直流牵引供电回流系统安全参数分布特性与限制方法研究

摘要

城市轨道交通大多采用钢轨回流的直流牵引供电系统，在其动态运行过程中，杂散电流腐蚀引发的各种管道泄漏事故和钢轨电位限制装置频繁动作导致的供电事故都时有发生，本文以杂散电流与钢轨电位作为回流系统安全参数进行分布规律及限制措施研究，对该系统运行安全具有重要意义。 本文分析了直流牵引供电系统的组成和特性，据此建立了直流牵引供电系统的等效模型。通过对列车受力分析，建立了列车的牵引运行模型，研究了列车运行参数对供电参数的影响。 在建立牵引供电系统等效模型的基础上，结合列车牵引计算结果，研究了某一时刻下系统潮流计算模型的建立方法；基于潮流计算模型完成了供电参数的动态计算。建立了回流系统等效模型及其微元等效电阻模型，据此分析了走行轨、排流网和埋地金属电压电流之间的关系，同时结合变电所电流和列车电流、制动和牵引列车电流之间的关系，完成了回流安全参数静态分布模型的建立；基于此静态模型，结合供电参数动态计算，建立了回流安全参数动态分布模型。 基于以上潮流计算模型和回流安全参数分布模型，仿真分析了直流牵引供电系统供电参数的变化，阐述了列车不同工况下牵引电流越区传输的规律，并进行了实测验证。仿真分析了列车不同工况下回流系统安全参数的分布，阐明了回流安全参数与电流越区传输的关系，同时对回流安全参数与系统参数、列车运行重合度和READ启动阈值之间的关系进行了研究。在仿真分析的基础上对现场测试数据进行分析，验证了牵引电流越区传输对回流安全参数的影响。在总结回流安全参数影响因素的基础上，研究限制回流安全参数的措施，主要研究优化列车停车时间的方法和READ启动阈值的选择，并通过仿真验证所提方法的可行性。

目录

声明

致谢

1绪论

1.1研究背景及意义

1.2.1直流牵引供电系统供电制式和等效模型

1.2.2直流牵引供电系统潮流计算

1.2.3回流安全参数建模及特性分析

1.2.4回流安全参数限制方法

1.3本文主要研究内容

2直流牵引供电系统特性与建模研究

2.1.1交流侧供电方式

2.1.2主变电所和开闭所

2.2直流牵引供电系统

2.2.1牵引变电所及其供电方式

2.2.2接触网

2.2.3回流系统

2.3直流牵引供电系统等效模型

（1）列车

（2）牵引变电所

（3）牵引网

（4）回流系统

（5）直流牵引供电系统

2.4本章小结

3直流牵引供电系统回流安全参数分布模型

3.1列车牵引计算

3.1.1列车不同运行阶段受力分析

3.1.2列车运行过程中各参数计算

3.1.3列车运行过程仿真及分析

3.2直流牵引供电系统潮流计算

3.2.1直流牵引供电系统潮流计算

3.2.2供电参数动态计算

3.3直流牵引供电系统回流安全参数建模研究

3.3.1回流安全参数静态分布建模

3.3.2回流安全参数动态分布建模

3.4本章小结

4回流安全参数动态分布及限制方法研究

4.1直流牵引供电系统潮流仿真分析

4.1.1牵引供电系统动态运行下供电参数仿真

4.1.2牵引电流越区传输

4.1.3牵引电流越区传输的实测验证

4.2回流安全参数动态分布规律研究

4.2.1回流安全参数动态分布规律研究

4.2.2系统参数对回流安全参数影响分析

4.3列车运行重合度对回流安全参数影响分析

4.3.1发车时间和停车时间

4.3.2运行策略

4.4 再生制动能量吸收装置启动阈值对回流安全参数影响分析

4.5 牵引电流越区传输对回流安全参数影响的实测验证

4.6回流安全参数限制措施分析

4.7本章小结

5总结与展望

参考文献

作者简历

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