久久88香港三级台湾三级中文-久久91-久久91精品国产91久-久久91精品国产91久久-久久91精品国产91久久户

  • 頭條北京交大科研團(tuán)隊(duì)提出應(yīng)用于重載鐵路長(zhǎng)分相的地面自動(dòng)過(guò)分相裝置
    2022-05-11 作者:張智、鄭瓊林 等  |  來(lái)源:《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》  |  點(diǎn)擊率:
    分享到:
    導(dǎo)語(yǔ)交流電氣化鐵路中電分相的存在一定程度上制約了高速重載鐵路的發(fā)展。為此,許多地面帶電自動(dòng)過(guò)分相方案相繼被提出。基于電子開(kāi)關(guān)的地面自動(dòng)過(guò)分相裝置由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本相對(duì)較低,得到了較為廣泛的應(yīng)用。然而,對(duì)于重載鐵路中的長(zhǎng)分相,電子開(kāi)關(guān)工作時(shí)間長(zhǎng),損耗較大,需要增加輔助散熱裝置,降低了系統(tǒng)可靠性。 北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院的研究人員張智、鄭瓊林、張智博、李凱、郝瑞祥、游小杰,在2021年第23期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文,提出一種應(yīng)用于重載鐵路長(zhǎng)分相的基于復(fù)合開(kāi)關(guān)的地面自動(dòng)過(guò)分相裝置。該裝置采用晶閘管閥組與高壓接觸器組合的結(jié)構(gòu),在實(shí)現(xiàn)列車帶電過(guò)分相的同時(shí),顯著降低了開(kāi)關(guān)的整體損耗。復(fù)合開(kāi)關(guān)采用自然冷卻的方式即可滿足散熱需求,無(wú)需額外的散熱裝置,增強(qiáng)了系統(tǒng)可靠性。

    為避免牽引負(fù)荷在電網(wǎng)中產(chǎn)生較大負(fù)序電流,影響電能質(zhì)量,傳統(tǒng)交流電氣化鐵路普遍采用單相工頻換相供電方式。電力系統(tǒng)的110kV或220kV電壓經(jīng)過(guò)牽引變電所的牽引變壓器變?yōu)?7.5kV的單相交流電連接到接觸網(wǎng)上。為避免相間短路,線路上每隔20~30km就會(huì)設(shè)置一段兩端都有電氣分段的接觸網(wǎng),即電分相。常見(jiàn)的電分相由中性區(qū)接觸網(wǎng)以及兩端錨段關(guān)節(jié)組成,主要應(yīng)用在牽引變電所出口處和分區(qū)所處。列車通過(guò)電分相的過(guò)程被稱為過(guò)分相。

    目前,我國(guó)普遍采用車載斷電自動(dòng)過(guò)分相方案。列車在即將進(jìn)入中性區(qū)前,通過(guò)應(yīng)答器得到位置信息,自動(dòng)斷開(kāi)主斷路器。由于中性區(qū)接觸網(wǎng)本身不帶電,列車將在無(wú)牽引電流的狀態(tài)下依靠慣性滑過(guò)中性區(qū),因此列車不可避免地存在速度損失。對(duì)于重載鐵路,有時(shí)候中性區(qū)長(zhǎng)達(dá)一千多米,且可能位于上坡段,導(dǎo)致列車過(guò)分相時(shí)速度損失很大,甚至停在中性區(qū)。另外,受線路分布電感、電容的影響,列車投切主斷路器時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓、過(guò)電流以及電弧。

    這些問(wèn)題嚴(yán)重制約了高速重載鐵路的進(jìn)一步發(fā)展。如何使列車不失電過(guò)分相仍是電氣化鐵路供電亟待解決的一大難題,為此,國(guó)內(nèi)外許多研究機(jī)構(gòu)陸續(xù)開(kāi)展了中性區(qū)帶電、列車持續(xù)受流的地面帶電自動(dòng)過(guò)分相技術(shù)的研究。

    日本新干線最早采用一種基于機(jī)械開(kāi)關(guān)的地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng),其中,機(jī)械開(kāi)關(guān)采用真空斷路器?;跈C(jī)械開(kāi)關(guān)的地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)如圖1所示,CB11和CB21為主開(kāi)關(guān),CB12和CB22為備用開(kāi)關(guān)。以列車從左往右行駛為例,當(dāng)列車行駛到位置CG1時(shí),開(kāi)關(guān)CB11閉合,中性區(qū)接觸網(wǎng)帶上A相電,列車帶電進(jìn)入中性區(qū);隨后,當(dāng)列車行駛到中性區(qū)內(nèi)位置CG3時(shí),開(kāi)關(guān)CB11斷開(kāi),而后開(kāi)關(guān)CB21閉合,完成中性區(qū)電壓切換,列車帶B相電繼續(xù)行駛;最后,當(dāng)列車行駛到中性區(qū)外位置CG4時(shí),開(kāi)關(guān)CB21斷開(kāi),中性區(qū)接觸網(wǎng)恢復(fù)不帶電狀態(tài)。

    北京交大科研團(tuán)隊(duì)提出應(yīng)用于重載鐵路長(zhǎng)分相的地面自動(dòng)過(guò)分相裝置

    圖1 基于機(jī)械開(kāi)關(guān)的地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)

    基于機(jī)械開(kāi)關(guān)的地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單,通過(guò)快速切換真空斷路器,實(shí)現(xiàn)列車帶電過(guò)電分相,瞬間失電時(shí)間僅為250~350ms,顯著地減少了列車過(guò)分相時(shí)的速度損失。然而,高壓斷路器的壽命有限,且存在拒動(dòng)的可能。為確保裝置的可靠性,需要增加一套冗余設(shè)備,從而增加了設(shè)備的成本和體積。

    另外,真空斷路器不能精確控制動(dòng)作時(shí)間。在斷路器斷開(kāi)時(shí),可能會(huì)關(guān)斷大電流,產(chǎn)生截流過(guò)電壓,甚至引起拉弧,進(jìn)而燒損斷路器。在斷路器合閘時(shí),可能會(huì)產(chǎn)生由線路分布參數(shù)引起的高頻振蕩過(guò)電壓,也可能會(huì)在列車主變壓器中產(chǎn)生勵(lì)磁涌流現(xiàn)象,進(jìn)而造成繼電保護(hù)裝置跳閘。

    針對(duì)機(jī)械開(kāi)關(guān)存在的問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外許多公司研究了基于電子開(kāi)關(guān)的地面自動(dòng)過(guò)分相技術(shù)。基于電子開(kāi)關(guān)的地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)一般采用高壓晶閘管代替真空斷路器,多個(gè)晶閘管串聯(lián)增加耐壓能力并設(shè)置冗余,晶閘管反并聯(lián)實(shí)現(xiàn)電流雙向流動(dòng),基于電子開(kāi)關(guān)的地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)如圖2所示。該方案利用晶閘管電流過(guò)零自然關(guān)斷特性避免截流過(guò)電壓并有效抑制電弧,通過(guò)精確控制晶閘管開(kāi)通時(shí)間,避免中性區(qū)電壓切換過(guò)程中的過(guò)電壓和勵(lì)磁涌流。

    北京交大科研團(tuán)隊(duì)提出應(yīng)用于重載鐵路長(zhǎng)分相的地面自動(dòng)過(guò)分相裝置

    圖2 基于電子開(kāi)關(guān)的地面自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)

    晶閘管制造工藝成熟、可靠性高、瞬時(shí)過(guò)電流能力強(qiáng),且晶閘管失效后呈現(xiàn)短路特性,對(duì)于串聯(lián)的晶閘管閥組,如果在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮裕度,則當(dāng)其中一個(gè)或多個(gè)晶閘管出現(xiàn)故障時(shí),僅會(huì)使晶閘管串聯(lián)閥組耐壓能力下降,不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作,從而增強(qiáng)了過(guò)分相裝置的魯棒性和可靠性。

    此外,這種方案的工作原理和基于機(jī)械開(kāi)關(guān)的過(guò)分相裝置相同,但由于晶閘管的開(kāi)關(guān)動(dòng)作更加精確可靠,列車過(guò)分相時(shí)的理論失電時(shí)間可以小于10ms,列車幾乎無(wú)速度損失。目前,神朔鐵路已采用這種基于電子開(kāi)關(guān)的地面自動(dòng)過(guò)分相裝置,并取得了良好的效果。

    然而,對(duì)于重載鐵路而言,中性區(qū)一般比較長(zhǎng),且列車運(yùn)行速度較慢,列車完成過(guò)分相可能需要2min左右,地面自動(dòng)過(guò)分相裝置中的晶閘管閥組工作時(shí)間比較長(zhǎng)。另一方面,晶閘管通態(tài)損耗與通態(tài)壓降和通態(tài)電流有關(guān)。當(dāng)列車牽引電流較大時(shí),晶閘管的通態(tài)壓降也會(huì)很大,尤其是采用了串聯(lián)閥組結(jié)構(gòu)后,系統(tǒng)正常工作時(shí),其通態(tài)損耗會(huì)非常大,長(zhǎng)時(shí)間工作情況下需要給晶閘管閥組增加散熱裝置。

    如果采用自然冷卻,增加的散熱器會(huì)增大系統(tǒng)的體積;而如果采用強(qiáng)迫風(fēng)冷或者水冷的方式,則會(huì)顯著增加系統(tǒng)的固定成本和維護(hù)成本。此外,將強(qiáng)迫風(fēng)冷或水冷的自動(dòng)過(guò)分相設(shè)備應(yīng)用于重載鐵路時(shí),容易受環(huán)境中煤灰粉塵的影響而出現(xiàn)故障,降低了系統(tǒng)可靠性。

    為此,北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院的研究人員提出了一種應(yīng)用于重載鐵路長(zhǎng)分相的基于復(fù)合開(kāi)關(guān)的地面自動(dòng)過(guò)分相裝置,采用晶閘管閥組與高壓接觸器的組合開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行中性區(qū)電壓的安全切換,在實(shí)現(xiàn)重載列車帶電過(guò)分相的同時(shí)顯著降低開(kāi)關(guān)的損耗,避免增加輔助散熱裝置,減小系統(tǒng)體積并提高可靠性。

    北京交大科研團(tuán)隊(duì)提出應(yīng)用于重載鐵路長(zhǎng)分相的地面自動(dòng)過(guò)分相裝置

    圖3 過(guò)分相裝置中的KCC18真空接觸器

    北京交大科研團(tuán)隊(duì)提出應(yīng)用于重載鐵路長(zhǎng)分相的地面自動(dòng)過(guò)分相裝置

    圖4 地面自動(dòng)過(guò)分相裝置中的晶閘管閥組

    復(fù)合開(kāi)關(guān)由晶閘管閥組和高壓接觸器組成:一方面,復(fù)合開(kāi)關(guān)利用晶閘管電流過(guò)零自然關(guān)斷和開(kāi)通時(shí)間準(zhǔn)確可控的特性進(jìn)行中性區(qū)電壓的切換,避免開(kāi)關(guān)過(guò)程中的過(guò)電壓、過(guò)電流以及電弧等問(wèn)題,并保證高壓接觸器在閉合和斷開(kāi)過(guò)程中都沒(méi)有電流,從而延長(zhǎng)其電氣壽命;另一方面,當(dāng)復(fù)合開(kāi)關(guān)進(jìn)入開(kāi)通穩(wěn)態(tài)后,列車牽引電流流過(guò)高壓接觸器和輔助晶閘管構(gòu)成的輔助支路,利用高壓接觸器低導(dǎo)通損耗特性降低開(kāi)關(guān)的總損耗,避免增加額外的散熱裝置,并減小自然散熱所需散熱器的體積。此外,高壓接觸器采用兩并兩串的組合結(jié)構(gòu),進(jìn)一步保證了復(fù)合開(kāi)關(guān)的可靠性。

    北京交大科研團(tuán)隊(duì)提出應(yīng)用于重載鐵路長(zhǎng)分相的地面自動(dòng)過(guò)分相裝置

    圖5 基于復(fù)合開(kāi)關(guān)的地面自動(dòng)過(guò)分相裝置

    北京交大科研團(tuán)隊(duì)提出應(yīng)用于重載鐵路長(zhǎng)分相的地面自動(dòng)過(guò)分相裝置

    圖6 基于傳統(tǒng)電子開(kāi)關(guān)的過(guò)分相系統(tǒng)

    該基于復(fù)合開(kāi)關(guān)的地面自動(dòng)過(guò)分相裝置在實(shí)現(xiàn)列車幾乎無(wú)速度損失過(guò)分相的同時(shí),降低了系統(tǒng)損耗,增強(qiáng)了系統(tǒng)可靠性,有利于高速重載鐵路的發(fā)展并提高其綜合效益。

    本文編自2021年第23期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》,論文標(biāo)題為“一種基于復(fù)合開(kāi)關(guān)的交流電氣化鐵路地面自動(dòng)過(guò)分相裝置”,作者為張智、鄭瓊林 等。

主站蜘蛛池模板: 在线视频你懂得 | 揄拍成人国产精品视频 | 成人毛片一区二区三区 | 免费观看黄色大片 | 国产精品视频免费的 | 黄视频在线观看免费视频 | 国产高清精品自在久久 | 好叼操这里只有精品 | 日本高清高色 | 国产一级片网站 | 色爱区综合激月婷婷激情五月 | 久久精品视频免费播放 | 自拍亚洲欧美 | 久操视频免费 | 特级aav毛片日本免费视频 | 国内自拍网红在综合图区 | 国产小视频在线观看免费 | 国产乱人伦偷精品视频不卡 | 久久黄色免费网站 | 亚洲精品区一区二区三区四 | 日韩免费黄色片 | 国产专区一线二线三线 | 日韩不卡视频在线观看 | 综合婷婷 | 一级毛片免费视频 | 一 级 黄 色蝶 片 | 香蕉在线精品视频在线观看2 | 欧美一区二区三区成人看不卡 | 欧洲免费无线码一二区 | 经典香港一级a毛片免费看 春水堂在线 | 综合色图片| 成年人网址在线观看 | 国产亚洲精品国产第一 | 特黄aa级毛片免费视频播放 | 国产日韩欧美一区 | 国产一区二区三区亚洲综合 | 一区二区三区四区在线观看视频 | 伊人久久99 | 在线黄色小视频 | 在线日本三级 | 黄色片视频在线 |