AT供电系统钢轨电位与降低措施分析

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1、万方数据西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1．根据高铁牵引网结构，建立基于多导体传输线理论的链式网络模型，推导多导体传输线阻抗与导纳矩阵的计算公式。2．在Matlab／Simulnk环境下建立路基、高架桥和隧道路段全并联AT牵引供电系统仿真模型。仿真分析路基路段增设贯通地线等措施对降低钢轨电位的作用，并得到正常工况和T-R短路故障时路基、高架桥和隧道路段的钢轨电位分布。3．在CDEGS环境下搭建路基、高架桥和隧道路段综合接地系统仿真模型。仿真分析雷击路基、高架桥和隧道路段

2、综合接地系统时，钢轨及贯通地线的电位幅值与分布规律。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：毋眵3-．。邀真寻、1y?虽，万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要高速铁路牵引负荷的增大，以及牵引供电系统短路或雷击等事故，会使得钢轨产生过高的电位，导致铁路沿线设

3、备的损坏，甚至导致行车及人员伤亡的事故。高速铁路沿线存在路基、高架桥和隧道路段，其牵引网数学模型和电气参数计算方法存在差异。因此，研究不同路段在不同工况时钢轨电位的分布规律与降低措施具有重要意义。本文研究的AT供电牵引网采用了基于多导体传输线理论的链式网络模型。运用Carson理论和镜像法计算了路基、高架桥导线的电气参数，采用四周无限圆形隧道模型对隧道导线的电气参数进行了求解。本文利用Matlab／Simulink仿真平台，搭建了全并联AT供电系统模型。仿真结果表明，正常工况下，高架路段钢轨电位最高，隧道路段钢轨电位略低于

4、路基路段；当牵引网发生T-R短路故障，高架路段钢轨电位最高，隧道路段钢轨电位次之，路基路段最低；设置贯通地线等措施能够有效地降低钢轨电位，并将正常工况和短路故障时的钢轨电位限制在IEC62128．1标准规定内。为研究综合接地系统的冲击响应特性，本文利用CDEGS搭建了雷电流入侵雷击综合接地线系统暂态电路模型。仿真结果表明，当雷击于距扼流变压器250m的支柱时，或雷击于横向连接线处的支柱时，高架桥路段钢轨及贯通地线的最高电位幅值最高，隧道路段钢轨及贯通地线的最高电位幅值比路基路段高；针对雷击牵引网引起钢轨及贯通地线电位急剧上

5、升的问题，文中给出了防护建议。关键词：AT供电系统；钢轨电位；降低措施；综合接地系统；Matlab／Simulink；CDEGS万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractAstheloadofhigh·speedrailwayincreasing,shortcircuitoftractionpowersupplysystemandlightingstrokefaults，thatwillgeneratehigherrailpotential，causedamagetoequipmentalongther

6、ailwayandevenleadtodrivingaccidentsandcasualties．Thehigh-speedrailwayconsistsofsubgrade，viaductandtunnelsection，thetractionnetworkmathematicalmodelsandthecalculationofelectricalparameterofthesethreesectionsaredifferent．Soitmakesasignificancetostudytherailpotential

7、distributionofdifferentsectionsandthemeasurementstoreducethatindifferentcondition．TheATtractionnetworkstudiedinthispaperconbinedwithmulti·conductortransmissionlineisbuiltinthisdissertation．BasingonCarsontheoryandmirrorimagemethod，thedissertationcalculatestheelectr

8、icalparameterofsubgradeandviaduct．Theelectricalparametersofturmelwiresarecalculatedbyallaroundinfnitetunnelmodel．TheATpowersupplymodesstudiedinthisdisse