一种对高速铁路牵引网建模仿真的新方法

围绕高速铁路AT供电方式下的牵引网,利用RTDS自带的CBuiled(用户自定义)软件,自定义了基于物理参数的AT牵引网模型,通过模拟仿真,验证了自定义复线AT牵引网模块的正确性和可用性。     

RTDS在牵引供电系统中的应用研究

分析现有AT牵引供电系统仿真研究的特点,基于RTDS平台对牵引供电系统各元件如牵引变电所,牵引变压器及接触网系统进行了建模,实现了AT供电方式下的高速铁路牵引供电系统数字实时仿真,比较了AT供电方式下单线和复线牵引供电系统的网压水平,证明本文建立的牵引供电系统仿真模型具有较高的可用性和精确性,可以满足工程需要。     

计入保护线影响的AT牵引网等值电路推导

为了方便分析AT牵引网的电气特性,通常采用等值电路的分析方法。目前采用的AT牵引网等值电路忽略了保护线对牵引网电气特性的影响,势必带来较大的误差。本文通过比较AT牵引网中保护线与钢轨辅助连接不同间隔距离的牵引网阻抗特性,发现当该间隔为1.5km甚至更小时,进行牵引网阻抗计算可以近似把保护线和钢轨等效成一条线路。对等效后的AT牵引网电路根据戴维宁等效定理消去AT,并应用AT牵引网中的各电流关系立电流方程组,采用比较系数法消去互感,最后推导得出计入保护线影响的AT牵引网等值电路。采用Matlab/Simulink按照原电路分析的假设条件建立仿真模型,通过仿真实验值与理论计算值对比,验证了公式推导的正确性。     

纵向分段式全并联AT牵引供电系统建模与仿真

在分析纵向分段式全并联AT所主接线办案的基础上,针对纵向分段式全并联AT牵引供电系统的结构特点,在MATLAB／Simulink软件平台下,采用模块化设计的方法,建立了牵引变电所模型、牵引网模型、AT所模型和分区所模型,在该基础上搭建了纵向分段式全并联AT牵引供电系统仿真模型,得出了短路故障时牵引变电所、AT所和分区所的阻抗特性。     

高速铁路隧道及高架桥路段牵引网建模与分析

在高铁全并联AT供电方式下的牵引网链式模型基础上,推导多导线的阻抗及导纳矩阵;结合四周无限隧道模型及电磁场理论,计算隧道中导线的自阻抗、互阻抗和分布电容,并求牵引网供电回路和高架桥桥墩间的耦合系数;在Simulink仿真平台里搭建各路段牵引网仿真模型,通过分析该模型输出电气量,验证了所建模型的正确性。在此基础上,研究了负载位置变动高铁牵引网特殊路段的牵引网电压及钢轨电位的分布规律。     

AT供电系统阻抗频率特性及谐波电流放大分析

为研究高速列车注入谐波电流与AT供电系统之间参数匹配引起的谐波谐振问题,根据经典Carson理论和多导体传输线理论,建立牵引网多导线等值∏型谐波模型。利用Matlab/Simulink仿真平台搭建模型进行仿真,研究了机车不同位置时、牵引网不同长度时和外部电源短路容量改变时对系统阻抗频率特性和谐波电流放大情况的影响,探讨了阻抗频率特性和谐波电流放大的相关性,得到了AT供电系统谐波谐振的相关规律,可以对AT牵引供电系统的谐波谐振现象研究提供参考。     

基于RTDS的VX变压器精准建模研究

基于RTDS仿真平台建立牵引供电系统模型,可对继电保护装置进行闭环测试。本文针对当前RTDS软件中自带的变压器模型为简化模型,导致变压器模型的输出与现场数据存在一定偏差的情况,研究提出了一种优化VX变压器在RTDS上精度的方法,并在RTDS上仿真验证了优化后模型的正确性。     

高速铁路AT供电系统谐波谐振频率研究

给出了一种简便、直接计算牵引供电系统的谐波谐振频率的方法。通过对AT(autotransformer)供电方式下的单线牵引网进行三导体合并化简和去耦,得到其单位长度阻抗、电容。采用双端口网络对AT供电系统进行等效分析,获得牵引供电系统谐振频率的精确表达式。根据牵引网单位长度阻抗、电容及已知的牵引网长度即可推导出该牵引网的谐振频率。采用Matlab软件进行仿真分析,结果表明:通过该方法计算得到的牵引网谐振频率与仿真得到的谐振频率一致,证明了该方法的正确性。     

基于双端电气量的高速铁路故障测距方法研究

在牵引网分段供电技术基础上,提出基于双端电气量的高速铁路牵引网故障测距方法。采用广义对称分量法,通过建立牵引网复合序网模型,分析短路阻抗特性,绘制出AT牵引网测量阻抗特性曲线,给出故障测距算法与实现流程。仿真结果表明,与既有方案相比,该测距方法有效且测距精度高,为现有高速铁路牵引网故障测距提供了新途径。     

高速铁路动车组车网谐振频率影响研究

在高速铁路牵引供电系统中,牵引网与电力机车之间的谐振事故时有发生,频繁的谐振事故对高速铁路的运行产生一定威胁,是高速铁路发展急需解决的问题。本文对电气化铁路车网系统谐波的产生机理、特征规律以及车网谐振机理进行理论分析,利用Matlab/Simulink仿真工具对在全并联AT供电模式下的CRH380B动车组进行仿真模型搭建,分析并验证了牵引网谐波的特征规律、牵引网谐振频率与牵引网谐波放大倍数的影响因素。     

双边供电模式下高速铁路AT供电系统供电能力计算与分析

俄罗斯高铁项目是"一带一路"倡议的重要组成部分,与我国单边供电模式不同,其牵引供电系统采用双边供电的AT供电方式。双边供电模式将直接影响牵引供电系统内部的功率潮流分布和主要供电设备容量的选取。在构建高速铁路AT供电系统双边供电模式下牵引供电仿真模型的基础上,研究功率潮流分布特性,给出牵引变压器容量分配、牵引网电压损失、牵引网各导线电流分布和电能损失的计算结果并分析主要影响因素,为双边供电模式下的牵引供电方案设计提供重要基础。     

基于牵引电缆的电气化铁路牵引网长距离供电方案

将牵引电缆与电气化铁路既有牵引网通过横向连接线并联,基于并联后的牵引网(简称"电缆牵引网"),将供电方式分为电缆+直供方式和电缆+AT供电方式(包括日本方式、法国方式和新型方式),并以电缆+日本AT供电方式为例,设计同相供电和异相供电方式下的电缆牵引网长距离供电方案;在建立电缆牵引网等值电路模型和链式电路模型的基础上,...     

全并联AT供电牵引网断线接地故障分析

对全并联AT供电牵引网断线接地故障时变电所出口处的测量阻抗进行了理论分析与推导;结合接触网实际参数,采用Matlab/Simulink进行了仿真,给出全并联AT供电牵引网各种短路、断线接地故障的测量阻抗—距离特性曲线;最后针对全并联AT供电方式供电臂以负荷开关进行并联的接线形式,给出供电臂保护配置方案,以期为全并联AT供电牵引网馈线保护的配置提供参考。     

基于扩展解耦法的AT牵引网钢轨电位分析

为解决AT牵引网的钢轨电位分析问题,本文使用导体合并算法对牵引网进行合并、简化,基于扩展解耦法计算出其他导体对接地回流网络的感应电流,并使用多导体传输线理论计算钢轨电位的分布。该算法可对任意复杂的接地网络进行分析,且存储容量、计算量均较牵引网链式电路模型少。仿真结果表明:该算法与牵引网链式电路模型计算结果相吻合。根据IEC标准62128-1对钢轨电位的安全性进行了评估。     

AT供电牵引网微机故障测距系统的研究

本文根据AT供电牵引网的结构特点，对单、复线AT牵引网的特性进行了较深入的分析，提出了单、复线AT牵引网故障测距的数学模型和用微机实现的方案。本文还对各种可能引起故障测距误差的因素进行了分析并采取了相应的补偿措施。为了验证本文提出的数学模型的正确性及微机实现方案的优点，本文作者在实验室进行了模拟实验及计算机仿真试验，效果良好。与现行“AT中性点吸上电流比”测距方案比较，具有投资少、精度高等优点。     

AT牵引网故障测距原理研究与改进

本文讨论了AT漏抗、上下行互感、轨地泄漏导纳等因素对AT牵引网故障测距的影响。根据AT牵引网当量等值电路导出了计入各种因素影响的单线双差比测距式,证明了复线上下行电流比测距原理的测距精度与AT漏抗、上下行互感、轨地泄漏导纳等因素无关。通过计算机仿真证实以上结论都是正确的。     

基于模态分析的牵引供电系统谐波谐振过电压研究

针对高铁牵引供电系统的谐振过电压问题,通过分析其谐波特性,综合考虑线路集肤效应及分布参数的特性,研究由接触网、馈线、钢轨回路(包括大地)、回流导线以及牵引变电所至接触网的馈电线等构成的牵引网的参数计算方法,建立牵引网线路等效模型,使用该模型计算牵引网线路参数;采用模态分析方法解耦牵引网与电力机车的耦合关系,确定基于车网耦合的牵引供电系统的谐波谐振次数、电压波形、影响范围等数据以及所引起的牵引网过电压机理;通过EMTP-ATP软件建立基于AT供电方式与CRH2型动车组的车网耦合仿真模型,得到牵引网网压状态.通过与实测的机车负荷、谐波电流等数据对比可知,仿真结果与实测数据分析结果一致,验证了该方法的正确性.     

AT牵引网故障测距原理研究与改进

深入讨论了AT漏抗、上下行互感、轨地泄漏导纳等因素对AT牵引网故障测距的影响.根据AT牵引网当量等值电路导出了计入各因素影响的单线双差比测距式,证明了复线上下行电流比测距原理的测距精度与AT漏抗、上下行互感、轨地泄漏导纳等因素无关.通过计算机仿真验证了以上结论是正确的.     

基于PSCAD的高速铁路全并联AT牵引供电系统短路故障仿真计算研究

以长昆高速铁路邓家山变电所至廖家田分区所供电区间为研究对象,根据实际接线方式、系统参数进行等效计算,利用PSCAD/EMTDC元件库元件搭建模型,设置相关参数,搭建全并联AT高速铁路牵引供电系统仿真模型,以实现对变电所及牵引网各种短路故障的仿真计算。以实际短路试验为例进行仿真,仿真计算数据与实测数据比对结果表明,基于PSCAD/EMTDC建立的全并联AT牵引供电系统仿真模型能够准确地模拟实际供电系统不同故障情况下短路电流的大小及短路电流的分布情况。利用该仿真计算结果,根据"横联线电流比"故障测距法进行故障定位计算。结果表明:数据满足故障测距要求,该模型能够为今后深入研究高铁牵引供电系统的故障及保护设备的运行等提供科学依据。     

高速铁路综合接地系统优化设计

随着我国高速铁路建设的全面展开,其接地安全问题已提上日程,必须开展深入研究才能满足应用需要。本文针对全并联AT供电方式的特点引入了几种降低轨道电位措施的方案,并运用Matlab/Simulink,根据实际全并联AT供电牵引网的参数和接地系统的参数建立了综合接地系统的仿真模型,在这个模型下,对各种接地措施进行了仿真,并通过仿真验证其可行性。