客运专线牵引供电系统电气特性的仿真研究

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1、客运专线牵引供电系统电气特性的仿真研究喻奇，吴江涛供变电客运专线牵引供电系统电气特性的仿真研究喻奇，吴江涛摘要：采用建模仿真的分析方法，以甬台温客运专线某一供电臂为原型，根据客运专线牵引供电系统的结构特点建立仿真模型。仿真分析了牵引网短路故障情况下，变电所测得的牵引网阻抗，并分析综合接地对牵引供电系统阻抗特性的影响；还仿真分析了在正常运行情况下，牵引网的电流分配关系。关键词：客运专线；AT供电；牵引网；电气特性；仿真模型Abstract:Thispaperadoptssimulationmethod,referringtoafeedingsectionofNi

2、ngbo-Taizhou-WenzhouLine,simulationmodelsarebuiltaccordingtodesignfeatureoftractionpowersupplysystem.Incaseofshortcircuitfortractionelectricnetwork,impedanceoftractionelectricnetworkmeasuredintractionsubstationisshown,andtheimpactmadebyunifiedgroundingsystemisanalyzedinthispaper.Whe

3、ntractionelectricnetworkisundertheconditionofnormaloperation,thedistributionoftractionelectricnetworkcurrentisshownaswell.Keywords:passengerspecialline;atpowersupply;tractionelectricnetwork;electricalcharacteristics;simulationmodel中图分类号：U239.5文献标识码：A文章编号：1007-936X(2010)05-0011-0313客

4、运专线牵引供电系统电气特性的仿真研究喻奇，吴江涛供变电1客运专线牵引供电系统的结构客运专线采用供电距离长、供电能力强、牵引网电压损失小、对通讯干扰小的全并联AT牵引供电方式。其牵引网主要由接触悬挂、钢轨、正馈线构成，除此之外还有保护线、横向连接线和辅助连接，综合地线由信号专业设置。保护线（PW）与轨道（R）并联，同时在AT所内采用横向连线实现轨道、保护线和AT中点的连接。设置保护线的目的主要是为钢轨工作回流提供并联通道，减小钢轨中流动的电流，并可兼作闪络保护接地的作用。为了降低钢轨电位，提高信号轨道电路的工作可靠性，保障人身和设备安全，客运专线采用综合接地系统

5、。客运专线由于牵引电流非常大，为降低轨面电压，通常采用综合接地系统。上下行钢轨、保护线、综合地线每隔一定距离进行一次完全横向连接，钢轨只能通过扼流变压器（或空心线圈）中点接入综合接地系统。由于断轨检查的需要，该距离长度一般设置为1.5km。回流线（或PW线）每500m左作者简介：喻奇.中铁第四勘察设计院集团有限公司，助理工程师，湖北武汉430063，电话：13667222349；吴江涛.中铁第四勘察设计院集团有限公司，高级工程师。右进行一次简单横向连接，并接入综合接地系统。客运专线牵引网结构示意图如图1所示。图1客运专线牵引网结构示意图2客运专线牵引供电系统的

6、仿真模型2.1牵引变电所模型牵引变电所的主要设备包括牵引变压器、电压互感器、电流互感器、断路器、隔离开关、避雷器等，由于仿真模型主要考虑电气特性，变电所中的设备只考虑牵引变压器以及牵引变电所220kV进线和接地网，即可组建牵引变电所的仿真模型。2.2AT所模型13客运专线牵引供电系统电气特性的仿真研究喻奇，吴江涛供变电在MATLAB/SIMULINK中，没有现成可以利用的自耦变压器模型，由于AT变比为2∶1，可利用1∶1的单相双绕组变压器通过改变接线方式的方法将其改装成自耦变压器。自耦变压器的参数设置与单相双绕组变压器的参数设置相同，都是通过空载试验和短路试验

7、确定其阻抗参数。分区所与AT所的仿真模型一样，只不过自耦变压器额定容量稍小一些。2.3AT牵引网模型牵引网每条供电臂的线路模型可以用包含串联阻抗矩阵和并联导纳矩阵的集中参数模型—p型模型来建模，串联阻抗矩阵包含导线的自阻抗和导线之间的互阻抗。并联导纳矩阵包含导线之间或导线对地电容和漏电阻。由于每条供电臂比较短，一般为30km，因此并联导纳通常可以忽略。在MATLAB/SIMULINK中，可以采用“SeriesRLCBranch”模块和“MutualInductance”模块搭建AT牵引网模型，并将其封装成模块。3MATLAB/SIMULINK仿真结果分析甬台温

8、客运专线实际参数见表1、表2。13客运