牵引供电远动系统范文第1篇
铁路运输未来发展的主导方向将会是电气化铁道, 由于其突出的特点, 电气化铁道牵引供电系统无功功率就地补偿和谐波污染治理引起了各界密切关注。电力机车产生的无功和谐波, 对电力系统的稳定、经济及安全运行构成了一定威胁, 同时它也影响了电网电能质量, 使主要电气设备产生附加损耗。目前有两条基本思路来解决电气化铁道牵引供电系统谐波污染和低功率因数问题[1]: (1) 按需要对其功率因数实施控制, 对电力电子装置本身进行改进, 使其不消耗无功功率且不产生谐波; (2) 通过装设补偿装置, 来补偿其谐波或无功功率。
1 我国电气化铁道牵引负荷的特征
我国单相工频交流的电气化铁道牵引负荷主要有以下特点。
(1) 牵引负荷具有稳态奇次性, 电力机车牵引负荷在稳态运行时只产生奇次谐波电流。
(2) 牵引负荷的相位分布广, 复平面的四个象限上, 且随着谐波次数的升高, 谐波相量可均匀出现在四个象限上。
(3) 牵引负荷具有随机波动性, 负荷的波动性降低了牵引供电设备容量利用率, 导致牵引网及牵引变电所上的电压出现波动。牵引负荷的随机波动性主要是负荷电流的大幅度剧烈波动。
(4) 牵引负荷具有不对称性和单相独立性, 相对三相系统, 牵引负荷产生大量负序电流, 具有不对称性。牵引变电所在正常电压范围内各供电臂的取流可认为具有单相独立性。
(5) 牵引负荷具有非线性, 在我国一个庞大的无功源和谐波源就是电力牵引负荷, 主要是因为交-直 (AC/DC) 型电力机车是目前我国电气化铁路使用主要类型。谐波电流畸变率在供电臂处约高达30%。
2 电气化铁道牵引供电系统谐波和无功的危害
电气化铁道牵引供电系统无功和谐波严重影响着我国的公共电力系统和牵引供电系统。电气化铁道牵引供电系统无功的危害主要表现在以下两个方面[2]。
(1) 电气化铁道牵引供电系统无功对我国公共电力系统的主要影响是:无功功率的变化对系统中的用电设备产生不良影响, 影响供电质量, 并造成电压的剧烈波动;造成用户端供电电压不足, 输电网络的电压损失加大;增加了电网的损耗;使输变电设施的供电能力降低;发电成本提高, 使发电设备效率降低, 降低了发电机的出力。
(2) 电气化铁道牵引供电系统无功功率对我国牵引供电系统的主要影响是:设备和线路的损耗增加;加大了牵引网和变压器的电压降;增加了牵引网、牵引变压器及其他电气设备的容量;降低了系统的功率因数。
谐波电流倒流入电网会影响供电质量, 尤其当高次谐波电流倒流入电网时, 它不仅会严重影响到供电质量, 还可能会造成严重危害。在我国电气化铁道牵引供电系统谐波的危害主要表现在以下几个方面。
(1) 谐波会干扰通信电路, 影响我国的通信质量。
(2) 谐波可能会造成电气测量仪表的计量出现偏差, 导致自动装置和继电保护的误动作。
(3) 谐波可能会使谐波放大, 引起电网中局部的串联谐振或并联谐振, 从而引发一些严重事故, 与此同时也大大增加其他危害的严重程度。
(4) 在输电线路阻抗上谐波电流的压降会影响各电气设备正常工作, 可能会诱发电网电压发生畸变。
(5) 谐波能造成输电线路出现故障, 从而使变电设备发生损坏。
(6) 谐波降低发电、用电及输电的效率, 附加的谐波损耗在电网中的元件产生。
通过以上分析可以发现, 供电质量、用电设备的使用寿命和输电效率都与无功电流和谐波电流大量注入电网密切相关, 带来高次谐波及降低功率因数是电气化铁道牵引负荷对电力系统的影响主要反映。因此, 我国电气化铁道的无功和谐波治理问题意义重大。
3 我国电气化铁道牵引供电系统谐波与无功补偿技术应用现状及发展趋势
对我国电气化铁道牵引供电系统谐波及无功问题的解决主要从以下两个方面着手。
(1) 通过设置各种无源、无功补偿装置及有源电力滤波对无功和谐波实施就地补偿, 以提高功率因数, 抑制谐波[3]。
(2) 通过各种PWM整流技术和有源功率因数校正技术, 按需要校正其功率因数, 使功率因数达大于0.9的要求, 对电力机车本身进行改造, 保证电力机车在完成自身主要功能任务情况下, 不产生谐波。
上两种方法各有优点和其适用范围, 但由于受诸多限制, 实践中主要进行无功和谐波的集中治理, 在牵引变电所母线上进行装设并联谐波和无功补偿装置是其采用的主要方式。
随着科学的发展出现了一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置——电力有源滤波器 (APF) 。在补偿无功的同时有源滤波器能对谐波进行有效治理, 它是一种新型谐波和无功补偿装置。虽然, 电力有源滤波器目前仍存在在实现上仍需LC滤波器辅助、不易消除高次谐波、成本较高、实现复杂、单台补偿容量低等问题。但, 它有效地治理谐波污染, 无源滤波器受系统阻抗影响的缺点得以克服, 波形的实时补偿主要通过利用电力电子技术, 能迅速的动态跟踪补偿变化的谐波, 采用谐波和无功快速实时测量。无源滤波器是传统应用的谐波补偿装置, 它具有滤波效果差、体积庞大等缺点。由于电力有源滤波器克服了传统谐波补偿装置的一些缺点, 故有源电力滤波器得到了快速发展。
由于APF装置具有容量有限及成本较高等缺陷, 目前的研究重点已转向混合滤波系统 (HPFS) , 它是由PPF和APF构成的的系统, 它克服各自的不足, 同时具备PPF和APF各自的优点, 因此它可以大大提高整个系统的滤波性能, 成为以后的发展趋势。
4 结语
电气化铁道牵引供电系统谐波和无功污染会给电网带来一定的危害, 电气化铁道牵引供电系统无功功率就地补偿和谐波污染治理引起了社会各界密切关注。因此, 通过正确认识谐波及无功污染, 采取切实可行的措施来治理该污染, 确保供电质量, 以便促进我国电力电子新技术的良性健康发展, 是每个电气工作者义不容辞的责任。
摘要：本文首先介绍了我国电气化铁道牵引负荷的特点及电气化铁道牵引供电系统谐波和无功的危害, 接着分析了我国电气化铁道牵引供电系统谐波与无功补偿技术应用现状及发展趋势。本文的研究具有一定的参考价值和现实意义。
关键词：电气化铁道,供电系统,谐波补偿,无功补偿
参考文献
[1] 霍利民, 石新春.电力系统中的电力电子技术和谐波治理[J].电工技术杂志, 2002 (1) :5～6.
[2] 王兆安, 刘进军.电力电子装置谐波抑制及无功补偿技术的进展[J].电力电子技术, 1997 (1) :100～104.
牵引供电远动系统范文第2篇
牵引系统采用VVVF牵引逆变器-异步牵引电动机构成的交流传动系统。辅助电源系统SIV给空调和照明等提供AC380V电源, 两台SIV分别位于两节TC车上。
1 列车过无电区分析
正常情况下可以通过闭合M0和M3车内的两个母线断路器BHB来实现列车过无电区时不断电工作。
当无电区间隙长度小于12.102m时, 该长度小于一个动车内两个受流器之间12.102m的距离, 第三轨电压可以通过各动车的集电靴供给, VVVF和SIV能够持续运行。
当无电区间隙长度大于12.102m且小于31.622m时, 第三轨电压可以通过列车动力单元内另一动车的集电靴供给, VVVF和SIV能够持续运行。
当无电区间隙长度大于31.622m且小于70.662m时, 一动力单元失电, 另一动力单元的VVVF和SIV能够持续运行, 列车损失一半动力。
一般来说, 无电区间隙长度应不大于70.662m。
2 列车过无电区施加微制动分析
当过无电区较长 (大于70.662m) 时, 可以通过电气牵引系统施加轻微制动来维持中间电压的稳定以保证辅助电源系统SIV的正常运营。
2.1 列车施加轻微制动条件
当满足下列条件时:
(1) 速度V0>15km/h; (2) 主控制手柄在“牵引”位且支撑电容电压下降率>3.5V/10ms或主控制手柄在“N”, 过无电区的网压变化dv/dt在-450～-650V/s之间; (3) 支撑电容电压550V
此时DCU自动进入过无电区模式, 即施加轻微电制动, 向直流环节反馈能量。2 1 3.5 (N S V T T V=+××++
DCU进入“过无电区模式”后, 该动车将屏蔽此时的司机给定级位, 而自动地以K1N/s的速率将牵引力迅速减小至0。0 110 2 H
2.2 列车施加轻微制动分析
设列车给定牵引力为N (每个动车) , 列车总重为H, 则之后3个动车继续以N的牵引力牵引, 1个动车 (过无电区车) 以N-K1×t的牵引力牵引, 于是整个列车的加速度
加速度变化率 (冲动率)
由冲动率µ<0.8m/s3可知
无电区车的牵引力消失时间
牵引力消失后, 为了维持处于无电区车的辅助电源系统继续工作, 本车DCU将自动进入电制动状态, 以反馈能量:
考虑到辅助电源系统的功率近似为为5 0 K W, 所以
同时还须维持网压在辅助电源系统可以接受的范围之内, 这需要动态的调整制动功率, 也就是需要调整制动力。
设整个无电区时间内的平均制动力为Fb, 假设其他车的牵引力不变, , 则进入无电区模式开始后的列车前进距离:
由于最大实际无电区距离为20m左右, 结合上式可以看出, 列车在进入无电区前的初速度和牵引力不应过小。
3 结语
当列车需要过无电区时, 一般情况下当列车速度大于5km/h时可以通过闭合母线断路器BHB来实现供电, 当无电区长度较长, 可以通过施加轻微制动来保证辅助电源系统SIV的供电, 满足列车的照明及空调不断电要求, 提高列车的舒适性。
摘要：介绍了北京房山线编组形式及设计设计说明, 分析了列车过无电区的动作, 探讨了列车过无电区施加轻微制动条件并进行了分析。
牵引供电远动系统范文第3篇
一、铁道供电技术专业实训项目开发的意义
牵引供电实训室的建成是铁道供电技术专业建设的重要环节, 牵引供电实训室采用的设备和现场一致或贴近, 才可更好的培训现场需要的技能型人才。但对于特殊的铁路专业实训室很多条件是在校内无法实现的, 如何在真实的设备上复现现场实际状况, 训练学生的检修技能, 是一个关键的问题。设计贴合实际现场又能在实训室设备上实现实训项目是解决这一问题的有效措施, 包头铁道技术学院铁道供电技术专业课题组正是基于牵引供电实训室设计的基础上, 以铁路继电保护测控设备为对象, 研究开发适合铁道供电技术专业学生的实训项目。典型而有效的实习项目不仅可用于铁道供电技术专业学生的技能训练, 还可用于该专业铁路职工的培训, 提高专业的社会服务能力。
二、实训项目开发的依据
实训项目开发是以现场实际工作岗位任务为依据, 依托校内牵引供电实训室中继保测控设备进行设计。
对变电所值班员、变电所检修工岗位进行深入研究, 分析典型、常见的工作任务, 在此基础上进一步分析变电所运行中出现的典型故障, 对这些故障进行分类, 整合。以继电保护测控设备为研究对象, 利用故障模拟软件进行典型故障的复现。
三、实训项目开发的内容
在分析变电所运行、检修岗位的基础上, 以继电保护测控设备为研究对象开发典型的实习项目。实习项目的研发以技能训练为主, 通过完成实习项目, 让学生能根据实训设备所提供的各种现场故障的复现, 正确读取报文判断故障类型, 故障范围, 排除故障, 能实现变电所值班员、变电所检修工在工作中的实际操作过程。
实训项目研究并编写的内容主要有:
(一) 牵引供电继电保护测控设备配套的故障模拟软件 (图1, 图2) 使用
(二) 牵引变电所一次故障的实训项目研发
主要开发研究了通过模拟软件模拟变压器内部各种故障;模拟变压器外部穿越性故障;模拟馈线永久性和瞬时性故障;馈线保护动作后故障测距装置测距, 查询故障测距参数, 并计算故障测距是否准确。
(三) 牵引变电所二次回路故障的实训项目研发
牵引变电所各断路器, 隔离开关控制回路故障, 分合闸回路故障, 保护回路故障, 断线故障等。
四、综合实训效果
实训以2人为一组, 以学生为主体, 教师为引导, 以项目的进行为推手, 以技能训练为核心, 激发了学生的学习兴趣, 建立了安全工作意识, 学习态度, 工作态度, 团队合作能力都有一定的提升。
整个专业实训项目研究开发的出发点是实际现场岗位的需求。基于专业的实训设备, 精心设计的实训项目能达到训练学生技能的目的, 又避开了高压, 大电流的实际现场工作环境, 对于高职教育更具实践意义。
五、结语
铁道供电技术专业牵引供电实训室建设不易, 若只是仿照现场, 将牵引变电所控制室, 高压设备搬入学校的实训教室, 作为参观学习, 未免大材小用。利用率高, 能让学生进行反复训练的实训室更受师生的欢迎。
在完全贴近现场的专业实训室内, 通过校企合作, 深入研究, 开发出具有实践教学意义的实训项目, 对于学生的日常专业训练及对外的培训教育都具有重大的意义。希望通过这样的精心设计, 能更好地激发学生的学习兴趣, 培养企业所需的、专业性强的、高素质技能型人才。
摘要：为了更好的契合铁道供电技术专业人才培养方案, 更好的培养现场所需要的高素质技能型人才, 包头铁道职业技术学院铁道供电技术专业教学团队在牵引供电实训室设计的基础上, 以铁路继电保护测控设备为对象, 研究开发适合铁道供电技术专业学生的实训项目。实训项目的研发以技能训练为主, 通过完成实训项目, 让学生能根据实训设备所提供的各种现场故障的复现, 正确读取报文判断故障类型, 故障范围, 排除故障。以便于学生明确变电所值班员、变电所检修工在工作中的实际操作过程。
关键词：铁道供电,实训项目,故障处理
参考文献
[1] 胡定军.电气化铁道供电专业实训指导书[M].北京:中国铁道出版社, 2008:251-259