高速鐵路AT供電若干問題的研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，既有普速鐵路已不能滿足人們出行的需要。我國幅員遼闊、人口眾多，適合發(fā)展高速鐵路運輸。高速鐵路普遍使用AT供電方式。AT供電方面仍有一些問題值得關注。本文擬對AT供電的相關問題進行研究。
　　本文首先對牽引網架空、埋設導體的單位長阻抗、導納參數(shù)的計算方法進行了討論。在牽引網中，由于導體之間存在橫連，對其完全建模將導致計算量過大，對一般的分析計算也無此必要，故常將牽引網合并等值以簡化計算。本文對導體合并算法的性能進行了

2、分析、比較，給出了某些導體合并算法存在偏差的原因。對鏈式電路模型和廣義對稱分量模型進行了簡要介紹，闡述了牽引網0序阻抗的計算中消去接地回流網絡對其他導體間互阻抗影響的方法，首次給出了考慮AT漏抗時的復合序網，并由此給出了AT牽引網的等值電路。
　　在AT牽引網的建模、分析中，由于AT牽引網接地回流網絡中導體存在橫連，既有的特征阻抗計算方法沒有慮及這一點，故從原理上講是不合適的。本文基于接地回流網絡的傳輸參數(shù)方程，推導出特征阻抗?jié)M足

3、復數(shù)形式的黎卡提代數(shù)方程，并使用特征分解法進行求解。算例表明，既有方法與本文方法的結果相差并不大;且鋼軌電位對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化算法進行特征阻抗的計算。
　　對現(xiàn)有的三種AT供電模式從牽引變壓器容量、牽引網載流需求及鋼軌電位等多個方面進行了對比分析。結果表明，在鋼軌電位、牽引網載流能力、電壓水平和斷路器斷口電壓方面，三種模式基本相同;新模式無需所內AT、牽引變壓器二次繞組中間抽頭，但

4、地中電流最大，對鄰近導體的干擾水平也最高，原有的故障測距算法失效;法國模式對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，但無需所內AT。日本模式無需二次繞組中間抽頭，但需安裝所內AT。由于新模式存在故障測距的缺陷，法國模式和日本模式具有相同的等值電路，故僅對日本模式進行AT漏抗影響的分析、計算。
　　將擴展解耦法擴充到任意多導體系統(tǒng)。基于擴展解耦法分析了AT牽引網的鋼軌電位問題，且存儲容量、計算量較

5、牽引網的鏈式電路模型小，其精度取決于牽引網電流分布的計算。該算法較鏈式電路模型更適于理論分析，故有其存在的必要性。
　　本文對AT漏抗的標么值計算進行了討論，給出其典型范圍;在鋼軌電位、牽引網電壓水平、故障測距和地中電流等幾個方面，從理論上對AT漏抗的影響進行了分析;基于AT牽引網的鏈式電路模型，展開AT漏抗問題的仿真研究。結果表明，AT漏抗對鋼軌電位和牽引網電壓水平影響較小，而在故障測距、地中電流方面影響很大。因此，應在條件許可

6、情況下盡量選擇漏抗值小的自耦變壓器。
　　在AT牽引網站場的軌道電路中，為防止信號通過第三軌迂回產生的干擾，在有些絕緣節(jié)中，扼流變壓器的中點沒有連通，即使用了“一頭堵”絕緣節(jié)，動車組通過時產生機械絕緣節(jié)燒損、鋼軌軌面灼傷問題。本文推導出扼流變壓器、機械絕緣節(jié)的等值電路，分析了機械絕緣節(jié)燒損、鋼軌軌面灼傷的機理，并提出了解決方案。基于PSCAD、Mayr電弧模型對所提方案的效果進行了仿真研究。結果表明，該方案能將電弧功率、消耗能量降