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。

电气化铁道牵引网的统一链式电路模型

针对交流电气化铁道不同供电方式牵引网,建立统一复合链式电路模型。牵引网中的各种电气元件,包括短路和断线故障,都描述为纵向串联元件或横向并联元件。按照链式电路结构,可方便地利用各电气元件的节点导纳矩阵构建出整个牵引网的数学模型。考虑到回流网络存在较大对地漏泄电导,对牵引网均匀多导体传输线段采用多相等值π型电路。在牵引网端部截断处理上,引入了半无限长多导体传输线的特征导纳矩阵模型,利用相–模变换理论给出相关计算公式。牵引网统一数学模型的建立为进一步研究潮流计算,即一定负荷条件下的电压电流分布奠定了基础,同时该模型也可用于牵引网稳态短路电流计算和谐波谐振等研究。

牵引电流对桥梁区段信号电缆的电磁串扰研究

随着高速铁路的快速发展,铁路现场信号电缆受干扰的问题愈发突出,特别是在贯通地线和信号电缆同槽铺设的桥梁区段,对铁路运输的安全造成不良影响。在考虑桥梁区段特点的基础上,针对信号电缆双端接地的情况建立加入信号电缆外皮的牵引供电系统链式网络模型,利用潮流算法进行仿真计算,通过实测数据验证模型的有效性。分析信号电缆串扰的主要来源,在所建立模型的基础上计算信号电缆受串扰产生的感应电动势,考虑贯通地线和信号电缆间距对其影响,并给出故障条件下信号电缆的适宜长度,为减少铁路信号电缆的串扰影响和其铺设方法的研究提供参考依据。

高速铁路牵引回流系统建模分析

高速铁路牵引回流分布复杂,有必要对其进行精确的建模分析。采用平行多导体传输线理论,搭建统一的牵引网数学模型,实现针对不同空间分布形式的牵引网阻抗和导纳的计算。运用埋地裸导线法对综合地线进行建模,弥补等效接地电阻法不能计算导线电流的缺点,且计及综合地线与其他导线间的耦合,研究不同回流导线中的电流分布比例,并与实测数据进行对比,验证埋地裸导线建模法及牵引网链式网络潮流算法的准确性,并探讨回流测试方案。

铁路运行的电能质量影响(一):建模基础

电气化铁路负荷易对电网母线造成较严重的电能质量污染,有必要通过建模分析。作为两篇系列文章的第一篇,详细阐述了用于分析普铁和高铁在各种工况运行对变电站电能质量影响的建模方法。建模分为变电站建模、牵引网及车辆建模、运行电铁外的其他负荷建模。为保证分析结果的精确性,牵引网模型在已有研究基础上采用链式电路模型,考虑各导线之间的耦合;为比较客车和货车对电网电能质量影响,列车建模计及高铁客车和普铁货车。