū)域電網(wǎng)的具體影響程度，最后對高速鐵路牽引供電系統(tǒng)電能質量問題提出了相應的建議和措施。

針對當前高速鐵路牽引供電系統(tǒng)存在的主要問題,從設計、施工、運營管理等環(huán)節(jié),探討有效預防和減少高壓電纜故障、雷擊故障、電氣絕緣故障及增強供電系統(tǒng)靈活性等方面的措施和建議,以提高高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的可靠性.

1高壓單芯電纜在高速鐵路供電系統(tǒng)中的應用情況目前國內高速鐵路采用at供電形式,并使用單v變壓器,每個變電所有4臺變壓器,其中2臺并列運行,其他2臺并列備用。低電壓設備采用全封閉式組合電器,進出低壓柜全部采用高壓單芯電纜。由于在正常運行情況下電流

近年來，隨著我國鐵路事業(yè)的繁榮，高速鐵路的規(guī)模越來越大，對于高速鐵路來說，牽引供電系統(tǒng)的正常運行十分重要，然而，在牽引供電系統(tǒng)運行的過程中，雷擊問題成為引起供電系統(tǒng)故障的主要問題之一，基于此，本文首先闡述了當前高速鐵路牽引供電系統(tǒng)雷電防護存在的問題，并分析了高速鐵路雷擊導致絕緣子閃絡的原因，最后提出了加強高速鐵路牽引供電系統(tǒng)雷電防護的措施。

隨著我國經濟的發(fā)展和社會的進步,鐵路行業(yè)發(fā)展勢頭良好,特別是高速鐵路,在近年來得到了很好發(fā)展.高速鐵路的建設不僅方便了人們的生活,同時還減少人們的外出時間.牽引供電系統(tǒng)對高速鐵路來說很重要,它影響到了其正常運行,如果它遭受到雷擊,會對高速鐵路的運行帶來影響,同時還可能由此出現(xiàn)巨大損失,雷擊問題是牽引供電系統(tǒng)的主要故障原因之一.所以,需要切實做好高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的雷電防護工作.

高速鐵路牽引供電系統(tǒng)負荷過程仿真主要包括動車組運行的牽引負荷功率計算和牽引供電系統(tǒng)的潮流計算。通過建立牽引計算模型得到動車組運行過程中的電氣負荷特性,基于多導體傳輸線模型,建立牽引網(wǎng)等值電路,基于牽引變電所端口電氣量通用變換關系,建立牽引變電所等值電路,基于牽引負荷功率進行牽引供電系統(tǒng)潮流計算,可以得到動車組運行過程中牽引供電系統(tǒng)的電壓和電流的變化。以此為基礎,編制了高速鐵路牽引供電系統(tǒng)負荷過程仿真程序,通過仿真程序對云南省開通的首條高速鐵路—長昆客運專線鄧家山牽引供電系統(tǒng)進行了仿真計算,計算結果與中國鐵道科學研究院的實地測試結果相一致。高速鐵路牽引供電系統(tǒng)負荷過程仿真技術的研究對于深入研究高鐵牽引供電系統(tǒng)的運行規(guī)律,對供電系統(tǒng)中各種供電指標的核查、校驗等具有重要意義。

故障測距系統(tǒng)對牽引供電系統(tǒng)故障區(qū)段快速準確定位起著至關重要的作用,本文對京滬高鐵所采用的故障測距方法進行介紹和研究,實時采集每日動態(tài)檢測車線路位置公里標及供電臂上牽引供電所亭的分布電流,并結合gps衛(wèi)星時鐘實時對時系統(tǒng)對所采集的公里標和電流進行準確標定,從而實現(xiàn)q-l分段數(shù)據(jù)表的修正,提高故障測距精度。

為保障高速鐵路安全、穩(wěn)定、高效運營維護,將故障預測與健康管理(phm)的理念與方法應用于高速鐵路牽引供電系統(tǒng),開展高速鐵路牽引供電系統(tǒng)phm技術架構與方案研究。結合系統(tǒng)特點,構建高速鐵路牽引供電系統(tǒng)phm總體技術框架,并針對接觸網(wǎng)系統(tǒng)和牽引變電所分別設計具體phm技術方案與主要功能。

由于牽引供電系統(tǒng)對諧振頻率附近的諧波有放大作用,且輸入系統(tǒng)的諧波與系統(tǒng)諧振頻率越近,系統(tǒng)對諧波的放大作用越大.若通過合理優(yōu)化牽引供電系統(tǒng)結構,使系統(tǒng)諧振頻率避開輸入系統(tǒng)的諧波頻率范圍,則能有效抑制諧波諧振,進而達到降低系統(tǒng)諧波含有率的目的.基于該思路,本文建立了牽引供電系統(tǒng)數(shù)學模型,利用模態(tài)分析理論研究牽引供電系統(tǒng)主要組成元件的諧振靈敏度,并通過實例計算,證明優(yōu)化牽引供電系統(tǒng)結構后,牽引供電系統(tǒng)諧波含有率明顯降低,可達到抑制系統(tǒng)諧波含有率的目的.

為保障高速鐵路安全、穩(wěn)定、高效運營維護,將故障預測與健康管理(phm)的理念與方法應用于高速鐵路牽引供電系統(tǒng),開展高速鐵路牽引供電系統(tǒng)phm技術架構與方案研究.結合系統(tǒng)特點,構建高速鐵路牽引供電系統(tǒng)phm總體技術框架,并針對接觸網(wǎng)系統(tǒng)和牽引變電所分別設計具體phm技術方案與主要功能.

針對鐵路高速客運專線牽引負荷運行特征,研究提出了采用自耦變壓器(at)牽引供電方式,選用220kv及以上電壓等級外電源供電,確定了單相接線牽引主變壓器及容量設計原則,并就牽引供電系統(tǒng)并聯(lián)、越區(qū)及三變壓器運行方式進行了研究與探討。

地鐵牽引供電系統(tǒng)

牽引供電系統(tǒng)是高速鐵路運輸?shù)暮诵暮完P鍵,而scada系統(tǒng)作為牽引供電系統(tǒng)的一個重要組成部分,是提高供電可靠性及供電質量的重要保證。系統(tǒng)地分析總結了我國當前高速鐵路scada系統(tǒng)應用的不足之處,并就不足之處提出了相應的改進建議,供同行參考。

通過對牽引變電站高壓在線監(jiān)測系統(tǒng)的需求分析,提出適合無人值班模式下高壓設備在線監(jiān)測系統(tǒng)的分布式組成及組網(wǎng)方案,并探討了其與綜合自動化系統(tǒng)的連接方式及運營維護模式.