城市轨道交通供电系统负回流分析及监测.pdf
《城市轨道交通供电系统负回流分析及监测.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《城市轨道交通供电系统负回流分析及监测.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、中国新技术新产品2023 NO.9(上)-36-工 业 技 术城市轨道交通牵引供电系统一般采用直流供电,在车站设置牵引变电所提供 DC1500V 等电源,通过接触网(轨)将电源正极布置到线路区间。列车通过受电弓(靴)从接触网获得正极供电,经过列车负载后,电流通过钢轨回到牵引变电所电源负极,该部分电流被称为负回流。而钢轨对地绝缘问题容易造成部分负回流经由大地回到电源负极,导致出现杂散电流和钢轨电位(以下简称轨电位)问题。杂散电流和轨电位过高问题一直是业内难点及研究薄弱点。对负回流进行有效的监测将有助于解决杂散电流和轨电位过高问题。1 负回流对城市轨道交通供电系统的影响1.1 负回流系统的构成以广
2、州地铁为例,牵引供电系统牵引回流系统由钢轨(回流轨)、负回流电缆以及上下行均流电缆等组成,钢轨连接负回流电缆。在上下行钢轨间安装均流电缆,包括正线车站两端、上下行隧道区间逃生通道等处1,如图 1 所示。电流路径为整流机组正极直流开关柜上网电缆接触网列车回流轨回流线负极柜整流机组负极2。其中,回流轨回流线负极柜整流机组负极区间的电流被称为负回流。为防止钢轨对地电位(简称轨电位)过高给乘客带来危险,车站中还安装了轨电位保护装置,如果出现轨电位过高,轨电位保护装置会动作,将钢轨直接与大地连接。正常情况下,所有回流轨中总的负回流 IDC大小如公式(1)所示。IDC-=IHL(1)如果某种情况下发生轨电
3、位过高,导致均流轨电位装置(OV2)动作,则有公式(2)。IDC-=IHL+Iov2(2)式中:Iov2为轨电位柜 2 电流;IHL为负极柜回流电流。同样地,如果轨电位装置 1(OV1)动作,则 IHL的部分电流也会流入大地,即 IOV1。IOV1 和 IOV2最终通过大地、框架等途径返回整流机组的负极。目前,在牵引变电所内设置了轨电位保护系统。当轨电位超过设定值后,轨电位系统内的接触器会马上合闸,使钢轨短时接地,降低轨电位,保障乘客上下车安全。传统轨电位系统采用三段式保护手段,分别为段保护、段保护城市轨道交通供电系统负回流分析及监测肖伟强1骆志勇2黄山山1常宝波3(1.广州地铁集团有限公司,
4、广东 广州 510000;2.广州市白云机电设备安装工程有限公司,广东 广州 510540;3.广州市扬新技术研究有限责任公司,广东 广州 510540)摘 要:城市轨道交通供电系统采用直流供电,直流电流经过钢轨回流到整流机组的负极,被称为负回流。在实际运行中,由于负回流造成钢轨对地电位升高,如果绝缘存在问题,将导致杂散电流。轨电位过高和杂散电流会带来严重后果,因此对其分布和大小进行监测、分析是必要的。该文分析了轨电位和杂散电流的关系,提出了一种通过测量钢轨分布式轨电位进行负回流监测的系统。该系统可以计算、分析城市轨道交通线网中轨电位和杂散电流的分布,并提供治理的数据基础。关键词:轨电位;负回
5、流;杂散电流;分布式中图分类号:TM774文献标志码:A图 1 负回流系统构成DC+DC-列车列车回流箱回流箱负极柜均流箱均流箱OV2OV1IHLIOV2I0V1接触网钢轨(回流轨)接触网钢轨(回流轨)中国新技术新产品2023 NO.9(上)-37-工 业 技 术和段保护,其动作条件由电压测量元件与晶闸管模块配合完成3。以某地铁线路轨电位装置为例:当轨电位电压大于90V 时,短路 3 次后永久短路;大于等于 150V 时,永久短路;大于等于 600V 时,晶闸管与接触器配合永久短路4。理论上由于回流轨对地是绝缘的,因此负回流不会进入大地。实际运行中因种种原因,回流轨对地绝缘会出现问题,从而导致
6、部分负回流经由大地流回牵引变电所,该部分负回流被称为杂散电流。杂散电流会对对土建结构、管线等产生电腐蚀。同时会抬高钢轨的电位,即轨电位升高。由于钢轨与车轮、车体相连接,因此轨电位与乘客人身安全密切相关。在供电系统运维过程中,负回流也引发了一些问题,例如车辆段中负极对地接挂地线时打火、钢轨电位限制装置频繁动作和轨电位过高误触发框架保护等4。目前,由负回流造成的杂散电流、轨电位问题是城市轨道交通牵引供电系统研究的焦点之一。1.2 轨电位对杂散电流的影响在列车正常运行时无杂散电流情况下,轨电位的理论上只与回流轨的电阻和回流电流相关,是一条直线。以广州地铁三号线为例,其五山站到天客站的轨电位理论分布如
7、图 2 所示。随着运营年限增加及外界环境的影响等,钢轨对地无法保证完全良好的绝缘,进而产生杂散电流。杂散电流的存在会导致轨电位的分布出现零点偏移,相应地轨电位的数值也会超出原设计值。当某一位置发生绝缘损坏时,该位置的轨地电位为零,但由于其余各处仍可近似看作均匀介质,因此轨电位的分布曲线仍为一条直线5。目前杂散电流及轨电位是城市轨道交通供电系统的研究焦点之一,常见的方法包括采用集中参数和分布参数的方法分析杂散电流和轨电位分布、利用等效电路计算杂散电流和轨电位的分布情况。在实际应用中,上述2种方法均存在一定的误差。主要原因是无法获得各处轨电位的数值,需要靠回流轨和电缆的参数进行推算。在实际运行中,
8、由于两站之间钢轨和电缆等距离较长,一般为 2km4km,回流轨和电缆的参数造成误差被大幅放大,导致实际值与理论值相差较大。例如钢轨电阻率与理论不符、线路上存在道岔和鱼尾板等造成回路电阻与理想钢轨不同、列车情况不同造成负荷电流的情况不同以及隧道内上下行均流线的影响等,这将导致实际的轨电位情况与理论计算有较大差异6,进而导致杂散电流较高的分析误差,给解决轨电位和杂散电流问题带来较大的困扰。如果能够获得整个回流轨不同区间的轨电位,即可利用各个区间的回流轨参数计算出杂散电流的分布情况。1.3 杂散电流的相关计算杂散电流是由钢轨对地绝缘存在泄漏点造成的。绝缘泄漏点可以发生在上下行钢轨的任何位置,杂散电流
9、可能会从任意位置流入大地。对杂散电流的分布进行监测和计算,将有助于改善地铁线网中杂散电流的治理。可以将钢轨划分为若干区间,如图 3 所示,将某段钢轨划分为 S1S4共 4 个区间。每个区间对应的轨电位、负回流和电阻分别为 Un、In和 Rn。假设 S2和 S3区间发生绝缘问题,部分负回流经大地流走,形成杂散电流 Ig。1.3.1 钢轨电阻的计算各区间电阻 R1、R2、R3、R4可以利用回流轨的参数与区间长度计算获得。在已知钢轨的电阻率、截面积等参数前提下,通过电阻计算公式可计算出钢轨电阻,如公式(3)所示。RLSriri?(3)式中:是电阻率,TB/T 2344201243kg/m75kg/m
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 城市轨道 交通 供电系统 回流 分析 监测
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。