牽引供電低頻網(wǎng)壓振蕩的影響因素

來源:投稿網(wǎng) 時(shí)間:2024-02-01 10:00:08

簡介：隨著重型鐵路和高速鐵路運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，大量大功率交通動(dòng)車組和電力機(jī)車投入正式運(yùn)行，也從根本上提高了我國鐵路的重型運(yùn)輸能力和高速運(yùn)輸能力。同時(shí)，這種交通車輛運(yùn)行過于密集，也會(huì)使其內(nèi)部牽引供電系統(tǒng)出現(xiàn)低頻網(wǎng)壓振蕩問題，引起極強(qiáng)的網(wǎng)壓波動(dòng)，在嚴(yán)重情況下甚至直接觸發(fā)電力機(jī)車本身的保護(hù)措施，牽引鎖現(xiàn)象，機(jī)車不能正常倉儲(chǔ)，也會(huì)使機(jī)車晚，對機(jī)車的正常工作產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，需要對牽引供電低頻網(wǎng)壓振蕩的主要影響因素進(jìn)行深入分析，找出影響規(guī)律，采取有針對性的措施解決，促進(jìn)軌道交通更安全、更穩(wěn)定的運(yùn)行。

影響低頻網(wǎng)壓振蕩的因素。

目前，我國牽引供電系統(tǒng)產(chǎn)生的低頻網(wǎng)壓振蕩仍處于初級(jí)探索階段，對振蕩產(chǎn)生的機(jī)理和影響因素沒有深入分析。在現(xiàn)場測試和報(bào)告的基礎(chǔ)上，認(rèn)為網(wǎng)與車之間的具體參數(shù)不匹配，導(dǎo)致低頻網(wǎng)壓振蕩或高諧波諧振等嚴(yán)重問題。為了進(jìn)一步確定這一說法，先后建立了起重機(jī)整流器動(dòng)態(tài)模型，對機(jī)車的等效阻抗進(jìn)行了更科學(xué)合理的計(jì)算。可以清楚地看出，低頻網(wǎng)壓振蕩的重要原因在于車網(wǎng)之間的阻抗參數(shù)不同。同時(shí)，在利用時(shí)域模擬法進(jìn)行深入探索的階段，可以通過建立車網(wǎng)互聯(lián)時(shí)域模擬模型，更直觀地展示牽引供電系統(tǒng)產(chǎn)生的低頻網(wǎng)壓振蕩問題。在研究因素時(shí)，可以充分利用構(gòu)建汽車網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)系統(tǒng)時(shí)域模擬模型的方式，確保低頻網(wǎng)絡(luò)壓力振蕩現(xiàn)象的真實(shí)再現(xiàn)，在研究鐵路低頻網(wǎng)絡(luò)壓力振蕩問題的過程中，主要是計(jì)算旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中各種重要部件的參與因素和特征值，經(jīng)過深入分析，得出旋轉(zhuǎn)變流器鎖環(huán)參數(shù)不匹配導(dǎo)致低頻網(wǎng)絡(luò)壓力振蕩問題，由于國外牽引供電系統(tǒng)與國內(nèi)系統(tǒng)不一致，很難直接從國外的研究內(nèi)容中學(xué)習(xí)。從實(shí)際情況的角度來看，對牽引供電低頻網(wǎng)壓振蕩影響因素的研究仍存在一些不足。首先，在現(xiàn)場測試報(bào)告的基礎(chǔ)上，車網(wǎng)參數(shù)不匹配導(dǎo)致低頻網(wǎng)壓振蕩的結(jié)論，沒有對參數(shù)的影響過程進(jìn)行定量分析，導(dǎo)致研究結(jié)果缺乏準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性；其次，大部分研究內(nèi)容集中在機(jī)車網(wǎng)側(cè)整流器建模或機(jī)車諧波綜合分析上，沒有充分考慮車輛網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)系統(tǒng)中的耦合關(guān)系；最后，在模擬再現(xiàn)過程中，大部分模擬分析都是從改變機(jī)車阻抗的角度實(shí)現(xiàn)的，導(dǎo)致忽視了供電系統(tǒng)的影響，沒有對影響因素進(jìn)行全面分析。因此，為了更好地深入分析牽引供電低頻網(wǎng)壓振蕩問題，探索主要影響因素，應(yīng)建立基于車網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)的時(shí)域模擬模型，進(jìn)行有針對性的模擬分析，更好地解決低頻網(wǎng)壓振蕩的各種影響因素[1]。

模擬分析低頻網(wǎng)壓振蕩的影響因素。

HXD2B機(jī)車模擬模型。

在HXD2B型機(jī)車中，主要有三個(gè)主變流器柜，每個(gè)主變流器柜都涉及整流器、牽引逆變器和中間直流環(huán)節(jié)，特別是牽引逆變器，也有相應(yīng)的牽引電機(jī)，也使HXD2B型機(jī)車有六個(gè)完全一致的變流環(huán)節(jié)。同時(shí)，HXD2B型機(jī)車還有兩個(gè)相應(yīng)的輔助供電系統(tǒng)，由充電機(jī)電路、恒頻恒壓輸出電路和變頻變壓輸出電路組成。根據(jù)HXD2B機(jī)車牽引傳統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)部的基本結(jié)構(gòu)，可以通過Simulink建立相應(yīng)的HXD2B機(jī)車動(dòng)力單元模型。同時(shí)，應(yīng)注意的是，在每輛HXD2B機(jī)車中，它們中的大多數(shù)只有兩個(gè)相應(yīng)的服務(wù)供電系統(tǒng)。由于這一原因，在設(shè)置過程中，應(yīng)避免在所有動(dòng)力單元中設(shè)置地方語音服務(wù)系統(tǒng)。通過HXD2B機(jī)車的系統(tǒng)，您可以使用其輔助逆變器進(jìn)一步將原始直流電轉(zhuǎn)換為交流電，三相變壓器處理后，整體電壓將降低到標(biāo)準(zhǔn)范圍，后續(xù)濾波模塊處理后，輸出穩(wěn)定性高的直流電壓，穩(wěn)定控制在110V左右，確保電池供電處理良好。

[2]。

牽引供電系統(tǒng)的模擬模型。

以國內(nèi)某一貨運(yùn)路線參數(shù)為例，采用Simulation，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善相應(yīng)的AT供電方式，建立相應(yīng)的牽引供電系統(tǒng)模型。在這個(gè)模型中，需要注意的是牽引主變壓器的電壓等級(jí)，以確保其始終穩(wěn)定在110kV，該AT模型主要由1：1的自耦合變壓器組成，涉及正饋線，也在變壓器的邊緣，進(jìn)一步形成55kV電路，使自耦合變壓器的中心點(diǎn)可以直接與軌道連接。牽引網(wǎng)本質(zhì)上屬于平行多導(dǎo)體傳輸系統(tǒng)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)數(shù)量相對較多，具體空間結(jié)構(gòu)也非常復(fù)雜，需要在實(shí)際建模過程中，采用合并導(dǎo)線進(jìn)行科學(xué)合理的降價(jià)處理，使其更好地轉(zhuǎn)化為具有上行饋線、上行接觸線、下行饋線和下行接觸線的傳輸線系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用階段，主要采用二端口網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行牽引網(wǎng)建模處理，根據(jù)電容系數(shù)矩陣參數(shù)和阻抗矩陣的實(shí)際線路，可以通過Simulink建立線路T型等效模型。在上述比例建立的模型中，可以進(jìn)一步構(gòu)建整體牽引電車網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)系統(tǒng)的模擬模型，AT由1：1的自耦合變壓器組成，模型也應(yīng)為AT復(fù)線供電，牽引網(wǎng)為導(dǎo)體傳輸線路模型，可以更好地得到牽引供電系統(tǒng)的模擬參數(shù)，為解決低頻網(wǎng)壓振蕩問題奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[3]。

結(jié)論：在當(dāng)前社會(huì)環(huán)境下，為了更好地解決牽引供電低頻網(wǎng)壓振蕩問題，應(yīng)充分結(jié)合實(shí)際情況，建立相應(yīng)的模擬模型，進(jìn)一步分析網(wǎng)壓低頻振蕩的主要原因，探索不同參數(shù)對低頻振蕩的主要規(guī)律，同時(shí)充分比較各種低頻振蕩解決方案，找到最佳的解決方案。經(jīng)過對汽車網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的深入模擬分析，可以看出低頻網(wǎng)壓振蕩現(xiàn)象與機(jī)車阻抗和供電系統(tǒng)阻抗密切相關(guān)無論是增加供電系統(tǒng)阻抗還是減少機(jī)車阻抗，都將進(jìn)一步增加低頻網(wǎng)壓振蕩問題的影響，也為后續(xù)低頻網(wǎng)壓振蕩抑制工作提供必要的指導(dǎo)。