亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        交直流雙制式列車過分相暫態(tài)過程仿真研究*

        2022-07-20 00:34:58劉衛(wèi)東謝崇豪
        城市軌道交通研究 2022年7期
        關(guān)鍵詞:中性線電弓等值

        劉衛(wèi)東 胥 偉 劉 飛 謝崇豪

        (1. 中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司, 610031, 成都;2. 西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院, 610031, 成都∥第一作者, 高級工程師)

        我國干線鐵路普遍采用交流供電制式,城市軌道交通主要采用直流供電制式。交直流雙制式(以下簡稱“雙制式”)作為一種新型的牽引供電系統(tǒng)技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)列車在鐵路和城市軌道交通兩種系統(tǒng)間的快速通行,滿足互聯(lián)互通的運營需求[1-2]。

        雙制式列車過分相時會出現(xiàn)電磁暫態(tài)過程,產(chǎn)生各類過電壓,進而威脅牽引供電系統(tǒng)的正常運行。目前我國尚無雙制式牽引供電系統(tǒng)的運營案例,也鮮見雙制式列車過分相暫態(tài)過程的研究。文獻[3]介紹了雙制式牽引供電系統(tǒng)的構(gòu)成,并對其主要設(shè)備選取等方面進行了研究。文獻[4]對傳統(tǒng)交流制式牽引供電系統(tǒng)過關(guān)節(jié)式電分相暫態(tài)過程進行了仿真研究,分析產(chǎn)生過電壓的原因,并提出了過電壓抑制措施。文獻[5-6]對雙制式電力列車供電模式切換過程的暫態(tài)特性進行了研究,分析了該類型列車牽引傳動系統(tǒng)在供電模式切換過程中產(chǎn)生的暫態(tài)電壓和電流沖擊對接觸網(wǎng)的影響,但并未考慮車-網(wǎng)耦合狀態(tài)下雙制式電力列車過分相過程對接觸網(wǎng)造成的沖擊。因此,研究雙制式列車過分相過程所產(chǎn)生的過電壓對交直流接觸網(wǎng)網(wǎng)壓造成的影響,優(yōu)化雙制式牽引供電系統(tǒng)電分相的設(shè)計方案,對雙制式牽引供電系統(tǒng)的運維具有重要意義。

        1 雙制式牽引供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

        重慶市郊鐵路跳磴至江津線(以下簡稱“江跳線”)是我國首條采用雙制式的軌道交通線路。本文以江跳線為案例進行雙制式牽引系統(tǒng)的研究。該線位于重慶市的西南部,由東向西串聯(lián)重慶軌道交通5號線、5號線支線、7號線和17號線,是該市江津區(qū)與主城區(qū)連接的主要快速通道。

        江跳線從起點(跳蹬站)至中梁山隧道前的區(qū)段為直流側(cè),采用直流1 500 V架空接觸網(wǎng)供電方式。其余區(qū)段為交流側(cè),采用單相工頻25 kV交流制式、帶回流線直接供電方式,并設(shè)有供列車交直流轉(zhuǎn)換的區(qū)域。雙制式牽引供電系統(tǒng)如圖1所示。

        圖1 交直流雙制式牽引供電系統(tǒng)示意圖Fig.1 Schematic diagram of AC/DC dual-system traction power supply system

        在設(shè)計近期,江跳線車輛采用雙流制As型車,列車為6節(jié)編組,設(shè)有2個牽引受電單元。如圖2所示,每個牽引受電單元裝有2個受電弓,弓間距為13 m,且與母線連通;非連通受電弓的最大間距為73 m。

        圖2 交直流雙制式列車牽引受電單元示意圖Fig.2 Schematic diagram of AC/DC dual-system locomotive traction power receiving unit

        2 雙制式列車過分相過程等值模型

        雙制式列車在進入電分相之前,其主斷路器需確保處于斷開狀態(tài),因此過分相過程只有受電弓和網(wǎng)壓互感器與牽引供電系統(tǒng)有電氣聯(lián)系。雙制式列車通過錨段關(guān)節(jié)式電分相、由交流段行駛至直流段的等值電路如圖3所示。

        注:Uac——交流側(cè)電壓源;Udc——直流側(cè)電壓源;RS1、LS1——分別為交流變壓器的等值電阻和電感;R1、L1——分別為交流側(cè)接觸網(wǎng)的等值電阻和電感;R2、L2、C2——分別為無電區(qū)中性線的等值電阻、電感和對地電容;RS2、LS2——分別為直流變壓器的等值電阻和電感;R3、L3——分別為直流側(cè)接觸網(wǎng)的等值電阻和電感;Rc、Cc——分別為列車等效電阻和受電弓對地電容;C12——交流接觸網(wǎng)和無電區(qū)接觸網(wǎng)之間的等效電容;C23——直流接觸網(wǎng)和無電區(qū)接觸網(wǎng)之間的等效電容;K1、K2——為等效切換開關(guān)。圖3 雙制式列車通過錨段關(guān)節(jié)式電分相等值電路模型Fig.3 Equivalent circuit model of dual-system locomotive passing through anchor joint electrical separation phase

        當(dāng)雙制式列車受電弓短接中性線和交流接觸網(wǎng)時,等效于開關(guān)K1由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)為閉合狀態(tài),如圖4所示。由圖4可知,此時列車過分相過程所產(chǎn)生的暫態(tài)電壓主要與交流接觸網(wǎng)電壓源、中性線上原有感應(yīng)電壓及中性段電氣參數(shù)有關(guān)。

        圖4 列車從交流段進入中性段時的等值電路模型Fig.4 Equivalent circuit model of train entering neutral section from AC section

        當(dāng)列車受電弓與交流接觸網(wǎng)斷開連接、僅與中性線接觸時,等效于開關(guān)K1由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為斷開狀態(tài),如圖5所示。由圖5可知,此時列車過分相過程所產(chǎn)生的暫態(tài)電壓主要與中性線上原有感應(yīng)電壓和中性段電氣參數(shù)有關(guān)。

        圖5 列車受電弓與交流段接觸線分離時的等值電路模型Fig.5 Equivalent circuit model of train pantograph and AC section contact line separation

        當(dāng)列車通過中性段后,受電弓從僅與中性線連接轉(zhuǎn)為短接中性線和直流段接觸線,等效于開關(guān)K2由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)為閉合狀態(tài),如圖6所示。由圖6可知,此時列車過分相過程所產(chǎn)生的暫態(tài)電壓主要與中性線上原有感應(yīng)電壓、中性段電氣參數(shù)及直流側(cè)接觸網(wǎng)電壓源有關(guān)。

        圖6 受電弓短接中性線與直流段接觸線時的等值電路模型Fig.6 Equivalent circuit model of pantograph shorting neutral line and DC contact line

        當(dāng)列車駛出電分相,受電弓與中性線斷開連接,僅與直流段接觸線相連,等效于開關(guān)K2由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為斷開狀態(tài),如圖7所示。由圖7可知,此時列車駛?cè)胫绷鱾?cè)與中性線斷開連接,由于直流側(cè)采用雙邊供電,等值電路難以發(fā)生振蕩。

        圖7 受電弓僅與直流段接觸線連接時的等值電路模型Fig.7 Equivalent circuit model when the pantograph is only connected to the DC contact line

        3 雙制式列車過分相仿真與分析

        3.1 列車過分相暫態(tài)過程仿真與分析

        根據(jù)上文的等值電路模型,本文建立了雙制式列車過錨段關(guān)節(jié)式電分相時的MATLAB/Simulink仿真模型,如圖8所示。

        圖8 雙制式列車過錨段關(guān)節(jié)式電分相仿真模型Fig.8 Simulation model of dual-system locomotive passing through anchor joint electrical separation phase

        利用開關(guān)的閉合與斷開狀態(tài)模擬雙制式列車進出錨段關(guān)節(jié)式電分相全過程,得到暫態(tài)過電壓波形如圖9~11所示。

        圖9 受電弓短接交流接觸網(wǎng)與中性線時的暫態(tài)電壓Fig.9 Transient voltage of pantograph short-connected AC catenary and neutral line

        圖10 受電弓與交流接觸網(wǎng)斷開時的暫態(tài)電壓Fig.10 Transient voltage of disconnection between pantograph and AC catenary

        圖11 列車進入直流側(cè)時的暫態(tài)電壓Fig.11 Transient voltage of locomotive entering DC side

        由圖9可知,當(dāng)列車受電弓同時接觸交流接觸網(wǎng)與中性線時,將造成等值電路改變,從而引發(fā)振蕩,產(chǎn)生較大的暫態(tài)過電壓。由圖10可知,在受電弓與交流接觸網(wǎng)斷開時,過電壓現(xiàn)象不明顯,這主要是因為雙制式列車采用了電阻分壓式的網(wǎng)壓互感器。由圖11可知,在受電弓短接直流接觸網(wǎng)與中性線時,因等值電路的變化產(chǎn)生了劇烈的過電壓現(xiàn)象,對直流接觸網(wǎng)的安全運行造成極大威脅。但隨后在受電弓與中性線斷開連接時,由于直流側(cè)雙邊供電及中性線長度較短等原因,等值電路的變化未引起暫態(tài)振蕩。

        3.2 列車過分相暫態(tài)過程的影響因素分析

        3.2.1 接觸網(wǎng)電壓相位角

        列車過關(guān)節(jié)式電分相暫態(tài)過程中,中性線上的電壓幅值與交流側(cè)供電電源相位有關(guān)。改變交流側(cè)電源的初始相位,得到該暫態(tài)過程暫態(tài)電壓峰值與交流接觸網(wǎng)電壓相位角的關(guān)系如圖12所示。由圖12可知,列車過分相時所產(chǎn)生的暫態(tài)過電壓幅值與交流接觸網(wǎng)電壓相位角有關(guān),且存在一定的隨機性。當(dāng)交流接觸網(wǎng)電壓相位角為90°時,交流側(cè)過電壓達到64.11 kV,為交流側(cè)額定電壓的2.56倍。此時直流側(cè)過電壓達到13.83 kV,為直流側(cè)額定電壓的9.22倍,存在一定的安全隱患。

        圖12 不同交流接觸網(wǎng)電壓相位角下的暫態(tài)電壓仿真Fig.12 Transient voltage simulation diagram at different voltage phase angles of AC catenary

        3.2.2 牽引網(wǎng)諧波

        上述模型中使用的均為理想電壓源,但實際線路中由于非線性負載的接入,接觸網(wǎng)電壓含有一定的諧波電壓。本文以我國某城市軌道交通線路為案例,取該線路的實測數(shù)據(jù)作為電壓源進行仿真分析,得到的仿真結(jié)果如圖13~14所示。

        圖13 諧波作用下受電弓短接交流接觸網(wǎng)與中性線時交流側(cè)的暫態(tài)電壓仿真Fig.13 AC side transient voltage simulation of pantograph short-connected AC catenary and neutral line under harmonic action

        圖14 諧波作用下受電弓短接直流接觸網(wǎng)與中性線時直流側(cè)的暫態(tài)電壓仿真Fig.14 DC side transient voltage simulation of pantograph short-connected DC catenary and neutral line under harmonic action

        由圖13~14可知,當(dāng)接觸網(wǎng)電壓含有一定的諧波分量時,雙制式列車過分相過電壓現(xiàn)象將加劇。在諧波作用下,列車受電弓短接交流接觸網(wǎng)與中性線時的過電壓可達91.84 kV,短接直流接觸網(wǎng)與中性線時的過電壓可達19.13 kV。為保障雙制式牽引供電系統(tǒng)的正常運行,建議在軌道交通線路設(shè)計時加裝過分相暫態(tài)過電壓抑制裝置。

        4 雙制式列車過分相設(shè)計的優(yōu)化方案

        在牽引供電系統(tǒng)中,阻容保護器裝置常用于抑制列車過關(guān)節(jié)式電分相時產(chǎn)生的暫態(tài)過電壓。其原理是通過改變中性段的電氣結(jié)構(gòu),使列車過分相過程的等值電路不發(fā)生振蕩,進而有效控制暫態(tài)過電壓。

        在雙制式牽引供電系統(tǒng)中,阻容保護器電阻值和電容值的選取不僅要保證列車進出交流側(cè)接觸網(wǎng)時能降低暫態(tài)電壓的峰值,還要保證列車進出直流側(cè)接觸網(wǎng)時的短時最高暫態(tài)電壓和最低暫態(tài)電壓均不超標(biāo)。為此結(jié)合文獻[7],本文確定阻容保護器的電容值為0.12 μF,電阻值為150 Ω。

        本文對交流接觸網(wǎng)電源初始相位角為90°時列車受電弓短接交流接觸網(wǎng)與中性線、受電弓短接直流接觸網(wǎng)與中性線兩種工況下的暫態(tài)過程進行仿真,得到加裝阻容保護器裝置后暫態(tài)電壓的波形如圖15~16所示。

        圖15 安裝阻容保護器后受電弓短接交流接觸網(wǎng)與中性線時的暫態(tài)過電壓Fig.15 Transient overvoltage of pantograph short-connected AC catenary and neutral line after installing RC protector

        圖16 安裝阻容保護器后列車進入直流側(cè)時的暫態(tài)過電壓Fig.16 Transient overvoltage of the locomotive entering DC side after installing the RC protector

        由圖15~16可知,阻容保護器裝置對抑制列車通過關(guān)節(jié)式電分相時所產(chǎn)生的過電壓效果明顯:受電弓短接交流接觸網(wǎng)與中性線時,暫態(tài)過電壓降至48.43 kV;受電弓短接直流接觸網(wǎng)與中性線時,短時最高電壓降至1 667 V,短時最低電壓升至1 636 V,符合GB/T 1402—2010《軌道交通 牽引供電系統(tǒng)電壓》的規(guī)定。

        5 結(jié)論

        本文建立了雙制式列車通過錨段關(guān)節(jié)式電分相過程的暫態(tài)模型,對列車過分相各個階段進行了仿真分析,并提出了抑制過電壓的設(shè)計優(yōu)化方案。通過對以重慶市郊鐵路江跳線為案例進行仿真,得到結(jié)論如下:

        1) 雙制式列車在通過錨段關(guān)節(jié)式電分相時,在交流接觸網(wǎng)產(chǎn)生了64.11 kV的過電壓,在直流接觸網(wǎng)產(chǎn)生了13.83 kV的沖擊電壓。這對于列車和相關(guān)電氣設(shè)備而言,均存在一定的安全隱患。

        2) 交流接觸網(wǎng)電壓相位角使得過電壓現(xiàn)象的發(fā)生存在隨機性,而諧波電壓將導(dǎo)致過電壓現(xiàn)象加劇。

        3) 加裝阻容保護器裝置能夠改變中性段的電氣結(jié)構(gòu),從而有效地抑制列車通過關(guān)節(jié)式電分相時所產(chǎn)生的過電壓。

        猜你喜歡
        中性線電弓等值
        異步電動機等值負載研究
        防爆電機(2020年5期)2020-12-14 07:03:50
        三次諧波對電能計量及中性線的影響
        電子測試(2018年18期)2018-11-14 02:31:00
        三相四線電能表中性線燒毀的原因和預(yù)防
        電子測試(2018年15期)2018-09-26 06:01:58
        高速動車組用受電弓概述
        受電弓滑板異常磨耗分析
        動車組受電弓風(fēng)管故障分析及改進措施
        四極斷路器的選用
        電網(wǎng)單點等值下等效諧波參數(shù)計算
        配電線路中性線斷線的原因及危害
        電子測試(2015年12期)2015-09-21 02:44:32
        基于戴維南等值模型的靜穩(wěn)極限在線監(jiān)視
        日本精品人妻一区二区三区| 美女福利视频在线观看网址| 国产精品成人av大片| 午夜免费电影| 人妻影音先锋啪啪av资源| 二区久久国产乱子伦免费精品| 亚洲一区二区三区亚洲| 97成人精品国语自产拍| 男人激烈吮乳吃奶视频免费| 亚洲AV无码专区一级婬片毛片| 初尝人妻少妇中文字幕在线| 久久99天堂av亚洲av| 亚洲av午夜国产精品无码中文字| 在线高清精品第一区二区三区| 亚洲国产av一区二区三| 精品国产三级a在线观看不卡| 免费国产黄网站在线观看可以下载| 亚洲人成电影在线无码| 精品视频一区二区杨幂| 亚洲中文字幕在线一区| 亚洲中文字幕在线观看| 亚洲AV伊人久久综合密臀性色| 一区二区三区视频偷拍| 国产精品国产三级国产a| 国产成年女人特黄特色毛片免 | 亚洲熟妇av日韩熟妇在线| 提供最新的在線欧美综合一区| 97中文字幕一区二区| 久久精品国产亚洲av天 | 激情内射人妻1区2区3区| 亚洲av无码av制服丝袜在线| 国产成人精品三级麻豆| 少妇被粗大猛进进出出| 久草福利国产精品资源| 东北女人毛多水多牲交视频 | av大片在线无码永久免费网址| 男女男生精精品视频网站| 亚洲国产中文字幕视频| 99久久人人爽亚洲精品美女| A阿V天堂免费无码专区| av大片网站在线观看|