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本文作者:張道俊作者單位:鄭州鐵路局鄭州供電段
原因分析
(1)測試期間,鄭州客運站開閉所供電可靠,基礎(chǔ)電壓質(zhì)量完全滿足《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》的要求。
(2)從錄波數(shù)據(jù)上看,交直交電力機車四象限脈沖變流器脈沖頻率的數(shù)量、分布較為固定,脈沖寬度逐個可調(diào)。在大型樞紐,當多臺機車整備、啟動運行時,牽引供電系統(tǒng)感抗Lx存儲的能量相對于單臺機車運行成倍放大(圖2),4臺機車放大4倍,如圖2所示。由于四象限脈沖變流器脈沖寬度調(diào)整策略未充分考慮系統(tǒng)阻抗的影響,引起變流器直流中間電壓波動加大,最終造成網(wǎng)壓低頻振蕩。
(3)整備、啟動運行的機車越多直流中間電壓波動越大,當機車數(shù)量超過臨界值后,直流中間電壓峰值將超過軟保護電路限度值,之后波動受到抑制,但隨后再次波動,最終形成連續(xù)的低頻振蕩;當機車數(shù)量超過臨界值較多后,直流中間電壓峰值將超過脈沖封鎖保護電路限度值,之后波動停止,但脈沖封鎖保護會延時開啟,最終形成斷續(xù)的低頻振蕩,網(wǎng)壓低頻振蕩屬于同型機車策略引起的強制振蕩。若降低牽引供電系統(tǒng)阻抗,機車諧振的臨界值可增大,但由于牽引供電系統(tǒng)阻抗相對固定,改善的余地有限。
(4)網(wǎng)壓低頻振蕩主要因脈沖寬度調(diào)整策略不完善造成,低頻振蕩頻率主要由振蕩強度及四象限脈沖變流器保護策略決定。若振蕩時間過長,會造成四象限脈沖變流器牽引封鎖。接觸網(wǎng)電壓波動幅度超過31kV時,會引起過壓保護動作跳閘。
解決對策
1近期措施
(1)在鄭州客運站上行、客運站下行、機務(wù)段、客整所,交直交和諧號電力機車和動車組同時整備、啟動運行的數(shù)量不超過4組。當發(fā)生網(wǎng)壓波動時,建議斷開幾臺交直交機車主斷路器,輪流發(fā)車運行。
(2)CRH5型動車組分散調(diào)配使用。
2遠期措施
(1)改變四象限脈沖變流器脈沖寬度調(diào)整策略,引入直流中間電壓前若干時刻內(nèi)的振幅變化趨勢或等效牽引供電系統(tǒng)阻抗等參數(shù),穩(wěn)定直流中間電壓。
(2)改變同型交直交電力機車四象限脈沖變流器脈沖寬度調(diào)整等參數(shù),引入隨機變量,實現(xiàn)模糊控制。
結(jié)論
根據(jù)測量捕捉到的一次網(wǎng)壓振蕩波形,并結(jié)合大秦線山西大同湖東機務(wù)段網(wǎng)壓振蕩案例進行定性分析,得出如下結(jié)論。
(1)電壓波動由多臺交直交電力機車整備、啟動運行引起,網(wǎng)壓低頻振蕩主要由脈沖寬度調(diào)整策略不完善造成。
(2)電壓波動與牽引供電系統(tǒng)參數(shù)不直接相關(guān),通過增加牽引變電所主變?nèi)萘俊p小牽引網(wǎng)阻抗、投撤電容補償裝置等手段改變系統(tǒng)參數(shù),對改善電壓波動問題收效甚微。