高铁电气综合接地对轨道电路地磁感应电流的影响

摘要

随着我国高速铁路的快速发展，如何让高铁快速，稳定，高效的运行成为越来越重要的课题。其中因为太阳活动引起的地磁干扰而形成的地磁感应电流对高铁运行成为一个新的课题。
　　本篇论文初步分析了高铁电气供电系统在4种供电方式（带回流线，不带回流线，自耦变压器，吸流变压器）下的优缺点以及这四种方式的阻抗耦合模型，提出了一些降低钢轨电位的方法，并且在理论上研究出了钢轨接地设备对轨道电路的影响，然后通过轨道电路的工作原理讨论了地磁感应电流的形成以及在系统中的流通路径，理论上证明了供电系统中因强磁暴产生的感应地磁电场的大小及计算公式，并且得出了轨道电路中地磁感应电流的计算公式。然后以河南鹤壁地区为勘察点，搭建了直接供电和自耦变压器方式下的仿真模型以及轨道电路的仿真模型。
　　在MATLAB/Simulink中，仿真证明了高铁的综合接地系统中不同的接线方式是如何具体影响地磁感应电流的仿真图形，并且通过通过轨道横连，增设保护线或者集中接地极达到了降低地磁感应电流的目的。最后通过地磁感应电流在系统中以直流形式在轨道电路中存在，仿真出在变压器中性点接地线路中串联电容器能够从根源上湮灭地磁感应电流的存在。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题的背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本论文研究的主要内容

第二章 牵引回流与接地系统

2．1 牵引供电系统的供电方式

2．2 不同供电方式下的钢轨电位的计算

2．2．1 钢轨大地国路

2．2．2 钢轨电位的理论分析

2．2．3 直接供电方式

2．2．4 自耦变压器供电方式

2．3．1 接地体

2．3．2 牵引供电系统的接地原则和综合接地系统

2．4 本章小结

第三章 轨道电路及GIC流通路径和计算研究

3．1 轨道电路的工作原理

3．2．1 轨道电路GIC的流通

3．2．2 牵引网中GIC的流通

3．3．1 接地电阻和传输阻抗的关系

3．3．2 扼流变压器接地情况分析

3．4．1 轨道电路中地磁感应电场的计算

3．4．2 基于轨道电路中地磁感应电流的计算

3．5 消除地磁感应电流的理论探究

3．6 本章小结

第四章 牵引系统和轨道电路的仿真建模

4．1．1 自耦变压器模型

4．1．2 自耦变压器供电节点法仿真模型

4．1．3 直接供电方式的仿真模型

4．2 轨道电路的仿真模型

4．2．1 扼流变压器的等效电路

4．3 本章小结

第五章 综合接地对轨道电路GIC影响仿真分析

5．1 仿真基本条件的设定

5．2 降低地磁感应电流的措施验证

5．3 变压器中性点串联电容器接地

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢

作者简介