電纜牽引供電系統(tǒng)工頻過(guò)電壓傳播特性研究

王輝，易東，郭鑫鑫，郭成，李丹丹

電纜牽引供電系統(tǒng)工頻過(guò)電壓傳播特性研究

王輝，易東，郭鑫鑫，郭成，李丹丹

圖4 互阻抗歸算后的牽引網(wǎng)分布參數(shù)等值電路圖

以變電所作為坐標(biāo)軸的x= 0點(diǎn)，根據(jù)式（1）電纜供電牽引網(wǎng)線路C、F、T、R距首端距離x處的電壓分別為

對(duì)于接觸線C和電纜供電線F線的邊界條件有：

則接觸線C末端的電流為

則作用在機(jī)車上的電壓即為C與T之間的電壓：

其幅值為

C與T之間電壓幅值ΔU隨著距離x的變化而變化，結(jié)合表1中的牽引網(wǎng)電氣參數(shù)，可從理論上分析電纜供電過(guò)電壓傳播特性。

表1 牽引網(wǎng)仿真參數(shù)表 Ω/km

3 電纜供電仿真建模及仿真

3.1 牽引網(wǎng)線路仿真參數(shù)

電纜各組成部分的材料性能和電纜結(jié)構(gòu)的幾何尺寸決定了電纜線路的電氣參數(shù)。因此，當(dāng)電纜結(jié)構(gòu)尺寸確定后，可以根據(jù)文獻(xiàn)[9]中給出的方法計(jì)算電纜的相關(guān)電氣參數(shù)。

利用Carson理論[1]，計(jì)算得到了電纜供電牽引網(wǎng)仿真模型的仿真參數(shù)[1，4，7，8]，具體參數(shù)值見(jiàn)表1。

3.2 電纜供電Simulink建模

在電纜牽引供電中，視承力索和接觸線C之間為平行傳輸，可將其等效為一條線路。同理，2條鋼軌也可等效成一條線路。則由電纜供電線F、電纜供電線R、接觸線C、鋼軌T四條線路構(gòu)成僅有一條供電臂的單線電纜供電牽引網(wǎng)簡(jiǎn)化模型。

對(duì)于電纜牽引供電系統(tǒng)各線路模型，在Simulink提供的現(xiàn)有模塊范圍內(nèi)，采用分布參數(shù)線路模型構(gòu)建電纜牽引供電系統(tǒng)牽引網(wǎng)仿真模型，以便盡可能反應(yīng)電氣化鐵路牽引網(wǎng)線路實(shí)際情況。

通過(guò)簡(jiǎn)化得到由電源模塊和牽引變壓器模塊構(gòu)成的牽引變電所模塊以及由分布參數(shù)線路C、T、F、R表示的牽引網(wǎng)模塊構(gòu)成的電纜牽引供電模型。部分模型如圖5所示。