电气化铁路牵引供电系统短路试验方案研究
铁道牵引供电系统电能质量控制的研究及仿真
铁道牵引供电系统电能质量控制的研究及仿真铁道牵引供电系统是铁路部门正常供电的重要保障一直以来都是相关人员关注的重点内容，具有重要意义。
因此，本文以牵引供电系统为对象，从牵引供电系统存在的问题及相应措施、基于单相有源滤波器的平衡供电系统的仿真两方面对铁道牵引供电系统电能进行质量控制与仿真研究。
标签：铁道牵引供电；电能质量控制；仿真随着社会的发展与科技水平的提高，我国利用电力牵引进行供电的方式不断改进与提升，具有明显的快速发展，在计划铁路运行中具有重要地位。
但是，牵引供电系统是一种利用电力进行负电荷牵引以提供机动车行使动力的方式，在电流的随意性与不可控性影响下，存在明显的牵引供电不稳定性，需要进行进一步的研究与改善。
1 牵引供电系统存在的问题及相应措施（1）工频单相牵引供电系统存在的问题。
在我国电气化铁路运行过程中，选择了工频单向交流制的牵引供电方式，利用其成本、灵活性强、易于控制的优势，不断为我国电气化铁路功效。
虽然工频单相牵引供电系统比交流供电系统具有明显的优势，但也存在着自身问题。
首先，工频单相牵引供电系统存在无功功率和谐波电流的问题。
造成这一现象的主要原因是电力火车在运行过程中存在随机性强的现状，导致了基波电流在运行过程中产生一定的偏差与变化并出现谐电流参杂其中，从而导致牵引系统工作负荷量过大，电流运行过程的单相不匹配问题，从而产生无功功率与谐波电流问题。
而工频单相牵引供电系统存在的这一问题容易加大牵引供电系统设备工作负担加大，从而降低设备使用寿命，甚至出现误动或不动的情况，威胁运行安全。
工频单向牵引供电系统存在的另一问题就是负序电流问题。
当牵引变电采用单相链接的接线方式时，会产生负序电流，而负序电流的出现会导致变压器输出功率降低，降低电气机车的工作效率，同时也造成安全隐患，威胁牵引供电系统正常运行的安全性，从而带来一系列损失。
（2）相应解决措施。
应对工频单相牵引供电系统存在的无功功率、谐波電流、负序电流的问题，我国电气部门进行积极改进与项目研发，以减少负面因素的影响，提高工作效率。
直流牵引供电系统短路试验分析
直流牵引供电系统短路试验分析摘要：直流牵引系统可以给地铁列车提供一定的动力，有效保证地铁安全可靠运行，基于此，本文笔者依据具体工作经验分析了直流牵引供电系统的基本工作原理以及系统组成，提出短路试验方法及提出了如何解决短路问题的措施。
关键词：直流牵引；供电系统；短路试验地铁线路在缓解城市交通压力方面的重要性日趋显现,地铁直流牵引供电系统的安全可靠运行则对保证机车运行以及乘客的人生安全起到非常重要的作用。
直流系统的运行方式较多,故障时具有短路电流大、难切除的特点,不仅造成经济损失,甚至可能威胁乘客的人身安全。
地铁系统短路电流的准确计算不仅是系统设计规划的依据,也是继电保护整定的基础,对保证人身安全、降低故障损失都有着十分重要的意义。
1、直流牵引供电系统电网110kV的高压电源经过主变电所降压为33kV（10kV）供牵引变电所使用，牵引变电所通过整流变压器和整流机组将交流降压并整流为直流1500V （750V）向机车供电。
直流牵引供电系统如图1所示，地铁一般采用上下行接触网并联双端供电，钢轨回流的方式，其中钢轨通过绝缘垫与大地保持绝缘。
图1牵引供电系统图1.1、牵引变电所和牵引网牵引变电所两台整流变压器一次绕组分别移相+7.5°、-7.5°。
整流变压器将33kV降压为1180V，其二次绕组有一个星形绕组和三角形绕组，分别向两个三相整流桥供电，构成一套12脉波整流机组。
同时，通过与另一套12脉波整流机组经匹配构成一套等效24脉波整流机组，为机车提供DC1500V牵引动力。
牵引网由变电所母线至接触网的馈线、为机车授流的接触网和回流的钢轨组成，上下行的四条钢轨采用全并联的方式作为回流导体。
1.2、牵引网阻抗导体的阻抗由导体电阻和电感决定，导体内部磁链与流过导体的电流之比为内电感，外部磁链与流过导体的电流之比为外电感。
接触网的单位长电阻由式（1）给出，内电感由式（2）给出，由于组成钢轨的铁磁性材料的特殊性，其电阻、内电感的计算十分复杂，工程上通常采用经验公式（3）给出其电阻和内电抗，需要说明的是式（3）给出的是阻抗值，需要将其换算为电感值，在计算钢轨暂态参数时，使用8.13Hz的阻抗值较为准确。
电气化铁路牵引供电系统短路试验方案研究
电气化铁路牵引供电系统短路试验方案研究摘要：短路故障是电气化铁路最常见、对电力机车运行影响最大的一类故障类型。
电气化铁路牵引供电系统的短路试验是模拟其短路故障的一类现场试验项目，其目的不仅为了验证继电保护的及时性、可靠性，同时通过短路试验结果对继电保护的整定计算提供有用数据用于整定保护的修正。
本文结合电气化铁路牵引供电系统的特点分析了分析研究短路试验的试验方案，得出主要结论如下：短路点宜选取供电臂远端；对于直接供电方式接触网建议选择将接触网直接用导线接地的短路方式，对于AT供电方式的接触网须采用线路T接试验断路器的短路方式；短路试验次数以不同地点三次为宜，确有困难时不应少于两次。
关键词：电气化铁路，短路故障，短路试验，阻抗保护，电抗Abstract: short circuit fault is the most common of electrified railway, electric locomotive running the biggest impact on a fault type. Electrified railway traction power supply system short circuit test is the fault of the simulation field test project, its purpose is not only to verify the relay timeliness,reliability, and at the same time through the short-circuit test results to relay protection setting calculation provide useful data for setting of fixed protection. Combining with the electrified railway traction power supply system, the paper studies the analysis of the characteristics of the test scheme short-circuit test, and concludes that the main conclusions are as follows: short-circuit point appropriate selection power supply arm far end; For direct power supply catenary suggestion choice will way directly overhead contact with the ground wiresshort-circuit way, for AT the way the power supply catenary line shall be used by test of short circuit breaker T way; Short circuit testing time in different place three advisable, has difficulties should not be less than two times.Keywords: electrified railway, short circuit fault,short-circuit test, impedance protection, the circuit reactance中图分类号：F407.6文献标识码：A 文章编号：1短路试验意义对于运行的电气化铁路而言，接触网短路故障主要是指短路接地故障和分相器击穿后发生的相间短路故障，是牵引供电系统最常见的一类故障形式。
地铁电气化接触网短路实验方法及技术性探讨
地铁电气化接触网短路实验方法及技术性探讨摘要：地铁电气化接触网短路实验，是竣工验收以及安全评估的重要手段。
为有效保障相关设备和人身安全，对正常情况下牵引变电所对突发短路的承受能力进行考核，对继电保护动作进行检验，并对直流开关以及保护装置整定值相应的准确性进行验证，有必要实施地铁电气化接触网短路实验。
本文简述了地铁电气化接触网短路实验方法，浅析了地铁电气化接触网短路实验目的和步骤，探究了地铁电气化接触网短路实验条件，以及为地铁电气化接触网短路实验提供借鉴。
关键词：地铁电气化；接触网；短路实验前言当前，我国城市地铁建设取得了巨大的发展成就。
城市地铁建设项目日益增多，同时，地铁线路运营管理日益自动化，且日益依赖网络系统。
在此情况下，地铁自动化信息系统网络的安全可靠性能以及管理问题日益得到更多用户以及设计者的关注。
因此，要合理对地铁电气化接触网进行设计，确保地铁电气化接触网提供的网络服务具有较强的可靠性，有效保障地铁自动化系统运行的安全性和稳定性。
一、地铁电气化接触网短路实验方法地铁电气化接触网短路实验，是对短路进行人为制造，并直接实施合闸送电，借此对保护动作进行检验。
通常，在对地铁建设项目进行验收或者实施安全评估时，开展接触网短路实验。
要遵循《地下铁道工程施工及验收规范》的具体规定，对短路点进行选择确定。
对牵引变电所开展直流短路实验，要对单边供电以及双边供电相应区间进行选择。
对于单边供电，应将短路制造于供电末端；对于双边供电，应将短路制造于变电所一端附近30米处。
对短路进行人为制作，可对正极对走行轨负极短路以及正极对架空地线等短路进行选择。
本文主要分析探究单边供电相应的接触网短路实验，即由一座变电所供电臂接触网实施供电，对开关合闸进行试验。
另一座牵引变电所则不对接触网实施供电，即将全部开关保持为分闸状态。
为避免短路将接触网烧毁，要严格遵循如下方法实施接触网接地。
将过渡线与接触网实施并联，并选用240mm2铜绞线作为过渡线，选用120mm2防护接地线作为接地线，将之与钢轨进行连接。
电气化铁路牵引供电系统的研究与分析
电气化铁路牵引供电系统的研究与分析作者：于国旺来源：《科协论坛·下半月》2013年第05期摘要：电气化铁路具有运量大、速度快、运费低、能耗较低、受自然影响小等优势，是当前铁路发展的主要方向。
与此同时，由于电气化铁路牵引的负荷非常大。
因此在整个电网中，电气化铁路本身所具有的移动性和波动性便成为对电网接入点造成影响的主要原因。
就电气化铁路负荷的特点，分析电气化铁路对整个电网所产生的影响，并总结现有应对措施提出了意见及建议。
关键词：牵引供电系统电力机车治理措施优化设计中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）005-022-03世界上第一条高速铁路于1964年第一次自1964年在日本新干线运营。
自此以后，由于高速铁路自身所具有的优势（如较大的运输吞吐量、方便舒适的乘车环境以及综合能效高等），这一新兴的运输方式逐渐被越来越多的国家重视起来。
就目前全球铁路运输的发展来看，电气化运输已经成为未来铁路运输发展的趋势之一。
因而，电气化铁路发展的水平就成为本国运输技术水平的重要标志。
其中，最具代表性的当属法国在1981年建成的TGV高速铁路及1991年实现全线通车的德国ICE高速铁路。
至此以后，意大利以及亚洲的韩国的高速电气化铁路也相继建成并投入运营。
对于我国的铁路发展而言，本世纪的前20年不得不说是对我国高技术铁路发展最为重要的时期。
也正是在这一时期，我国构思已久的高技术铁路网计划得以付诸实践。
这一计划的主要目的是截至2020年，我国境内铁路运输总里程要达到10万公里。
其中，主要的繁忙运输路线要实现客运和货运分线，且复线吕和电气化水平要超过总线路的一半以上。
另外，为了满足我国经济发展和各方面的需求，上述涉及到的技术水平和各项指标均要求达到或接近国际同类型行业的先进水平。
此外，在“四纵四横”规划体系中，要求省会和大中城市之间必须建立专属的告诉客运直通车。
这就要求三个国际性城市的专属客运系统专线里程要超过1.2Km以上，铁路运输时速要达到或超越200Km/h。
电气化铁路接触网短路实验方式探讨
电气化铁路接触网短路实验方式探讨在国民经济不断增长的背景之下，铁路在我国公共交通当中的位置越来越重要。
而铁路本身具有占地面积小、运载能力大、运行快速准时以及噪声废气污染小等特点，在对时间成本进行有效控制的同时，还可以有效促进社会和城市经济发展。
铁路设备特别是铁路接触网通常都是在露天环境当中，自然环境因素对其造成了很大的影响，所以在投运之前，铁路有关部门需要通过综合检验的措施来全面检查供电系统，从而有效保证有故障产生的时候供电系统可以在第一时间将其解决，将事故所造成的影响控制在合理范围内，从而有效降低对铁路运输所造成的影响，从根本上保证设备和旅客的安全。
作为供电系统投运之前的检验方式之一，接触网短路实验能够有效检验出供电系统运行的可靠性，下面我们主要就其实验方式进行简要分析，还希望能够为相关人士提供借鉴和参考。
标签：铁路接触网;短路实验;可靠性0 引言因为运行环境的特殊性，电气化铁路接触网出现开关跳闸的几率相对较高，一旦供电中断就会对铁路的正常运输造成重大的影响。
而在分析后发现导致接触网跳闸事故的主要原因就是接地短路性质的跳闸，所以模拟接触网接地短路故障进行短路实验，从而对接触网抗值等主要参数做到精确掌握，能够对故标参数设置和定值的设定进行更为准确的保护，从而为准确分析接触网的故障提供有力依据。
1 接触网短路试验的意义和内容利用接触网短路实验的方式，来对接触网处于短路时候的短路电流、牵引变电所、AT所接触网短路电压以及分区所等进行测试，另外还需要进行电磁兼容以及综合接地测试。
（1）对接触网故障点测量（简称：故标）装置的准确性进行检验，利用实验所得到的相关数据来对对其参数以及线路的单位电抗值等进行相应的调整，将故标装置的误差控制在合理范围内;（2）对继电保护的后加速、启动功能、延时以及动作的选择性等进行检验，看其是否准确、完备，严格按照测试结果来适当的调整保护定值;（3）对数据上传功能、各AT所以及变电所自动同步记录功能等进行检验，从而有效保证与故标装置采样同步要求相符;（4）在实际短路电流下来考核开关设备、变压器以及外部电流等的具体情况;（5）在进行短路实验的时候还要测试短路地点的钢轨电位、信号电缆形成的感应干扰、各轨条内短路电流分配等，进而对故障的防干扰效果进行实验。
直流牵引供电系统短路试验分析
直流牵引供电系统短路试验分析金雪丰;陈裕楠;童翔【摘要】直流牵引供电系统的短路试验是验证直流牵引供电系统各设备在系统现场短路时动作的正确性和可靠性的重要环节.以武汉轨道交通4号线二期工程现场直流牵引供电系统短路试验为例,介绍短路试验的前提条件、试验程序和试验方法.试验前,人为设定一个短路点,检查断路器等保护元器件是否正常,连接好数据采集系统以采集短路时的电流、电压等波形,用Matlab软件搭建短路时的电路模型,对预期短路电流进行仿真计算;试验后,对短路试验的实际数据与仿真数据进行分析,得出开关保护动作正常可靠,并计算出实际的分断电流大小为8.15 kA,为直流牵引供电系统短路试验的进一步研究提供参考.【期刊名称】《都市快轨交通》【年(卷),期】2016(029)003【总页数】4页(P103-105,109)【关键词】牵引供电;短路试验;断路器;综合保护【作者】金雪丰;陈裕楠;童翔【作者单位】中船重工第712研究所武汉430064;中船重工第712研究所武汉430064;中船重工第712研究所武汉430064【正文语种】中文【中图分类】U231.8可靠、稳定的直流牵引供电系统是城市轨道交通列车安全、高效运行的重要保障，意义重大，不容忽视。
因此，列车试运行之前对直流牵引供电系统进行实际短路试验显得尤为重要。
该试验的目的是测试牵引供电系统各设备在系统现场短路时动作的正确性、选择性和可靠性，验证直流断路器的快速分断能力。
通过该短路试验，检查牵引供电系统各设备之间的配合能力是否安全可靠，检验各设备的整定值、动作时间等各项技术参数是否正确，是否符合现场运行技术要求。
通过分析试验数据，判断综合保护和断路器谁先启动保护，以便更精确地对直流牵引供电系统各设备参数进行调整，更好地保护系统和设备，保证直流牵引供电系统安全、可靠、稳定运行。
直流牵引供电系统经过系统联调试验，直接短路脱扣整定值为8 kA，微机综合保护装置整定值设定为50 kA/s，交流侧保护开关与直流侧保护开关应具有选择性。
电气化铁道牵引供电研究报告
一、（13）请查阅“GB50062-2008电力装置的继电保护和自动装置设计规范”国家保准，详细分析牵引变压器应设置哪些保护？1牵引变压器的运行状态牵引变压器存在空载合闸、正常运行、短路故障、不正常运行几种状态。
分析牵引变压器的运行状态是为了更好地研究继电保护装置的构成原理。
（1）牵引变压器的空载合闸牵引变电所建成投运、变压器检修后投运及采用固定备用方式的运行变压器故障后备用变压器的投入，均进行空载合闸。
变压器空载合闸时，有如下特点：a.产生较大的冲击性励磁电流，简称为励磁涌流。
励磁涌流只流过变压器电源侧绕组。
b.励磁涌流的大小，与变压器合闸瞬间电源电压的初相角及铁芯中的剩磁大小有关，严重时可达变压器额定电流的6～8倍。
c.励磁涌流波形的波宽较窄，且有很大的间断区（80电角度以上），并含有大量的二次谐波电流分量和衰减性直流分量（非周期分量）。
(2)变压器的短路故障根据短路地点的不同，分为油箱内部短路故障和油箱外部套管及引出线上的短路故障。
当油箱内部出现各种类型的短路故障时，短路点处的高温电弧将会损坏线圈的绝缘，也会使绝缘物剧烈气化，产生大量的瓦斯气体，造成油箱内压力剧增。
当发生油箱外短路故障时，将导致供电电压的严重降低并导致变压器线圈的过热，加速线圈绝缘老化。
(3)变压器的不正常运行状态包括变压器过负荷运行、变压器外部负荷侧短路故障引起的线圈过电流、油箱严重漏油、变压器过热等2牵引变压器的保护方式牵引变压器在牵引供电系统中具有十分重要的作用，运行中会发生危害特别严重的短路故障，因此必须对牵引变压器设置性能完善的保护装置。
(1)牵引变压器保护装置的设置必须满足以下要求：a.当变压器正常运行和空载合间以及外部故障被切除时，保护装置不应动作。
b.当变压器发生短路故障时，保护装置应可靠而迅速地动作。
c.当变压器出现不正常运行状态时，保护装置应能给出相应的信号。
根据电力设计规程的规定，牵引变压器应设置主保护、后备保护和辅助保护。
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电气化铁路牵引供电系统短路试验方案研究
摘要：短路故障是电气化铁路最常见、对电力机车运行影响最大的一类故障类型。
电气化铁路牵引供电系统的短路试验是模拟其短路故障的一类现场试验项目，其目的不仅为了验证继电保护的及时性、可靠性，同时通过短路试验结果对继电保护的整定计算提供有用数据用于整定保护的修正。
本文结合电气化铁路牵引供电系统的特点分析了分析研究短路试验的试验方案，得出主要结论如下：短路点宜选取供电臂远端；对于直接供电方式接触网建议选择将接触网直接用导线接地的短路方式，对于AT供电方式的接触网须采用线路T接试验断路器的短路方式；短路试验次数以不同地点三次为宜，确有困难时不应少于两次。
关键词：电气化铁路，短路故障，短路试验，阻抗保护，电抗
Abstract: short circuit fault is the most common of electrified railway, electric locomotive running the biggest impact on a fault type. Electrified railway traction power supply system short circuit test is the fault of the simulation field test project, its purpose is not only to verify the relay timeliness,
reliability, and at the same time through the short-circuit test results to relay protection setting calculation provide useful data for setting of fixed protection. Combining with the electrified railway traction power supply system, the paper studies the analysis of the characteristics of the test scheme short-circuit test, and concludes that the main conclusions are as follows: short-circuit point appropriate selection power supply arm far end; For direct power supply catenary suggestion choice will way directly overhead contact with the ground wires
short-circuit way, for AT the way the power supply catenary line shall be used by test of short circuit breaker T way; Short circuit testing time in different place three advisable, has difficulties should not be less than two times.
Keywords: electrified railway, short circuit fault,
short-circuit test, impedance protection, the circuit reactance
中图分类号：F407.6文献标识码：A 文章编号：
1短路试验意义
对于运行的电气化铁路而言，接触网短路故障主要是指短路接地故障和分相器击穿后发生的相间短路故障，是牵引供电系统最常见的一类故障形式。
由于电气化铁路接触网设
置在露天，很容易由于外物侵线、绝缘破坏等原因引起短路故障。
由于短路故障时产生的短路电流较工作电流都要大出许多，远远超过了各类开关设备、牵引变压器和接触网的正常载流能力，如不能及时切除短路故障，短路电流会烧损供电设备，甚至可能解列电网，给工农业生产带来巨大损失[1]。
因此电气化铁路牵引供电系统均设置了应对于接触网短路
故障的继电保护装置，以便快速可靠地切除故障、保护牵引供电设备免收大电流破坏，同时根据继电保护装置动作结果反映故障点位置以便指导检修人员及时查找并排除故障，尽快恢复供电能力保障电力机车的正常运行。
电气化铁路的短路试验是指对其牵引供电系统的接触
网实施人为短路故障、模拟接触网正常运行发生短路故障状态的一类重要的现场试验项目。
短路试验的目的和意义主要是为了验证牵引供电系统在发生短路情况下继电保护动作
的及时性、可靠性，同时利用短路试验结果对已设置的继电保护整定值进行调整，从而进一步提高其准确性，为运行维护提供可靠依据。
供电臂短路试验是对牵引变电所验收交接的最后一项
措施，也是关键性程序，通过它能综合地反映施工接线、设备质量以及变电所主要设备保护之间的配合情况，意义十分重要[2]。
2短路试验方案研究
电气化铁路牵引供电系统短路试验如何实施、如何利用短路试验结果对继电保护进行校验和校正，下面从三个方面进行分析研究。
2.1短路点的选取
短路试验是人为的制造接触网短路现象从而形成短路
电流，和正常负荷电流相比较，短路电流值要大很多。
为避免短路电流对变电设备及接触网的冲击伤害，应尽可能使试验短路电流小为宜。
短路点越靠近电源点（牵引变电所出口处）时，短路电流越大[3]，而供电臂末端短路电流相对要小一些。
因此短路点宜选在供电臂末端附近（靠近分区所处）。
另外，对于电气化铁路一个方向的供电臂而言有上、下行两条线路，短路试验是否需要区分上、下行分别设置短路点进行试验呢？下面从供电臂的接线方式来分析。
对于直接供电方式的接触网，一个方向供电臂的接线方式如下图（一）所示。
图（一）直接供电方式供电臂供电示意图
从图一可以看出，由于上行和下行接触网是对称的，在上行短路点或者下行短路点实施短路接地时对于牵引变电
所的故障特征基本是一致的，只是有别于上行或下行馈线跳闸的问题。
因此短路点选择上行或下行没有本质区别，可以根据实施困难程度任意选取。
对于AT供电方式的接触网，一个供电臂的接线方式如
下图（二）所示。
图（二）AT供电方式供电臂供电示意图
从图（二）可以看出，AT供电方式的上行和下行接触网也基本是对称的，而且由于中间AT所的并联作用，使得在上行短路点或者下行短路点实施短路接地时牵引变电所的上行和下行馈线均会同时跳闸，故障特征完全一致。
因此短路点选择上行或下行没有区别，可以根据实施困难程度任意选取。
综上所述，短路点宜选在供电臂末端靠近分区所处以降低短路电流对设备和接触网的冲击伤害；对于选择接触网上行或下行进行短路试验无明显差别，可根据实施难易程度灵活选取。
2.2短路方式的选择
短路方式是指短路试验时对接触网形成人为接地短路的方式，目前短路试验的接地短路方式有两种。