客运专线牵引供电系统电气模型的研究

摘要

世界各发达国家的高速铁路全部采用电力牵引，我国也不例外。AT供电方式以其自身的优势，在法国、日本等国家得到了广泛的应用，我国客运专线建设将采用全并联AT供电方式。 由于我国工艺水平、管理水平等方面的原因，牵引网故障率较国外高得多，对于客运专线更加缺乏设计管理经验，细致研究客运专线牵引供电系统的电气模型有利于提高我国高速铁路牵引供电设计管理水平。 本文根据AT供电系统的特点，结合客运专线电气化建设的实际实施方案，对客运专线全并联AT供电系统进行细致研究，提出了适合客运专线的牵引供电系统电气等值模型和仿真模型。等值模型是结合工程实际，将保护线和钢轨等效成一条线路，再从简化的原始电路一步一步推导得出的。利用该等值电路可以很方便的计算出牵引网的阻抗，为线路保护整定提供理论依据。仿真模型以甬台温客运专线为原型，采用MATLAB/SIMULINK平台进行建模分析。论文仿真分析了该段线路接触悬挂对钢轨短路、接触悬挂对正馈线短路和正馈线断线接地短路故障情况下，牵引变电所测得的短路阻抗、馈线电压、短路电流情况以及短路点位置钢轨电位情况。此外，还重点分析了客运专线牵引网正常运行时电流分配情况以及牵引变电所回流分配情况。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1问题的提出

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究情况

1.2.2国内研究情况

1.3研究的意义

1.4本文的主要工作

第2章AT牵引供电系统

2.1 AT供电方式的原理

2.2 AT牵引供电系统主变压器接线形式

2.3单线AT牵引网

2.3.1单线AT牵引网的电流分布

2.3.2单线AT牵引网的电压损失

2.3.3单线AT牵引网的短路阻抗

2.4末端并联的复线AT牵引网

2.4.1末端并联AT牵引网的的电流分布

2.4.2末端并联AT牵引网的电压损失

2.4.3末端并联AT牵引网的短路阻抗

2.5全并联AT牵引网

2.5.1全并联AT牵引网的电流分布

2.5.2全并联AT牵引网的电压损失

2.5.3全并联AT牵引网的短路阻抗

第3章客运专线牵引供电系统

3.1客运专线牵引供电系统的结构

3.1.1客运专线牵引变电所

3.1.2客运专线牵引网

3.2客运专线牵引网等值电路

3.2.1带保护线的AT牵引网原电路分析

3.2.2带保护线的AT牵引网等值电路推导

3.3客运专线综合接地系统

3.3.1客运专线采用综合接地系统的必要性

3.3.2客运专线综合接地系统的结构

3.3.3综合接地对客运专线牵引供电系统的影响

第4章客运专线牵引供电系统仿真模型

4.1牵引变电所的仿真模型

4.1.1供电电源仿真模型

4.1.2牵引变压器仿真模型

4.1.3 AT所仿真模型

4.2客运专线牵引网仿真模型

4.2.1牵引网模型的简化

4.2.2牵引网的仿真模型

4.3客运专线牵引网等值电路的仿真验证

4.3.1等效可行性分析

4.3.2等效后短路阻抗分析

第5章客运专线牵引供电系统实例仿真分析

5.1甬台温客运专线牵引供电系统

5.1.1甬台温客运专线供电方案

5.1.2甬台温客运专线变电所主接线

5.1.3甬台温客运专线牵引供电系统参数

5.2客运专线牵引网故障时短路阻抗仿真分析

5.3客运专线牵引网故障时馈线电压仿真分析

5.4客运专线牵引网故障时短路电流仿真分析

5.5客运专线牵引网故障时钢轨电位仿真分析

5.6客运专线牵引网正常运行时电流分配仿真分析

结 论

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文与科研实践