高速鐵路AT供電若干問(wèn)題的研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，既有普速鐵路已不能滿足人們出行的需要。我國(guó)幅員遼闊、人口眾多，適合發(fā)展高速鐵路運(yùn)輸。高速鐵路普遍使用AT供電方式。AT供電方面仍有一些問(wèn)題值得關(guān)注。本文擬對(duì)AT供電的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行研究。
　　本文首先對(duì)牽引網(wǎng)架空、埋設(shè)導(dǎo)體的單位長(zhǎng)阻抗、導(dǎo)納參數(shù)的計(jì)算方法進(jìn)行了討論。在牽引網(wǎng)中，由于導(dǎo)體之間存在橫連，對(duì)其完全建模將導(dǎo)致計(jì)算量過(guò)大，對(duì)一般的分析計(jì)算也無(wú)此必要，故常將牽引網(wǎng)合并等值以簡(jiǎn)化計(jì)算。本文對(duì)導(dǎo)體合并算法的性能進(jìn)行了

2、分析、比較，給出了某些導(dǎo)體合并算法存在偏差的原因。對(duì)鏈?zhǔn)诫娐纺Ｐ秃蛷V義對(duì)稱分量模型進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，闡述了牽引網(wǎng)0序阻抗的計(jì)算中消去接地回流網(wǎng)絡(luò)對(duì)其他導(dǎo)體間互阻抗影響的方法，首次給出了考慮AT漏抗時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)，并由此給出了AT牽引網(wǎng)的等值電路。
　　在AT牽引網(wǎng)的建模、分析中，由于AT牽引網(wǎng)接地回流網(wǎng)絡(luò)中導(dǎo)體存在橫連，既有的特征阻抗計(jì)算方法沒(méi)有慮及這一點(diǎn)，故從原理上講是不合適的。本文基于接地回流網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)方程，推導(dǎo)出特征阻抗?jié)M足

3、復(fù)數(shù)形式的黎卡提代數(shù)方程，并使用特征分解法進(jìn)行求解。算例表明，既有方法與本文方法的結(jié)果相差并不大;且鋼軌電位對(duì)特征阻抗的變化不靈敏。因此，工程中仍可使用既有方法或本文提出的簡(jiǎn)化算法進(jìn)行特征阻抗的計(jì)算。
　　對(duì)現(xiàn)有的三種AT供電模式從牽引變壓器容量、牽引網(wǎng)載流需求及鋼軌電位等多個(gè)方面進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明，在鋼軌電位、牽引網(wǎng)載流能力、電壓水平和斷路器斷口電壓方面，三種模式基本相同;新模式無(wú)需所內(nèi)AT、牽引變壓器二次繞組中間抽頭，但

4、地中電流最大，對(duì)鄰近導(dǎo)體的干擾水平也最高，原有的故障測(cè)距算法失效;法國(guó)模式對(duì)牽引變壓器二次繞組容量要求稍高，且二次繞組漏抗需與AT漏抗匹配以及中間抽頭，但無(wú)需所內(nèi)AT。日本模式無(wú)需二次繞組中間抽頭，但需安裝所內(nèi)AT。由于新模式存在故障測(cè)距的缺陷，法國(guó)模式和日本模式具有相同的等值電路，故僅對(duì)日本模式進(jìn)行AT漏抗影響的分析、計(jì)算。
　　將擴(kuò)展解耦法擴(kuò)充到任意多導(dǎo)體系統(tǒng)?；跀U(kuò)展解耦法分析了AT牽引網(wǎng)的鋼軌電位問(wèn)題，且存儲(chǔ)容量、計(jì)算量較

5、牽引網(wǎng)的鏈?zhǔn)诫娐纺Ｐ托?，其精度取決于牽引網(wǎng)電流分布的計(jì)算。該算法較鏈?zhǔn)诫娐纺Ｐ透m于理論分析，故有其存在的必要性。
　　本文對(duì)AT漏抗的標(biāo)么值計(jì)算進(jìn)行了討論，給出其典型范圍;在鋼軌電位、牽引網(wǎng)電壓水平、故障測(cè)距和地中電流等幾個(gè)方面，從理論上對(duì)AT漏抗的影響進(jìn)行了分析;基于AT牽引網(wǎng)的鏈?zhǔn)诫娐纺Ｐ?，展開(kāi)AT漏抗問(wèn)題的仿真研究。結(jié)果表明，AT漏抗對(duì)鋼軌電位和牽引網(wǎng)電壓水平影響較小，而在故障測(cè)距、地中電流方面影響很大。因此，應(yīng)在條件許可

6、情況下盡量選擇漏抗值小的自耦變壓器。
　　在AT牽引網(wǎng)站場(chǎng)的軌道電路中，為防止信號(hào)通過(guò)第三軌迂回產(chǎn)生的干擾，在有些絕緣節(jié)中，扼流變壓器的中點(diǎn)沒(méi)有連通，即使用了“一頭堵”絕緣節(jié)，動(dòng)車組通過(guò)時(shí)產(chǎn)生機(jī)械絕緣節(jié)燒損、鋼軌軌面灼傷問(wèn)題。本文推導(dǎo)出扼流變壓器、機(jī)械絕緣節(jié)的等值電路，分析了機(jī)械絕緣節(jié)燒損、鋼軌軌面灼傷的機(jī)理，并提出了解決方案?；赑SCAD、Mayr電弧模型對(duì)所提方案的效果進(jìn)行了仿真研究。結(jié)果表明，該方案能將電弧功率、消耗能量降