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闪电对铁路电气传动系统的影响

Avishkar教授维贾伊Wanjari
助理教授,EE称,Govindrao Wanjari工程与技术学院的那格浦尔,印度马哈拉施特拉邦

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文摘

供应的连续性,以满足消费者的需求是十分关注的,已成为需要一个小时。瞬变工况由于各种可能导致过电压。这个电压在各种电气元素是十分关注的,是深入研究以减少停电的机会和其他错误的条件。本文的重点是看到闪电的效果与典型铁路架空线路使用直流架空线路,还闪电的效果在各种设备用于生产铁路直流供电。为了设计直流架空系统PSCAD / EMTDC软件被用于设计和进一步的调查是在说软件的帮助下完成的。瞬态电压造成的后果由于闪电条件和有效的方法消除这样的条件下讨论了避雷器的帮助下。

关键字
直流系统开销,在电压,PSCAD / EMTDC,转瞬即逝

介绍
在1752年名为本杰明·富兰克林[1]的伟大的科学家开始了解闪电的本质通过使用风筝和字符串。他确信有一个简单的实验,雷暴能力形成电力和云具有负电荷的低侧[1]。危险,强大而神奇的;闪电是最著名的自然发生的现象。卫星记录大约300万世界各地的闪光一天[1]。闪电现象不会发生只在地球上也发生在我们周围邻近的星球。
本文讨论的工作的基本思想我们周围的一些自然现象的发生及其后果正在使用的电器元件或设备。闪电是最常见的自然现象;在雷雨发生在自然。闪电的直接打击任何电气元件,来源,等等,这是开放的云下可能导致设备的损坏。因此,考虑到它的重要性在电场研究选择。
看到,大量的工作是对理解的影响闪电在传输线上的电压。所做的类似的工作,这个项目是由Gharehpetian完成。G和Shahnia。F,保罗。D(2002),里希特和Brizzi(2005),麻美和Koksal(2001)等。作者说,主要的焦点是在伊朗系统。本文假定的直流电压是英国和印度等国家。
在2007年第九防雷Bernhard Richter国际研讨会[2]提出了使用直流避雷器的铁路系统。论文发表的他者知道安装点和使用直流避雷器产品的铁路。
同样的想法关于这个项目也发表在25日国际系统会议,2010年[3]的一些研究人员在伊朗。本文包括上面所讨论的相同的概念。ATP软件的帮助下,研究人员发现使用避雷器在铁路运输系统[3]。本文显示了两种情况的结果;包括避雷器产品位于不同的点,没有避雷器产品。正如本文所讨论的,闪电会影响铁路系统非常严重,因此避雷器的重要性。
为了验证闪电的效果在电压直流架空线路的电力系统仿真软件被用于理解闪电的影响。用PSCAD软件实现上述目标和研究。提到软件是快速和准确时的高压系统的设计。在设计系统(直流和交流系统)铁路基本思想以及主要数据将使用在一定程度上实现结果。
在第二部分中,闪电现象的概念,从雷电保护的必要性,不同作者的观点对这一现象进行了探讨。
第三部分,论文的主要任务与适当的电路和输出结果进行了讨论。

文献综述
能源已经成为人类的基本需要,现在经济发展取决于它。失败的能源供应,许多今天电器用于日常用途或可能会停止工作。人口的增长在最近年的电力需求也增加了。为了提供那么多数量的电力损失最小化。今天与高水平的电压传输能力变得更加普遍,因为它会导致最低损失的效率。但在这些高电压由于一些自然和人工操作的比例上升,增加了不必要的电压水平。这可以称为电压/电压上升主要是由于天然闪电现象,由于切换操作完成后进入系统打开或关闭断路器的故障等,和许多更多。
由于雷击而造成电压直流电气化铁路系统的影响[4]设备包括进入系统或变电站。在电压不仅有限闪电或切换但也有一些其他原因的瞬态电压可以上升到系统,可能会转移到正在运行的列车[4]。的其他原因由于过电压可能发生直流电气化铁路如下:-
1。直流断路器操作创建超过电压超过额定电压的2倍[4]。
2。电弧的形成由于受电弓麻面连接也会造成电压的形成[4]。
3所示。真空断路器的操作[4]。
4所示。宽松的接触电雷竞技网页版气设备[4]。
5。限流保险丝产生电弧可能导致过电压[4]。
为了最小化效应引起的闪电,避雷器用于实践。避雷器通常有以下特点如下所述[4]:-
1)不应在系统的额定电压,必须最小泄漏电流。
2)应该立即开始操作电压,让小增加自己的终端电压。
3)能源存储在直流系统应该能够处理和控制。
4)应该承担任何大气状况。
5)不应超过电压的系统失败。
正如本文所讨论的,瞬态电压可以很容易地进入电气设备的牵引站。为了更有效地保护系统各种安装点要考虑很重要。的安装点[4]
1)在牵引变电所主变压器和整流器的终端
2)交流整流单元
3)整流器的直流侧
4)在整流器的输出和输入之间的铁路的架空线路
5)输入点来自架空线火车

直流系统在PSCAD软件的实现
本系统的软件设计,基本思想以达到直流输出被认为是可以看到下面的框图画。
图像
相同的概念上面所讨论的,一个新系统是为了看到闪电在直流架空线路的影响。在这种情况下直流线被认为是两个变电站之间的连接。每个变电站有不同的来源,但相同的电压水平,三绕组变压器在每个变电站与一百一十二年相同的评级和脉冲整流器在每个变电站。
根据实际的角度来看,12脉冲整流器的实现有一定的优点和缺点。它有优势,如它是可行的减少奇数阶谐波再次进入系统,但缺点是经济上昂贵的相比是一个6脉冲整流器。它还增加了系统的大小。在PSCAD软件改进电路设计如下图所示,
图像

设计的闪电冲突在交流方面的牵引变电所和直流牵引变电所的设计与改进的直流系统在PSCAD
在本节中闪电击中交流的系统,其结果是出现在PSCAD软件。用于上述情况下的电路如下图所示。为了产生雷电冲击波后数据,[5]
图像
图像
为了减少这个电压由于闪电效果,避雷器产品被使用在不同的点。避雷器的位置是非常重要的,当放置在错误的点可能会导致非元素的性能。避雷器产品模型中各种位置如下图所示
图像
系统的进一步分析将在下一节中讨论。此外在下一阶段相同数量的雷电冲击波在变电站的直流侧发生。
图像

仿真和结果
案例1:影响闪电被敲击时的交流牵引变电所
1)输出相电压,当闪电击在交流方面的系统,没有避雷器产品用于保护。
在这种情况下,它被认为,高电压峰值出现在整个阶段当闪电击中了系统。需要一定的时间阶段的峰值电压高安顿下来。在PSCAD输出实现如下图所示。
图像
从图表可以看出,近12 KV的峰值电压是跨线当闪电击中。
2)输出电压的整流二极管单元当闪电击中了交流的系统,没有避雷器产品用于保障。
在这种情况下,设计整流器二极管。当雷击交流侧的整流器从供给方面的进步。这种情况下的输出如下图所示。
图像
电路中可以看到,峰值出现在整流二极管单位呆久一点。在这样的情况下,二极管将持续高压可能导致燃烧的整流二极管导致电力供应失败。
3)输出电压的架空线路当闪电击中了交流的系统,没有避雷器产品用于保障。
整流器的雷电冲击波现在向前行驶对架空线路的列车运营。高电压沿线,组件用于火车如电动机、变压器等检测电压的突然改变最终可能烧坏电机的绕组或其他设备造成停止火车。
图像
上面的图表显示了高峰在直流电压浪涌线当闪电击中了系统开销。
4)输出电压的整流二极管单元当闪电击中了交流的系统和避雷器产品用于保护。
现在保护设备从电压瞬变,安装避雷器。避雷器降低高瞬态电压期间发生的闪电。整流二极管的输出如下所示,证明了避雷器保护二极管。
图像
从图可以看出,最初看到负波,由于二极管或阻抗的差异水平。上面的负面部分图可以消除地线是否连接到系统。
5)输出电压的架空线路当闪电击中了交流的系统和避雷器产品用于保护。
在这种情况下,可以看到的高电压被雷击后减少,因此使用的组件在火车不受电压瞬态的闪电效果。
图像
这个电压也可以进一步降低如果避雷器评级却降低了。当它寻求低阻抗路径雷涌流经它。
案例2:影响闪电被敲击时的直流牵引变电所
1]的输出电压时的架空线路雷电发生系统直流侧的避雷器产品用于保护。
现在在这种情况下,随着闪电特征相同,在6.5节,是架空线路附近。沿着线高瞬态浪涌的旅行中可以看到下面的图。
图像
这些沿着线影响火车旅行和牵引的相邻子站连接的目的。
2)输出电压的整流二极管单元当闪电击中了直流侧的系统并没有使用避雷器产品保护。
以下图表显示了电压的二极管整流器整流器从架空线路传输。在这种情况下,高的峰值电压不会采取的整流器产生失败的操作。因此,精馏操作将停止从一边的系统。
图像
3)输出电压附近的交流源当闪电击中了直流侧的系统并没有使用避雷器产品保护。
在最后一部分来自直流,交流牵引没有太多的影响虽然被认为在上面的图表但公差水平下的变压器。
图像
从上述讨论在不同的情况下发现闪电现象可能严重损害的铁路系统是有害的乘客旅行。所以它变得非常重要在电压保护系统等。也减少造成经济损失由于闪电可以减少使用适当的防护设备只需要更少的投资时安装。

结论
为本文的结果对铁路架空线路雷电过电压(DC)用于提供列车研究和讨论。一个典型的制度安排是本文在PSCAD软件设计的。最严重的问题,会影响铁路的供应系统进行了研究。为了减少损失和任何关键条件可能直接或间接影响人类生活,一个合适的保护技术实施。它可以得出结论,当闪电击中任何阶段的交流牵引站的瞬态过电压流向整流器和感应电压的其他阶段最后影响直流架空线路。还闪电现象当罢工导致失真的电源电压产生进一步的整流器的谐波。它可以还表示,被闪电击中的线周围增加了通量可能创建一个两行之间的最大力量可以是危险的。使用避雷器产品在这种系统证明了效率和必要性在减少由于雷电引起的高电压激增。避雷器产品同样的位置应该是高度重视的。

引用
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