牵引系统改造（精选9篇）
牵引系统改造 篇1
一、前言
自从改革开放以来, 我国大力发展基础道路桥梁的建设, 铁路建设是我国基础建设的重中之重。这些年, 我国的铁路建设正处于全面高速发展的阶段, 我国铁路建设的总长度数在国家政策和工程项目实施过程中逐年增加。
二、牵引供电远动系统的三种改造方式
牵引供电远动系统通常情况下由设置在铁路局调度所的主站和设置在牵引变电所和开闭所等地的被控站以及用于数据传输的通道等三部分组成。牵引供电远动系统的改造方式有以下三种:
(一) 牵引供电远动系统的第一种改造方式中即是通过增加那些已经运营了多年, 但却没有设置牵引供电的铁路线路的远动系统来进行的。 (二) 牵引供电远动系统的第二种改造方式就是对那些已经设置了牵引供电的远动系统的铁路线进行牵引变电的改造, 通过对变电所部分或整体的陈旧设备进行更换以实现被控站的改造。 (三) 第三种牵引供电远动系统的改造方式是从调控管理上进行的, 即通过对多条铁路线的调度所进行集中改造, 以实现牵引供电远动系统的改造。
三、远动系统改造调试技术在运营铁路牵引供电中的应用
在铁路线路的运营过程中, 为了保证工作人员的生命安全, 牵引供电远动系统改造调试的工作则需要在一个不会停电, 或者说非常少断电的情况下进行。所以, 我们在进行运动系统的改造调试工作之前就必需做好充分的准备工作, 同时还有对那些参与施工的工作人员进行详细的组织和安排。更重要的是要分析选用最好最准确合理的调试速度和方法, 这也是为了确保工作的顺利进行和工作人员的安全。
(一) 牵引供电远动系统的四种功能
牵引供电远动系统肩负着控制和监测两大功能, 具体来说就是遥控功能、遥调功能、遥信功能和遥测功能这四大功能。
1. 调度发出的遥控功能。
调度所发出遥控功能的操作命令, 然后由RTU这个装置确认供电设备的工作状态正常与否, 在装置确认完毕后就是对信息进行反馈和采取相应的处理, 接着就是让调度的工作人员对调度所发出的命令执行情况进行确认操作和一定的控制, 这样就实现了一个对设备的分合闸和状态的复归等操作的流程。2.调度发出的遥调功能。遥调功能同遥控功能一样由调度所发出, 调度功能主要是对被控站的设备参数和被控站的工作状态进行直接调整。3.向调度传送信号的遥信功能。遥信功能以遥信全召和主动遥信两种方式, 可以将被控站设备的状态信号向调度所传送。遥信全召是通过调度所的工作人员自信发送遥信全召命令, 或者通过系统定时发送遥信全召命令。而主动遥信则是通过被控站状态信号的变位来进行变位方式的定时, 主动上传。4.向调度传送参数的遥测功能。遥测功能与前三种差别较大, 遥测功能可以直接将被控站设备的电流, 电压以及功率等相关参数直接向电度所进行传送。
(二) 不同调试技术在不同改造方式中的应用
1.调试技术在第一种改造方式下的应用。遥控调试技术在运营改造的铁路中, 调试安全要求较高, 技术难度实施大, 因此在调试实施过程中必须十分注意安全。而在新建铁路线的调试问题上, 遥控调试技术不仅速度非常快而且很简单, 更不用考虑线路运营限制等问题。遥信调试技术以开关设备位置遥信和设备的保护遥信两种方式存在。即短接开关设备端子和不启动高压设备的保护。遥测调试技术可以対有疑问的遥测数值进行检查修改。在调试完成之后一定要立刻恢复端子的位置。2.调试技术在第二种改造方式下的应用。由于在调度所数据库之前就已经进行了调试, 所以这种运动系统的改造调试方式非常简单。在遥控调试确认没有异常情况之后, 就是对遥信和遥测进行核对, 检查是否有异常情况出现, 如果没有, 那么就可以拆除原先陈旧的设备, 正式运行新的设备。3.调试技术在第三种改造方式下的应用。遥控调试技术就是将辅助通道和新调度所进行相连的无缝调试, 调试完成之后需要将这条通道恢复原来的样子。由于其调试方法和第一种改造方式基本相同, 所以具体操作可以参考前面第一种改造方式。遥信调试技术的调试方法与第一种改造方式一样。由于其是在通道端子并联的状态下进行的, 所以遥信调试的时候是不需要进行通道间的切换的。
结语
通过对运营电气化铁路牵引供电中远动系统改造调试技术的分析, 我们可以得知在不同的改造方式上面需要应用不同的远动系统的调试技术, 这样不但可以安全快速的进行调试工作, 而且还可以保证铁路系统的正常运营。由于在运营电气化铁路牵引供电中对远动系统改造调试技术的运用, 会对铁路运行的安全和试速度产生一定的影响, 所以在不同的改造调试方式之间, 我们就需要根据实际情况采用与之相对应的改造调试方法和步骤, 对于这一点一定要严格要求且不可随意改动, 否则后果不堪设想。
参考文献
[1]翟福杰.浅谈运营电气化铁路牵引供电远动系统改造调试技术[J].科技风, 2012, 18:104-105.
[2]苏迪.铁路牵引供电远动系统维护子系统的设计与实现[D].东北大学, 2009.
[3]钱平慎.电气化铁路牵引供电系统事故恢复技术[D].大连交通大学, 2006.
[4]吴传平.电气化铁路供电系统电能质量综合补偿技术研究[D].湖南大学, 2012.
[5]宫衍圣.牵引供电系统优化设计技术的应用研究[D].西南交通大学, 2002.
牵引系统改造 篇2
广州港南沙港务有限公司（以下简称南沙港务）现有70台美国进口Capacity牵引车。由于操作频繁，加之使用时间已经超过8年，南沙港务现有的Capacity牵引车的手刹阀密封件、操作手柄出现不同程度的老化和损坏现象，而市场上没有相应的零部件供应，只能更换手刹阀总成，这就导致以下问题：（1）原装进口手刹阀价格昂贵，单价为元/个，按照每台牵引车更换1个手刹阀计算，总费用高达21.9万元；（2）进口手刹阀的供货周期较长，约为3个月，长时间的等件严重影响设备出勤。
2 改造方案
（1）分析调研 对南沙港务现有的某国产品牌半挂车手刹阀的使用效果进行调研，并将其与Capacity牵引车手刹阀进行比较，结果如下：前者在半挂车上的使用效果良好，近3年内未出现漏气等故障；两者的操作方法相同，即下压操作手柄为打开气路，上拉操作手柄为关闭气路；两者安装位置的偏差较小；两者的气路管道均采用M10气管，只是气管接头的螺牙不同。据此，在国产半挂车手刹阀的基础上对Capacity牵引车手刹阀进行改造。
（2）改造手刹阀 首先，拆除Capacity牵引车上的原装手刹阀，注意拆卸气管前先检查气管内是否有气压，如有，应先放气再拆卸；然后，测量改造后的手刹阀安装螺栓的尺寸，用记号笔标注螺栓安装位置，并用手电钻钻孔，用M5丝锥扳手攻丝；最后，安装改造后的手刹阀和气管（见图1～3）。
（3）测试运行 启动发动机后，通过空气压缩机充气，当气压达到80 kPa时打开手刹阀，以测试制动功能，并在牵引车空载和重载的情况下，分别打开或关闭主车和半挂车的手刹阀，使刹车分泵制动装置反复释放和刹紧。经反复测试，改造后的手刹阀运行正常。
3 改造效果
按照上述改造方案，南沙港务先对1台Capacity牵引车的手刹阀实施国产化改造并试用3个多月。改造后的手刹阀未出现密封件漏气、操作手柄损坏等故障。此外，据牵引车司机反映，改造后的手刹阀操作方便、快捷，且制动性能较好。目前，南沙港务已对现有的70台Capacity牵引车的手刹阀完成国产化改造，每台牵引车的改造费用仅200元，70台牵引车共节省维修费用20.5万元。此项改造不仅达到降低设备故障率、减少维修费用、节约人力成本、缩短停机时间、确保设备出勤率的效果，而且为进口零部件的国产化提供了新思路，具有较好的推广价值。
（编辑：张敏 收稿日期：2016-03-07）
牵引车主机选型节能改造 篇3
YJB-323B变速箱中变矩器的有效直径D为323mm, 同YQX5变速箱的变矩器有效直径相同, 故而其性能也基本一致。YJB-323B液力变速箱输入和输出轴在水平方向上无偏心, 同原驱动桥相配时, 需向左 (从前向后看) 移动一定尺寸, 以保证传动轴在水平面上传动角最小。受车架宽度尺寸的限制, 变速箱最多向左移动30mm, 而此时发动机也必须相应向左移动30mm, 结果造成主机的机油滤清器可能与左前板簧铰点相碰, 需改换铰座结构。此外YJB-323B液力变速箱微动阀和变速阀的阀杆是上下垂直运动, 而YQX5液力变速箱则是前后水平运动。前者两种阀的操纵系统在布置上困难较大, 主要问题是布置空间不足, 综合以上问题, 最终决定采用YJB-323B液力变速箱。
针对6102G型和6102BG型发动机, 我们分别进行了与YQX5液力变速箱的匹配计算。首先检验液力变矩器有效直径D选择的是否合适。
由柴油机全负荷速度特性曲线的变矩器的原始特征曲线 (图一) , 可得:
(1) 6102G型:DG=283mm
(2) 6102BG型:DBG=302mm
在同类型变矩器中, 有效直径D=323mm的变矩器最接近计算值, 而且6102BG略优。为进一步考核发动机与变矩器匹配的动力性和经济性, 需分别确定两种发动机和液力变矩器的匹配工况。绘制变矩器和柴油机共同工作的输入特性曲线
从变矩器的原始特性曲线 (图一) 上选取一系列转速比i, 查出相应的泵轮力矩系数λB。这样便可以得出变矩器的输入特性, 把它按相同的比例分别画到6102G型和6102BG型, 柴油机全负荷速度特性曲线上, 即得到YBQ323B型液力变矩器和两种柴油机共同工作的输入特性曲线 (图二, 图三) 。由此分析可知:
(1) 起步 (制动) 工况:两种匹配情况, 柴油机起动均很容易, 车辆起步性好。而且6102BG型柴油机比6102G型柴油机的起步性略优。参见表一
(2) 最大功率工况:最高效率η*=0.87时, 转速比i*=0.75, 此时6102G型柴油机的功率, NB1=70 kw, 6102BG型柴油机的功率N=78 kw, 均接近最大功率e2N=81kw, 允许取低效率η=0.75时, 转速比i=0.40和min 1i=0.975的两条附载线包括了最大功率范围.相对而2言, 6102BG柴油机的效率较高, 经济性较好。
(3) 耗油率:由输入特性曲线可知, 在ηmin=0.75工作范围内, 6102G的耗油率为230 (g/kw·h) , 6102BG的耗油率为236 (g/kw·h) , 后者略高。
由以上分析, 我们认为两种机型的匹配效果良好, 差别不大。
绘制液力变矩器和柴油机共同工作的输出特性曲线和牵引性曲线。
根据共同工作输入特性曲线上的共同工作点, 求得对应一定转速比i的系列M B和n B, 再由原始特性曲线查出对应于每一个转速比i的变矩系数K和效率η, 接方程n r=i·n B, -Mr=KM B, 求得-M r=f (n r) 和η=ψ (n r) , 这样便得到共同工作的有关参数, 由此绘出输出特性曲线, 见图四、图五。
根据柴油机和变矩器共同工作特性以及最后确定的固定传动比, 变速器各档传动比, 用下列公式计算牵引力Pt和速度v, 确定车辆牵引特性曲线, 见图六、图七。
主机的更换, 理论上完全可行。在实际布置上需做一定的技术改进, 下面是需要改动的主部位及结构。
(1) 柴油机调速器位于机体右侧 (从后向看) , 油门传动需重新设计、布置;
(2) 水泵出水口位于机体中间, 水箱及弯头需重新定做;
(3) 起动机在右侧, 布线需改为左侧;
(4) 主机进气口在右侧, 排气口在左侧, 需重新布置进、排气附属装置 (仪表架上的开口位置需改在左侧) ;
(5) 气泵在机体左侧, 气路部分位置需改动;
(6) 蓄电池位置需变动, 以方便手动输油泵的操作;
(7) 油管及邮箱需变动, 以方便手动输油泵的操作;
(8) 发动机需和车架线一定角度放置, 使油底壳和前桥保持一定距离;
(9) 发动机气泵最高点同机罩相干涉, 需在机罩上开天窗。
此外还有许多需调整的结构, 这里就不一一叙述了。
摘要：天津港机电设备安装工程有限公司生产的YQ45牵引车是最早开发的老产品, 其主机选择的是洛阳第一拖拉机厂发动机二分厂的LR6105g53型柴油机。与主机相匹配的是长沙中南传动机械厂生产的YQX5液力传动变速箱。根据用户反映, 这种柴油机的噪声比同类型柴油机要大得多, 影响司机的操作环境和驾驶的舒适性。另外, 发动机备件需单独配置, 占用了部分资金, 如能改用朝阳柴油机厂的6102发动机, 不仅降低了发动机所产生的噪声, 而且发动机配件与大连叉车厂生产的叉车通用, 降低了库存, 节约了资金。
关键词：牵引车,传动变速箱,节能改造
参考文献
牵引系统改造 篇4
关键词：远动系统 调度指挥 系统组网 信息安全
中图分类号：U224 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（b）-0011-02
目前已开通的调度所级牵引供电远动系统采用“深度集成+系统互联”的体系架构，在供电专业内部深度集成了供电监控与数据采集系统（PSCADA）及供电维修管理信息系统（PMMIS），完成与牵引供电和电力配电专业相关的电力调度和固定设备的维修任务。在专业外部进行广泛的互联互通（运营调度系统、综合视频监控系统、综合维修管理信息系统以及既有线电调系统实现双向的互连互通；与火灾报警系统（FAS）、时钟系统、国家电网调度系统实现单向的互连互通）。
沈阳铁路局目前路网规模已经形成，但是2030年前将有6000公里路网进行电气化改造。随着铁路电气化率逐步提高，牵引供电及电力调度系统重要性也相应提升，因此急需加快沈阳局牵引供电远动系统的建设脚步以满足将来的调度指挥。
1 既有高普速远动系统分析
目前沈阳局调度所高速铁路PSCADA系统利用哈大客专建设由交大光芒公司提供的GM6000系统为系统框架，目前已经初步具备了高速PSCADA系统的模式，需要在后期项目建设中进一步补充完善系统设备，加强与运调、通信、CTC等系统的接口管理，并通过新建调度所的功能实现对总公司调度系统的信息上传，并与相邻路局互联互通，实现对局界处被控站的管控。
既有普速系统为2005年改造哈大线调度系统作为基础架构建设完成，系统设备为北京南凯提供的NK6000系统。
2 路局牵引供电远动系统组织结构及功能
系统应与铁路总公司调度指挥中心衔接，将数据信息上传备份。部部中心-局调度中心-被控站三级调度组织管理关系，见图1。
根据运营经验及调度管理相关规定，路局级调度所牵引供电系统应具备以下功能，用来满足运营部门日常管理调度功能及事故抢修要求。
系统还应该具有良好的扩展功能，以实现铁路大规模建设对调度系统扩容的需求。
3 调度所建设架构
牵引供电远动系统采用分层、分布式的结构，系统分为调度管理层、通信传输网络层和现场设备层。调度管理层设在调度所内。网络通信层包括连接部调度中心与调度所之间、调度所与现场设备层之间、调度所与供电段之间的通信传输承载网络。现场设备层包括设置在沿线的变配电所综合自动化系统、RTU等。见图2。
系统结构采用客户机/服务器模式。主网设备采用三层交换机，网络协议采用TCP/IP协议，局域网速率为100/1000Mbps。网络采用双网冗余配置，并行工作方式。在正常运行时，网络采用网络负荷均衡技术，实现双网同时工作并合理分担负荷量。
3.1 数据处理网
远动系统数据处理网络设置数据库服务器组、应用及通信服务器组、接口服务器组。数据库服务器组中包括历史数据服务器、配置服务器、备份服务器。接口服务器组包括接口服务器、WEB服务器。
3.2 存储系统
采用SAN存储局域网结构，共配置2台冗余备用的SAN全光纤交换机，1台光纤磁盘阵列，1台光纤磁带库，为牵引供电远动系统中历史数据及静态数据的本地存储及备份提供服务。
3.3 数据采集网络
由前置通信服务器组和数据采集交换机组成，将现场信息数据录入分析后传输至数据处理网。
3.4 复示系统
由数据处理网上的复示服务器出口引出，经由两路专用复示通道将计划管理、现场数据、视频信息等内容传至供电段的复示终端，来指挥检修人员进行日常维修任务及事故抢险。
综上所述，并结合铁路总公司颁布的相关信息化安全要求文件，在系统内部接口、系统与其它系統（运调、CTC、国网电调等）之间应该设置信息网络安全边界等保障措施，建立一套成熟、安全、可靠并具有高扩展性的远动系统。
4 结论
该文在分析路局既有系统基础上，借鉴已开通调度所远动系统架构的建设方案，针对沈阳铁路局既有牵引供电调度特点，提出了新系统的建设思路，有利于加强沈阳铁路局管内牵引供电设施日常维护管理。
参考文献
[1]张明光.电力系统远动及调度自动化[M].北京：中国电力出版社，2010.
[2]吴文传，张伯明，孙宏斌.电力系统调度自动化[M].北京：清华大学出版社，2011.
牵引系统改造 篇5
我国电气化铁道，电力牵引负荷，对电力系统的影响，主要反映在功率因数、负序及高次谐波。目前对高次谐波的影响及采取的措施正在研究中，对负序的影响各牵引变电所采用轮换接线以及随着系统容量的增大而减小，对功率因数的影响，虽然各牵引变电所加装了并联电容补偿装置，但由于使用的并联电容补偿装置均为一常量的电容和电感组成，发出的一常量无功。但这种装置满足不了变化剧烈的牵引负荷无功量大小的要求，在无牵引负荷时形成过补偿，又由于电力部门实行反转正计，使得牵引变电所功率因数反而降低，电力部门对铁路罚款增多。
2 变电所基本情况
该牵引变电所位于神朔线。两台主变一主一备运行，容量2×40MVA，接线形式为YN、d11。变电所双路110k V进线，计量在110k V侧，采用“反送正计”法计量无功。变电所现有补偿方式为并联三次偏调固定补偿，A、B相电容容量各为3000kvar，串联电抗容量各为360k VA。在现有补偿装置全部投入情况下，平均功率因数为0.68～0.85。
3 变电所基波功率状况测试与统计
利用电能质量测试仪器，对变电所110k V侧和27.5k V侧电气数据进行了测试，主要数据如下：
3.1有功功率与无功功率的统计值
3.2三相有功概率和无功概率统计
3.3变电所记录数据 (A、B相固定电容投入)
查阅变电所值班记录, 整理全月运行数据如下:
1) 功率因数变化情况:
2) 有功、无功变化情况:
4 测试数据分析
1)从全月变电所功率因数记录数据看出，其力率变化在0.68～0.85之间，所以计算补偿容量时取既有平均力率为0.75。
2)从有功、无功概率分布表可以看出，改变电所无功欠补偿和过补偿的情况同时存在，其中过补偿情况比较严重。-3913～-13567kvar之间无功反送概率达到了84%以上，从此数据可以看出固定补偿的弊端，补偿量不能随负荷的变化而变化，造成无功反送，影响力率的提高。为改善过、欠补情况，必须再增加动态可调的滤波电容器组、吸流电抗器组。
3) A、B相负荷有功功率与无功功率的统计值可以看出A相负荷较重，平均有功功率达到2242.79k W, B相负荷较轻，平均有功功率为1250.21kW。
4)补偿容量计算：欠补偿容量计算：有功功率从编号1到编号6概率累计为98.533%，取编号6的有功功率中间值PL为27724k W，按照功率因数从0.75提高到0.95以上，以下式计算：
可得：Qx=15337kvar
在保留现有固定无功补偿电容器(6000kvar)的前提下，无功补偿计算容量确定为15337kvar，取整为16000kvar，折算为实际安装容量是20666kvar，取整为21000kvar，考虑到引前相 (A相) 负荷较重，安装14000kvar，在滞后相(B相)，由于负荷较轻，安装7000kvar。
过补偿容量(吸流电抗容量)计算：变电固定安装电容量为6000kvar，牵引变压器等效感性容量QXL1=Ue2/XL1=100Se1/Ud1%=400kVA，降压变压器的等效感性容量为QXL2=Ue2/XL2=100Se2/Ud2%=364kVA故选吸流电抗容量为QX=6000-QXL1-QXL2=5236k VA。取整为5300kVA，考虑到引前相 (A相) 平均无功功率为-1126.04kvar，滞后相(B相)平均无功功率为-1529.80kvar，可以看出A相无功反送量较小，B相较大，所以在A相安装2200kVA, B相安装3100kVA。
5 结束语
无功补偿技术的发展，为电气化铁道牵引供电系统存在的技术问题进行综合治理提供了有效的技术手段，功率因数提高，降低了生产成本，减少了电压波动，增大了变压器和电气线路承载率。设置合理的无功补偿方式，必将取得良好的社会和经济效益。
参考文献
[1]孙国凯.电力系统的无功优化和无功补偿[J].电气时代, 2000 (6) .
牵引系统改造 篇6
1 方案介绍
1.1 供电方案的前期准备工作
(1) 设备材料进场运输通道;设备通道要能满足进场条件。
(2) 既有设备与新增设备接口, 是否预留了电缆孔和设备安装孔。
(3) 电缆夹层及电缆走向:根据现场实际情况结合运营单位要求合理安排电缆走向。
(4) 进场作业所要做的防护工作:既有设备防护及工作区和带电区的隔离, 确保人员和设备安全。
1.2 技术方案一
(1) 方案实施。
改造边山变电所新增4回馈线均在该所内2×27.5 k V的T1F1段母线, 该段母线为京广高铁武汉方向供电的上、下行馈线 (211、212) , 长沙南站线上、下行馈线 (215、2 1 6) , 长沙动车运用所开闭所进线电源 (217) 供电。
因原所2×27.5 k V配电装置采用的西门子GIS开关柜, 设备气室贯通, 新增馈线施工时需要将该段母线上负荷全部解除运行, 该段时间内可采用越区供电方式进行改造施工。
如图1所示:边山211、212供电臂 (边山至大尾冲上下行) 由塝上变电所213、214供电臂经大尾冲分区所越区供电。
B变电所为边山变电所;A变电所为塝上变电所;C变电所为经塘变电所;A分区所为大尾冲分区所, B分区所为昭山分区所
边山211、212供电臂越区供电成功后, 通过长沙南站3009 (或3004) 隔离开关向长沙动车所292进线供电。
为了不影响长沙动车所供电, 通过边上变电所昭山上行馈线开关给长沙动车所供电。
(2) 方案优缺点。
优点:实施简单, 通过分合相应开关即可实现越区供电, 同时施工安全风险小。
缺点:越区供电期间, 经检算塝上牵引变电所只能够保证塝上至大尾冲至边山供电区段 (51.92km) 按以下方式运行:上、下行各两列车C R H 3 8 0 A L或C R H 3 8 0 B L同时运行;上、下行各一列车C R H 3 8 0 A L或C R H 3 8 0 B L和上、下行各两列车C R H 3 8 0 A或C R H 2 C或C R H 3 C同时运行;上、下行各四列车C R H 3 8 0 A或C R H 2 C或C R H 3 C同时运行, 因此对运输的影响特别大。
1.2 技术方案二
(1) 方案实施。
维持原所主接线不变, 增设一段2×27.5k V母线 (T1’F1’) , 设211、212AT馈线, 217直供馈线。增设的T1’F1’段母线通过电缆T接至牵引变压器的1号、2号牵引变压器低压侧。
新增配电装置的保护采用综合自动化系统, 纳入原所后台控制 (图1) 。
T1F1段2×27.5k V母线在改造期间, T1’F1’段母线投入运行, 从而保证京广高铁正常运营。
(2) 方案优缺点。
优点:新增的T1’F1’段2×27.5 k V母线替换既有的T1F1段2×27.5 k V母线运行, 保证了京广高铁的正常运输秩序, 对运输无影响。
缺点:过渡施工难度较大, 安全风险较高。
2 方案选择
由于京广高铁长沙至武汉段行车密度大, 如采用技术方案一, 经行车部门测算需扣车一半, 对运输的干扰特别大;而采用技术方案二, 虽然施工难度较大、安全风险较高, 但只要施工时采取的措施得当完全可以避免, 同时对运输无影响, 可大大提高经济效益和社会效益, 在实际施工中我们选择该案施工方案。
3 本次改造的重点及难点
(1) 应急预案的制定:为了确保本次改造万无一失, 我们需制定相应应急预案, 应急预案要安全可行。这次改造我们制定了两套预案: (1) 在过渡实施过程中, 若施工出现问题, 立即恢复既有供电方式, 确保供电正常; (2) 在过渡完成后若出现问题, 我们利用边山变电所213供电臂给211供电臂供电, 利用边山变电所214供电臂给212供电臂供电。
(2) 综合自动化改造:由于变电所综合自动化改造较为复杂, 为保证运营安全和施工二不误, 新增一面过渡保护屏, 新增综自保护要与既有保护可靠对接, 确保保护运行可靠。
4 过渡施工方案关键施工注意事项
(1) 过渡二次保护与既有保护间的配合与核对。新增配电装置的保护纳入了原所后台进行控制, 新旧保护间的定值校验、接线及调试要严格按产品说明书进行, 确保保护接线及整定无误。
(2) 对T1’、F1’电缆进行施工时, 要认真做好标识, 防止将T1’、F1’电缆反接;馈线侧供电电缆倒接施工时, 对既有的T、F电缆进出的方向及线别进行认真的核对, 防止T1’、F1’电缆错接。
(3) 过渡高低压电缆敷设时, 要充分利用既有电缆沟, 否则应做防护措施, 避免电缆受到损伤;高压电缆头的制做应由专门技术人员完成, 保证施工质量。
(4) 各设备应良好接地。每个电气设备的工作接地和设备接地应单独安装接地线与接地网或接地干线可靠连接, 严禁将几个部件串联接地。
5 结论
边山牵引变电所设备改造已于2014年1月9日顺利完成施工。经试运行, 各项性能指标能达到设计和验收标准要求, 设备运行良好。本方案可为将来高速铁路类似特点的改造施工提供参考, 值得推广应用。
摘要：根据铁路运输要求及高速铁路施工特点, 本文以新建沪昆高铁既有边山牵引变电所设备改造为例, 通过对多种施工技术方案进行利弊对比分析, 来确定最终技术方案。同时介绍了本项施工的技术难点及关键施工注意事项。
关键词：高速铁路,变电所,设备改造,施工技术
参考文献
[1]铁建设[2010]241号.高速铁路电力牵引供电工程施工技术指南[S], 北京:中国铁道出版社.
牵引系统改造 篇7
关键词：直流,交流,牵引系统
1 概述
目前, 广州地铁线网的发展速度进入快车道, 为满足不同需求而开通的线路也日益增多, 现有的线路包括广佛线、一号～五号线, 三号线北延段、八号线、APM线等等, 其中APM线的线路最短, 仅有3.96公里。APM线功能需求定位为广州中轴线旅游观光线路, 途经广州塔、海心沙、大剧院、花城广场、中信广场等标志性景点。其最为特殊的是列车供电采用AC600V的交流牵引供电系统, 这是广州地铁历史上第一条采用交流牵引供电的线路。在国内的其他地铁城市中, 交流牵引供电系统的出现也仅限于北京机场内采用的无人驾驶列车线路, 一般地铁列车供电均采用直流牵引供电系统。本文将针对广州地铁采用的两种牵引供电方式进行分析比较, 明确两者对于地铁列车供电存在的意义。
2 直流牵引供电系统
2.1 直流牵引供电系统组成
直流牵引供电系统在中国地铁行业应用比较普遍, 一般直流电压等级为DC1500V, 有个别城市如北京地铁线路采用DC750V。直流牵引供电是一项比较成熟的技术, 其系统组成主要包括以下几个部分:中压馈线开关、牵引变压器、整流柜、直流进线开关、直流馈线开关和牵引网组成。牵引网主要由直流馈线开关馈出电缆、上网刀闸、接触网/接触轨、牵引轨、均流电缆、回流电缆、负极柜等组成。牵引变压器和整流装置整体称为整流机组, 整流机组将中压交流 (一般为33KV或35KV) 通过降压整流变成直流1500V电源, 通过直流进线开关供给直流母排, 再从母排通过馈线开关和上网刀闸将直流电送至接触网/接触轨供列车使用。列车通过受电弓或集电靴取电, 电流经牵引电机流出后通过轮对接到牵引轨上, 经回流电缆引至回流箱, 然后通过电缆接到负母线, 再经负极柜流回到整流柜的负极, 完成回流。
广州地铁典型直流牵引供电系统的主接线图如图1所示:
2.2 直流系统保护设置
在直流系统中, 保护的设置对于系统的安全运行有着重要的意义。直流牵引系统保护一般包括以下几个方面:
1) 整流机组保护:牵引变压器电流速断保护、过电流保护、零序电流保护、过负荷保护、温度保护、整流器二极管保护、整流器交、直流侧过电压保护。2) 直流进线开关:大电流脱扣保护 (断路器本体保护) 、逆流保护。3) 直流馈线开关:大电流脱扣保护 (断路器本体保护) 、电流速断、定时限过电流、di/dt+△I保护、接触网热过负荷保护、双边联跳保护。
2.3 直流牵引系统的优缺点
采用牵引直流系统的优点在于可以稳定提供列车牵引电源, 受电压波动影响小, 对于高密度列车运作提供比较有力的动力保障, 此外直流系统在远距离供电方面电压降比较小, 可以适当增加相邻牵引所的距离, 减少初始投资。不足之处在于直流系统的设备投资比较大, 对设备安装的空间和维护要求要高一些, 保护设置比较复杂。
3 交流牵引供电系统
3.1 交流牵引供电系统组成
以APM线为例, 交流牵引供电系统采用的电压制式为AC600V, 系统主要由10KV馈线开关、牵引变压器、中性点电阻柜、交流进线开关, 母联开关、交流馈线开关、无功补偿装置、轨旁开关、接触轨等组成。其中无功补偿装置根据功率因素预定值采用自动投切的方式, APM接触轨有别于其他线路的接触轨, 其他线路接触轨只有一根轨组成, 但它是由五根轨组合组成, 三根为ABC交流三相牵引轨, 另外两根充当接地轨作用。
牵引变压器将AC10KV降压至600V, 通过交流进线开关输送至交流母排, 再经馈线开关、轨旁开关输送至接触轨, 列车通过集电靴从牵引轨上取电, 交流电机输出后通过接地轨接至接地系统, 形成回流。
3.2 交流系统保护设置
交流系统设备组成相对简单, 技术应用比较成熟, 保护设置主要考虑电量型保护, 主要设备的保护设置如下:
1) 牵引变压器保护:电流速断保护、过电流保护、零序电流保护、过负荷保护、温度保护 (铁芯及绕组温度保护) 。2) 交流进线开关:过电流保护、电流速断保护、逆向功率保护、低电压保护、接地故障保护、逻辑联锁保护、三相电流不平衡保护。3) 交流馈线开关:过电流保护、电流速断保护、零序电流保护、逻辑联锁保护。4) 交流母联开关:过电流保护、电流速断保护、备自投。5) 无功补偿装置:根据设定值进行自动投切。6) 中性点电阻:阻值为346欧姆, 设置过电流报警、过电压保护。
3.3 交流牵引系统的优缺点
交流牵引系统的优点主要体现在初始投资小, 对设备要求不高, 保护设置简单, 运行维护比较方便, 比较适合对牵引电源质量要求不高的线路使用, 此外中性点大电阻接地方式能保证出现单相接地的时候能在一定时间内 (APM设计为一小时) 继续维持供电系统运行, 保障运营列车的正常行驶。缺点也比较明显, 交流系统受电压波动影响较大, 远距离电压降比较明显, 为避免并网电磁合环影响, 整条线路的牵引电源要求均接自区域变电站的同一段母线。对列车运行的速度和密度也有一定的影响。
4 总结
通过对直流和交流系统的组成及保护设置的分析比较, 我们能清晰地看出两者的优劣点, 可以根据实际的需求选择合适的牵引供电系统, 在效益投资方面取得一个比较好的平衡, 从目前发展的趋势而言, 由于地铁线路的开通主要以长线路, 多站点的特点为主, 因此从运营角度考虑, 为保证列车连续供电质量, 一般都以选择直流供电系统为主。另外, 一些针对特殊需求而设置开通的线路, 由于线路较短, 列车密度低, 对连续供电质量方面要求没那么严格, 如APM线, 从节约投资, 降低维护费用的角度考虑, 采用交流牵引系统比较合适。
参考文献
牵引供电系统防雷研究 篇8
关键词：防雷保护,直击雷,避雷针,安全措施
在一定的条件下, 雷电会对人类社会造成危害。在铁路牵引供电系统方面, 由于有较长地段的线路是露天架设, 在这种情况下, 遇到极端雷电天气时, 铁路牵引系统就容易受到雷击的危害。基于这种情况, 本文主要讨论铁路牵引供电系统中牵引变电所的防雷。
1 变电所防雷等级
变电所是电力系统运行的重要场所, 在我国建筑物的防雷标准方面, 一般划分为三类不同的类别。在采取防雷措施时, 要依据不同类别的建筑标注, 选用合适的防雷措施。
建筑物年预计累计次数计算公式:
式中:N———建筑物年预计累计次数 (次/a)
K———校正系数, 在一般情况下取1;因铁路牵引供电变电所属于位于旷野的孤立建筑物, 取2
Ng———建筑物所处地区雷击大地的年平均密度 (次/km2/a)
Ae———与建筑物截收相同雷击次数的等效面积 (km2)
式中:L、W、H———分别为建筑物的长、宽、高 (m)
由公式 (1) (2) 计算可知, 一座长宽各50m, 设备高度20m, 在中低雷区 (济南铁路局管内平均值为0.3左右) , 建筑物年预计累计次数约为0.15。按照G B 50057-2010 (建筑物防雷设计规范) 中3.0.4的规定, 一般的铁路牵引供电变电所的防雷应划为第二类防雷建筑物。
2 变电所防雷措施分析
变电所是电力系统分配、组织和传输的重要设施, 在实际运行过程中, 如果由于变电所遭受雷击, 则会给电力的正常输送带来很大的麻烦, 严重时会导致局部停电、断电, 影响居民的正常生活。从这个角度来看, 采取适当的防雷措施, 减小雷电对变电所造成破坏的几率, 显得非常必要。
2.1 变电所遭受雷击的来源
雷电对变电所造成的破坏, 主要是通过如下两种方式:第一, 雷电直接击中变电所的电力设备;第二, 以雷电波的形式对变电所内的系统造成破坏。从实际情况来看, 这两种情况是目前雷电对变电所造成破坏的主要途径。
2.2 变电所防雷措施
在应对直击雷措施方面, 比较有效的就是装设避雷针或者建设合适的避雷线。变电所对于直击雷的保护一般采取装设避雷针或采用沿变电所进线段一定距离内架设避雷线的方法解决。对于架空线路来说, 造成其损害的主要是由于雷电感应与直击雷合成的雷电波, 沿着线路直接进入变电所, 从而导致变电所的电气设备受到较大程度的破坏, 加速一些绝缘保护介质的老化。对于雷电波的有效预防措施, 根据实际的经验, 可以在变电所内部安装避雷器, 通过避雷器可以在很大程度上削减雷电波的幅度值, 从而实现降低损失的目的。在变电所实际运行过程中, 通过设计科学合理的避雷针, 可以在很大程度上降低电气设备、相关的线路系统以及建筑物受到的破坏性影响。其中, 最重要的还是, 保护电力系统工作人员的人身安全。在实际设计安装过程中, 对于35kv变电站来说, 应该根据实际情况, 安装一套独立的避雷针, 并满足不发生反击的要求。而对于110kv及以上的变电所, 由于此类电压等级配电装置的绝缘水平比较高, 可以将避雷针直接装设在配电装置的架构上, 因此雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备反击事故。
2.3 变电所对雷电侵入波的防护
变电站对侵入波防护的主要措施是在其进线上装设阀型避雷器或保护间隙。阀型避雷器的基本元件为火花间隙和非线性电阻, 目前, FS系列阀型避雷器为火花间隙和非线性电阻其主要用来保护小容量的配电装置SFZ系列阀型避雷器, 主要用来保护中等及大容量变电站的电气设备;FC Z1系列磁吹阀型避雷器, 主要用来保护变电所的高压电器设备。
2.4 变电站的进线防护
对变电站进线实施防雷保护, 其目的就是限制流经避雷器的雷电电流幅值和雷电波的陡度。当线路上出现过电压时, 将有行波沿着导线向变电站行进, 其幅值为线路绝缘的50%冲击闪络电压。线路的冲击耐压比变电所设备的冲击耐压要高很多。因此, 在靠近变电所的进线上加装避雷线是防雷的主要措施, 如果没有架设避雷线, 当靠近变电所的进线上遭受雷击时, 流经避雷器的雷电电流幅值可超过5KA, 且其陡度也会超过允许值, 势必会对电路造成破坏。
2.5 变压器的防护
变压器的基本保护措施是靠近变压器安装避雷器, 这样可以防止线路侵入的雷电波损坏绝缘。装设避雷器时, 要尽量靠近变压器, 尽量减少连线的长度, 以便减少雷电电流在连接线上的压降。同时, 避雷器的接线应该与变压器的金属外壳及低压侧中性点连接在一起, 这样, 当侵入波使避雷器动作时, 作用在高压侧主绝缘上的电压就只剩下避雷器的残压了 (不包括接地电阻上的电压压降) , 就减少了雷电对变压器破坏的机会。
3 变电所二次设备防雷保护
1) 对于一些大规模的集成电路, 其内部的电子元件性能很高, 不过这些电子电路、电子元件的抗干扰能力、防雷击能力比较脆弱。在牵引供电系统内部, 很多地方使用到了集成电路, 以及一些性能很高的电子元件, 在这种情况下, 就需要工作人员, 根据实际雷电的频度和破坏力度, 选择安装一些保护装置。一般来说, 在牵引供电系统内部, 可以使用自动化继电保护设备, 通过这种设备, 在出现雷电时, 可以起到有效的保护功能, 降低电力系统的风险系数。
2) 在变电所的外部, 一般的牵引供电系统有雷电保护系统, 但是, 如果遇见强度较大的雷电, 仅仅依靠外部防雷系统是远远不够的。对于电路系统内部一些微电子设备, 需要进行二次防护, 进一步有效降低雷电产生的破坏影响。从目前的实际情况来看, 比较有效的二次防护系统, 是建立一套比较完整的保护网, 通过保护网, 降低电力系统受到的雷电冲击和电磁波冲击。
4 防雷接地
电力系统的变电所, 在实际运行过程中, 要按照相关的技术标准, 配置功能良好的接地设备。接地设备在正常工作状态下, 可以最大限度的引导雷电进入地表, 从而减少变电所电力系统受到的雷击影响。在变电所电力设备内部, 应该按照相关的防雷标准, 安装统一的接地网, 再加装避雷针、避雷器等设备, 从而形成比较强大的防雷能力。
5 电力系统工作技术人员要提高防雷意识
从实际发生的一些雷击事故来看, 很多牵引供电系统其实是安装有防雷保护系统的, 但是还是发生了雷击事故。其中, 主要的原因在意。牵引供电系统内部的工作技术人员缺乏足够的防雷意识, 再遇到雷电天气时, 没有提高警惕性, 一些防雷设备虽然安装了, 但是并没有开启, 在突发性的雷电袭击时, 很难做到真正的有效防护。所以, 从这方面看, 认为的因素还是非常关键的。因此, 对于牵引供电系统内部的管理, 要适当加大对工作技术人员的防雷意识培训, 强化他们的雷电预防思想, 要及时做好防护工作, 就必须从电力系统的一线负责人员抓起。
6 结束语
现代高速电气化铁路系统技术不断变得成熟和完善, 与牵引电力供电系统的技术进步密不可分。虽然牵引供电系统的应用越来越广泛, 并且其发挥的功能也日臻完善, 但是在防雷方面, 仍然不可轻视, 防雷技术虽然不是牵引供电系统的核心技术, 但是完整的防雷保护系统, 对于变电所电力系统的正常运行, 起着非常重要的最用。铁路牵引供电变电所作为铁路牵引系统中非常重要的领域, 在预防雷电和控制雷击方面, 一定要最大限度的降低雷电对电力系统产生的破坏性影响, 从而保证电力机车的平稳、安全运行。
参考文献
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地铁车辆电气牵引系统的控制 篇9
牵引系统将DC1500V的高压电通过牵引逆变器逆变成三相交流电, 输送给牵引电机, 牵引电机与齿轮箱相连, 通过齿轮箱将牵引力施加到列车轮轴上, 为列车提供动力。在电制动时, 电动机做发电机运行, 将动能转换为电能, 通过牵引逆变器将电制动产生的电能回馈到接触网上, 当电网不能够将能量全部吸收时, 利用制动电阻将电网不能够吸收的能量消耗掉, 达到电制动的目的 (见表1) 。
2 车辆的电气牵引系统构成
车辆上配备有两台受电弓, 分别向一个动力单元提供动力所需的高压电源, 这样能有效避免因其中一台受电弓故障时造成牵引逆变器和辅助逆变器停止工作的情况出现。同时, 这样还能保证其中一台受电弓故障时, 单元车的辅助逆变器仍能正常工作。在其中一台受电弓故障时, 由于其容量有限, 所以仅用一台受电弓不能完成动力单元的供给。所以在其中一台受电弓出现故障的时候, 车辆传送系统将会断开故障受电弓一侧的牵引逆变器指令, 从而使其在一定时间内停止工作。
车辆的电气牵引系统中配备有牵引逆变器, 逆变器的输入端有支撑电容, 该电容主要作用是保证逆变器输入电压的稳定, 起到能量缓冲的作用。同时, 滤波电抗器与电容组成一个装置, 此装置能够保证系统电压的稳定, 确保逆变器的正常工作。在逆变器装置中, 包含了逆变箱逆变器和斩波相控制器。牵引的过程中, 直流电将被转化为三相交流电, 实现频率和电压的可调性, 从而完成对牵引电机的控制。
逆变器的冷却使用的是热管散热器, 其主要是通过业态介质的状态变化来实现热量的吸收和释放。这种利用液态介质的冷凝和蒸发的性质来实现热量排放的方法, 对于环境没有污染, 且其结构十分简单, 运行和维护工作将能节省很多时间, 能有效保证散热工作的正常开展 (见图1) 。
3 电气控制
3.1 牵引控制
在车辆运行的过程中, 牵引逆变器会受到来自于司机控制器或是制动装置发出的牵引指令, 并结合制动控制装置对其它信号的接收, 完成对车辆的牵引控制。由于车辆的速度不会受到系统的限制, 所以车辆速度超出一定界限的时候, 系统将会将牵引力降到零并对其进行封锁。在车辆的速度回到正常范围内后, 封锁将被解除。另外, 在没有ATP的情况下, 车辆的限速功能也将正常工作。因为车辆的高加速功能会在遇到坡道时被启动, 所以在车辆遇到坡道的时候, 系统会提供与坡度相当的加速度, 从而保证车辆的正常速度。
3.2 电制动控制
一般情况下, 列车制动分为电制动和摩擦制动, 其中电制动又分为再生制动和电阻制动两种。
制动优先级为:第一优先:再生制动。第二优先:电阻制动。第三优先:摩擦制动 (拖车优先补充摩擦制动) 。而在电制动中, 通过电网对再生能量的吸收是主要的方式, 并且这一过程会受到牵引逆变器控制单元的监控。在电网没有足够的能力吸收电能的情况下, 电网电压将会增大, 这时斩波器会在牵引控制单元的控制下开通。在电容器的端电压达到一定值的时候, 制动电阻将会吸收多余的能量, 并将这些能量转化为热能排放到空气中。空气制动作为一种辅助的存在, 主要是在电制动力不足时, 辅助补足制动力和紧急制动情况下使用。 (1) 混合制动概念。①再生制动与电阻制动的混合。只要电网有吸收能力, 制动能量必须以再生电流的形式反馈回电网, 辅助系统也应能吸收一部分再生能量。线网及辅助系统无法吸收的制动能量消耗在制动电阻上。牵引系统在高速断路器前设置线网电压检测装置, 实时检测电网的供电状态, 检查其吸收能力。当电网电压上升到约1800VDC (如:电网不能再接受多余的能量时) , 电阻制动斩波运行, 启动电阻制动, 进行再生和电阻制动的混合制动。在逆变器功率模块前设置电流检测装置, 控制电阻制动的功率, 确保既吸收多余的再生制动能量, 又可以防止电阻吸收线网能量。②电制动与摩擦制动的混合。正常情况下 (网压1500V及以上、粘着正常要求下) , 在AW2负载及速度低于90km/h时, 电制动应能完全满足整列车的制动力要求;在高于AW2负载、速度大于90km/h条件下, 电制动尽可能满足整列车的制动力要求, 摩擦制动仅用以补充电制动。机械制动开始补偿时的列车速度应尽可能小, 至少不大于6km/h (具体数值各项目不完全一致) 。有车辆电制动失效的情况下, 应首先用足列车上其它车辆的电制动, 电制动力不足部分用摩擦制动力补偿, 在整列车范围内摩擦制动力在无电制动的车辆上应平均分配。当制动系统故障导致总制动力不足时, 应提供应急措施, 并在司机室提供报警信息。卖方在设计阶段中应提供详细的整列车的制动力分配方案 (见图2) 。
4 总结
电气牵引系统是地铁车辆正常运行中不可缺少的系统, 其能保障车辆的安全, 实现车辆的牵引与制动, 所以日常的车辆检修工作要对其格外重视。而电气控制主要是牵引控制和制动控制, 需要熟练掌握。
参考文献
[1]熊军.南昌地铁1号线车辆电气牵引及控制系统[J].机车电传动, 2013, (6) :68-71.