基于MATLAB的牵引供电系统故障仿真

在分析牵引网等效电路及其等值阻抗的基础上,利用MATLAB的电力系统工具箱建立牵引网短路时牵引供电系统的仿真模型,进行仿真,得出了故障时的电压、电流波形及其序分量、谐波,测量了牵引网短路阻抗随短路点位置变化的曲线,分析了其故障特征。对牵引供电系统的故障分析、继电保护整定具有指导意义。     

哈大电气化铁路牵引供电系统电压损失与电力系统短路容量关系的研究

简要介绍了哈大线电气化铁路牵引负荷的特点,分析了哈大线牵引供电系统对电力系统以及对电力系统短路容量的要求,并且对牵引系统牵引负荷引起的初步电压不平衡与系统短路容量的关系进行了研究分析,得出的结论是:电力系统的短路容量与牵引网和牵引变压器的电压损失无关、与电压不平衡值成反比关系,同时,电力系统短路容量越大,牵引供电系统电压损失越小.     

AT供电方式综合接地系统的仿真研究

高速铁路列车运行速度高、行车密度大、牵引电流大,再加上采用整体道床,钢轨—大地泄露电阻大,导致钢轨电位急剧升高。过高的钢轨电位严重威胁人身和设备安全。为了解决钢轨电位升高问题,在设计牵引供电系统时提出了采用综合地线的措施。对高速铁路AT供电方式牵引回路进行建模,仿真分析了不同接地方案下,牵引网正常运行和短路故障时钢轨电位的分布规律与特征,以此分析综合地线系统对钢轨电位的钳制作用,并提出了适合我国高速铁路的综合接地系统。     

牵引供电网断线接地故障的阻抗模拟计算与仿真试验

当客运专线AT供电牵引网发生接地故障时,馈线保护装置会发生拒动现象.针对这一现象,利用电路基本原理,采用数学方法建立故障模型并进行理论推导计算,将其与短路故障的阻抗进行比较分析,得出断线接地故障是一种高阻状态时的接地故障,阻值远大于短路时的阻抗,超出了馈线保护阻抗的整定值范围.利用Matlab/Simulink软件建立牵引网故障模型并进行了仿真验证,证明了本文理论推导计算的准确性,找到发生断线接地故障时馈线保护装置拒动的原因.     

牵引网微机保护设计的探讨

通过对牵引负荷的特殊性（单相、可移动、不停变化）和牵引网短路参数的分析,提出了牵引网应采取的保护方式,因牵引负荷电流谐波含量较大,但对相应速度要求不高,所以采用带差分滤波的全波傅里叶算法,同时设计了牵引网微机保护的流程图。     

基于PSCAD／EMTP的Scott变压器在牵引供电系统中的仿真研究

本文在AT牵引供电方式下对scott接线变压器进行建模与仿真研究,提出Scott变压器正常运行与端口处故障的等效模型,并将scott变压器与自耦变压器相结合,形成AT供电方式的牵引供电系统模型,利用PSCAD软件进行仿真。通过本文的建模仿真,为AT牵引供电系统的建模与牵引网的建模奠定基础。     

星形三角形接线牵引变压器的运行特性与数学模型

从磁势平衡方程、绕组接线方程、输出端口方程和电压传递方程出发，分析了星形三角形接线牵引变压器的运行特性．通过推得的数学表达式阐明了变压器绕组短路阻抗和中性点运行方式对其性能的影响．同时，给出了星形三角形接线牵引变压器的二次侧端口电压输出方程、两相等值电路和相坐标下的节点导纳矩阵，以便同三相电力系统和牵引网接口进行分析．     

地铁车辆电气牵引系统直流侧电流谐波分析

在分析城市地铁车辆电气牵引系统工作原理的基础上,首先对牵引逆变器直流侧电流、直流电网电流及其谐波分量进行了理论推导,然后详细讨论了线路滤波器的滤波作用,最后结合MATLAB仿真软件以牵引逆变器方波运行实例对直流电网电流进行仿真分析,仿真结果验证了理论分析的正确性,也表明推导的直流电网电流的计算公式可以作为电网电流及其谐波计算和损耗估算的依据.     

高铁牵引供电系统对实时电网运行影响研究

以武广高速铁路沿线某牵引变电站为背景,研究高铁牵引供电系统对实时电网运行的影响.利用PSCAD搭建了适用于高速铁路的牵引供电仿真系统.运用Jiles-Ather-ton铁磁磁滞原理建立了V/v牵引变压器的暂态模型,并在仿真系统中通过统一电磁等效电路(unified magnetic equivalent circuit,UMEC)普通变压器模型表示.设置UMEC模型中分段线性的U-I曲线来等效铁芯的饱和特性,并进行空载合闸仿真.在此基础上,对电网侧进行单相短路故障仿真、三相短路故障时的有载合闸仿真.仿真结果验证了牵引变压器暂态模型和牵引供电仿真系统的实用性和有效性,并为相关调度运行部门提供了可靠的理论依据.     

基于DDRTS的高速铁路全并联AT牵引供电系统研究

牵引供电系统是高速铁路的重要子系统之一,其安全和高效地运行是高速铁路可靠性运行的重要保障.本文详细讨论其数学等值模型,基于DDRTS(数字动态实时仿真)搭建了全并联AT高速铁路牵引供电仿真系统,进行不同类型的短路故障模拟仿真并与现场实测试验数据对比.试验和仿真结果表明:基于DDRTS建立的全并联AT牵引供电仿真系统,能够准确模拟实际供电线路不同故障情况下的电流分布情况.此系统的建立为牵引供电系统工程设计和应用提供重要的理论依据.     

城市轨道交通牵引系统仿真技术研究

回顾了国内外城市轨道交通系统仿真技术的发展现状,详细阐述了现有仿真系统存在的模型建立不够精确、列车与供电系统间的相互影响考虑不全面等问题导致仿真结果与实际偏差较大的特点,并从车辆与牵引供电网电气交互的角度仿真分析了列车的运行特性,说明牵引网电压变化对车辆牵引性能的影响,最后指出为研究城轨系统的实际运行特性,应进行车网结合的多列车、多工况动态联合仿真,同时还应开展通用仿真平台的研究,并提出使用PSCAD/EMTDC与MATLAB集成作为仿真开发平台.     

基于磁场分析的动车组主变压器的参数计算及性能仿真

藉助于现代分析软件ANSYS和MATLAB,对一台350 km/h动车组牵引主变压器进行了电磁分析和性能计算.即先进行基于ANSYS的磁场分析,据此计算反映各绕组之间电磁耦合的电感系数(矩阵).接着根据变压器电路构成搭建基于MATLAB的仿真模型,计算了变压器两两绕组之间的短路阻抗及稳态短路和空载性能参数.试验结果证明了这种"场-路"结合的方法对这类变压器进行仿真分析的有效性.     

计及动车组多种工况的牵引网谐波分析与抑制

采用多导体传输线等效降阶法建立了CRH2型动车组和某实际复线自耦变压器(AT)牵引网车网联合仿真模型,仿真分析了动车组处于固定位置、动态运行、不同工况、不同功率时各种因素对牵引网谐振频率以及谐振点处谐波电流放大倍数的影响规律,并通过部分实测数据验证了所建模型和分析方法的有效性.最后提出采用C型滤波器来抑制谐波电流,在确保装设滤波器后车网系统达到良好电气匹配的基础上,给出了滤波器电气参数设计和安装位置选取方法,并对最佳位置分区所(SP)处加装滤波器后的牵引网谐波电流放大抑制效果进行了仿真验证.     

配电自动化仿真软件的算法研究

从软仿真角度对配电自动化仿真系统的算法进行分析,提出对模拟的配网线路进行基于结点（支路）分层法的配电网络拓扑分层,常规潮流算法可采用前推回代法,短路电流计算可采用基于节点阻抗矩阵、关联矩阵短路故障算法．并对算法进行了叙述,对比了仿真软件与ETAP、Matlab算例结果,证明了仿真软件数据的准确性．     

浅谈AT供电系统的馈线保护方式

自耦变压器（AT）供电方式无需提高牵引网的绝缘水平即可将供电电压提高一倍，提高了牵引网的供电能力，大大减小了牵引网的电压损失和电能损失。本文阐述了AT供电系统的特点，并对其馈线保护要求作了相应的分析，进而介绍了AT供电方式下以AT为节点的非线性阻抗产生的两种不同馈线保护测距方案。     

基于同步电动机的牵引网动态无功补偿方法

传统的固定并联电容补偿方式在波动的牵引负荷下常发生欠补偿或过补偿,补偿效果较差。提出采用同步补偿机对牵引网实施动态无功补偿,自动跟踪系统改善负荷功率因数的方法,并针对110kV/27.5kV牵引变电所AT供电系统原理进行仿真,验证了该方法的可行性与优越性。     

直流牵引供电系统故障测距的新方法

城市轨道交通牵引供电系统快速准确的故障定位,对地铁正常运营具有重要意义.在PSCAD/EMTDC中搭建双边供电方式下的仿真模型,考虑集肤效应下的牵引供电系统短路故障,采用MUSIC功率谱的方法提取双端故障行波的固有频率中的主频率进行测距.经仿真验证:本文方法解决了集肤效应对故障测距精度的影响问题,与基于稳态分量的阻抗分析法或行波法等测距方法相比,该方法不受波速与线路参数测量误差的影响,提高了现有方法的测距精度,具有一定的应用前景.     

大型换流变压器绕组的轴向振动稳定性评估

依据电磁学和力学基本原理,针对一台405 MVA/500 kV换流变压器,利用MagNet仿真软件,建立了最小分接短路工况下考虑局部不平衡安匝和调压绕组的三维对称有限元模型,并通过短路阻抗的仿真实验验证了谐波分析法和模型的准确性,计算出网侧绕组受到的轴向短路电动力.利用ANSYS软件建立“弹簧-质量-阻尼”模型进行模态分析,阐述了多载荷施加点、多自由度的变化振动系统中,线饼单元所受惯性力和弹性力的作用规律,讨论了网侧绕组上惯性力和弹性力的分布情况,以及这2种力对于轴向振动稳定性的影响.最后运用傅里叶变换对弹性力进行频谱分析,求得网侧绕组在振动过程中振动形式和能量的分布,并验证其稳定性.     

应用人工神经网络判别单相牵引变压器励磁涌流

本文就单相牵引变压器励磁涌流判别问题展开研究，提出了应用人工神经网络来识别励磁涌流与短路电流的方法．将试验与MATLAB软件仿真相结合，进行了大量的仿真计算，仿真结果表明，应用人工神经网络识别励磁涌流的准确性较高，且没有误判现象．     

大功率电力机车异步牵引电机的典型故障研究

通过分析相电流信号,对大功率电力机车异步牵引电机的两种典型故障——转子断条故障和定子绕组匝间短路故障进行故障诊断,建立电机故障情况下的有限元模型并进行仿真.结果表明,电机故障引起了三相电流不对称,基于故障后的三相电流,利用频谱分析法和对称分量法进行后处理运算,可以提取到明显的故障特征,能够有效的诊断转子断条故障和定子绕组匝间短路故障.实验所得结果与仿真及理论分析吻合,证明了故障模型的正确性,也验证了基于相电流信号的故障诊断方法的有效性.