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(yùn)行已成為人們關(guān)注和研究的熱點(diǎn)，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(hù)方式，主要包括：大電流脫扣保護(hù)、電流增量保護(hù)、電流變化率di/dt保護(hù)以及雙邊聯(lián)跳保護(hù)，通過上述保護(hù)方式，防止接觸線上的短路和過負(fù)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(shè)備和旅客的安全。其中電流變化率di/dt保護(hù)是地鐵供電系統(tǒng)中常用的

2、保護(hù)方式，它建立在對(duì)電流上升的動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，認(rèn)為當(dāng)短路故障發(fā)生時(shí)，其短路電流上升率會(huì)較列車啟動(dòng)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(diǎn)。表明di/dt保護(hù)方式假設(shè)的故障電流按指數(shù)規(guī)律變化的特點(diǎn)與實(shí)際情況不符。因此有必要認(rèn)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(hù)設(shè)備的研究和性能檢驗(yàn)提供依據(jù)。本文基于PSCAD對(duì)地鐵牽

3、引供電系統(tǒng)以及線路和車輛進(jìn)行建模，并通過改變參數(shù)，進(jìn)行各種故障情況下饋線電流的仿真。主要研究?jī)?nèi)容如下： ⑴分析了牽引供電系統(tǒng)交流側(cè)的特性，對(duì)整流器輸出端出口短路情況下做了適當(dāng)簡(jiǎn)化，得到了出口短路電流包絡(luò)線解析式； ⑵利用出口短路電流包絡(luò)解析式，對(duì)傳統(tǒng)電壓源模型進(jìn)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(shè)置適當(dāng)參數(shù)進(jìn)行仿真，得到了牽引供電系統(tǒng)正常運(yùn)行以各種故障情況下的電流波形；