基于管状导体模型钢轨内阻抗计算

针对钢轨等效管状导体模型在大参数下利用修正Bessel函数表示的内阻抗公式计算其钢轨内阻抗时,出现数值计算不稳定及收敛困难问题,提出引入缩放比例因子,对修正Bessel函数进行缩放,并利用数值积分法计算缩放后的Bessel函数,得到数值计算稳定且精度高的内阻抗计算公式。利用该公式分析电流频率、幅值对钢轨内阻抗的影响规律,同时,使用有限元法对钢轨模型进行仿真计算,验证该计算公式的准确性。研究结果表明:该内阻抗计算公式解决了数值计算不稳定及收敛困难问题,反映了钢轨电阻和内电感随电流幅值、频率的变化规律,钢轨电阻和内电感计算结果与有限元仿真结果的相对误差均在±5%以内,可见该公式计算精度较高,可为牵引供电系统建模时钢轨内阻抗的计算提供可靠的数据支撑。

基于管状导体模型钢轨高频频变参数计算

牵引供电系统中,钢轨等输电线路电感和电阻随频率发生变化,存在参数频变现象,会导致故障行波在钢轨传播过程中产生色散现象。为研究故障行波在钢轨传播过程中的色散特性提供基础数据,针对钢轨频变参数计算展开研究。根据现有等效管状导体模型,提出一种针对高频行波计算钢轨频变参数的简化管状导体数学模型,给出该模型计算过程中所需各参数确定方法,并利用该简化模型对P50钢轨进行实例计算。计算结果表明,钢轨参数频变现象较为明显,计算模型对于后续研究牵引供电系统行波故障测距中行波色散问题可提供基础数据参考。