牽引供電系統(tǒng)的建模與仿真.pdf

1、隨著地鐵交通在城市交通體系中所處地位的日益提高，保證地鐵的安全穩(wěn)定運行已成為人們關注和研究的熱點，而作為其重要環(huán)節(jié)，牽引供電系統(tǒng)的研究更成為了重中之重。地鐵牽引供電系統(tǒng)采用饋線保護方式，主要包括：大電流脫扣保護、電流增量保護、電流變化率di/dt保護以及雙邊聯(lián)跳保護，通過上述保護方式，防止接觸線上的短路和過負荷現(xiàn)象的發(fā)生，并在故障發(fā)生后迅速、可靠地切除故障，以保證列車、設備和旅客的安全。其中電流變化率di/dt保護是地鐵供電系統(tǒng)中常用的

2、保護方式，它建立在對電流上升的動態(tài)過程進行監(jiān)測的基礎上，認為當短路故障發(fā)生時，其短路電流上升率會較列車啟動電流上升率高，且按指數(shù)規(guī)律變化。然而從地鐵故障錄波得到的眾多故障波形看，故障電流均存在幅值很高的沖擊電流而后振蕩衰減的特點。表明di/dt保護方式假設的故障電流按指數(shù)規(guī)律變化的特點與實際情況不符。因此有必要認真分析地鐵供電系統(tǒng)特性，建立地鐵供電系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真模型，為繼電保護設備的研究和性能檢驗提供依據(jù)。本文基于PSCAD對地鐵牽

3、引供電系統(tǒng)以及線路和車輛進行建模，并通過改變參數(shù)，進行各種故障情況下饋線電流的仿真。主要研究內容如下： ⑴分析了牽引供電系統(tǒng)交流側的特性，對整流器輸出端出口短路情況下做了適當簡化，得到了出口短路電流包絡線解析式； ⑵利用出口短路電流包絡解析式，對傳統(tǒng)電壓源模型進行了一定的修正； ⑶利用PSCAD分別建立了整流變壓系統(tǒng)、線路、車輛模型，并設置適當參數(shù)進行仿真，得到了牽引供電系統(tǒng)正常運行以各種故障情況下的電流波形；